第四次工业革命领先一步：灯塔工厂如何引领制造行业的未来趋势？

2024-07-25财经

第四次工业革命的命运掌握在机器智能手中，它以惊人的速度处理TB级别的数据，推动着这场革命向前发展。人工智能的崛起，不仅在于其新发现的自动化技能，更在于其优化复杂决策的能力，它像一盏明灯，照亮了第四次工业革命的道路，引领着各种技术不断创新，追求前所未有的突破。

全球灯塔网络持续壮大，新增21座灯塔，总数已达到153家。这些灯塔中，既有专注于自动化的灯塔工厂，也有实现全链条自动化的「端到端」灯塔工厂，更有致力于可持续发展的「可持续灯塔工厂」。2023年加入的21家灯塔工厂，更是展示了先进制造业和价值链的未来趋势，其中不乏16家灯塔工厂和5家「端到端」灯塔工厂，以及5家「可持续灯塔工厂」。

这些灯塔工厂代表了第四次工业革命的最前沿，它们的主要特点是极高的数字化水平、机器智能的广泛应用，以及从一开始就规划好的大规模部署。数字经济应用实践专家骆仁童博士表示，这些因素共同推动着第四次工业革命的进程，让我们看到了一个更加智能、更加高效、更加可持续的未来。

一、第四次工业革命拐点

面对技术飞速发展、人员流动频繁、地缘政治紧张加剧和气候变化加速等多重挑战，全球供应链的脆弱性愈发凸显，制造商亟需应对新局面。然而，第四次工业革命正加速推进，为制造业带来战胜挑战的曙光。本报告揭示了革命的关键转折点，其中两大驱动因素尤为突出：一是机器智能技术日益成熟，二是领先企业重新定义试验概念，将整个工厂作为试验场，以放大影响力。

为了应对未来潜在的颠覆和抵御各种冲击，制造商正纷纷加大对人工智能（AI）技术、可持续能源及其他创新技术的投入。据统计，约90%的高管将提升供应链弹性视为首要任务，而每年在人工智能领域的投资已高达约1500亿美元。地缘政治的演变为先进制造业在市场中的蓬勃发展注入了新活力，人工智能、数字技术、可持续发展特征以及先进制造业和供应链中更高的技能组合共同助力市场焕发新生机。

机器智能正在成为第四次工业革命的核心力量。自第三次工业革命以来，由半导体和晶体管驱动的计算机时代加速发展，开启了基本控制系统自动化的可编程逻辑。如今，大数据的涌现实现了「智能化」，有助于作出明智的权衡决策，进而优化和加强关键流程及控制系统。然而，全球产业变革往往并非一蹴而就。每一次革命性转变都经历了从引入有利基础到广泛采用的曲折过程，呈现出S型曲线的特点。

在第一阶段，即采用阶段，企业通过试错式改进逐步摸索前进，这一过程可能持续较长时间。进入第二阶段，实践曲线阶段，企业开始努力将新的创新成果推广到整个生产网络中，以实现广泛应用。最后，在第三阶段，优化阶段，各公司围绕最佳解决方案、标准和协议展开紧密合作，推动成本逐渐趋于稳定。

机器智能对于第四次工业革命具有决定性意义，它促进了多个技术领域的突破性进展。智能技术正在推动灵活机器人技术和自动驾驶汽车的发展。但要实现这一目标，人工智能需要从企业系统、机器传感器、连接性基础设施以及生成和收集PB级数据等方面进行全方位的支持。值得一提的是，制造商在人工智能领域的迅猛发展在一定程度上得益于其前所未有的规模以及生成和连通数据的新能力。对于某些领先的工厂而言，每周甚至每天都会产生TB至PB级别的海量数据，为人工智能技术的应用提供了丰富的资源和广阔的空间。

在第二阶段，随着灯塔工厂的先进用例不断证明其对生产网络乃至整个组织的深远影响，这些工厂作为试点，积极推广第四次工业革命技术的规模化应用。然而，对于许多公司而言，将单个工厂的成功经验在整个网络中复制并非易事，他们往往因为资金、数据、技术、人才和组织解决方案等方面的差异而犹豫不决。实际上，在历史上的历次工业革命中，新技术的采纳往往并非一帆风顺，而是伴随着各种挑战和困难。

尽管如此，仍有一些企业坚定地选择了规模化扩展的道路，并成功地将灯塔工厂的经验复制到了整个生产网络中。这些企业通过编写新的指导手册、制定新的认证和规定、开发新的工具等方式，将创新制度化，推动了整个行业的进步。这种由学习到实践再到优化的过程，正是第四次工业革命技术推广的典型路径。

目前，第四次工业革命仍处于第二阶段，各灯塔工厂正在积极探索如何从「学习」转向「实践」。虽然生成式人工智能等新兴技术可能需要更长时间才能在整个行业普及，但这些工厂已经开始在工厂大规模采用这些技术，并取得了显著的成果。他们之所以能够做到这一点，得益于他们已经建立了完善的数据和技术基础设施、强大的人才基础以及高效的敏捷实施方法等关键使能因素。

灯塔企业引领制造业变革，其规模化转型不仅重塑竞争格局，更推动企业在成本、质量、服务、敏捷和可持续性等方面取得突破性进展。这些企业通过清晰的战略规划、人才能力培养和技术革新的有效结合，实现了快速转型，并在实践中证明了投资回报的可观性。

随着技术应用的不断深入，灯塔工厂的实施速度也在加快，新用例的部署周期大幅缩短，投资回报率不断提升。这种自增长的趋势不仅增强了企业应对颠覆的能力，也进一步拉大了领路者与落后者之间的业绩差距。

面对行业加速的挑战，企业必须做出选择：是积极创新、加速前进，还是紧跟市场步伐。灯塔企业及其同行通过网络层级的影响，正推动着行业向更高效、更高质的方向发展。而那些无法跟上节奏的企业，可能会面临被淘汰的风险。

因此，企业需要根据自身情况和市场环境，制定合适的数字战略。无论是选择成为创新者、加速者还是快速追随者，关键在于要迅速行动，充分利用现有的经验和资源，以最小的学习成本获取最大的价值。只有这样，企业才能在激烈的市场竞争中立于不败之地。

二、各项能力提升灯塔工厂的采用曲线

当技术在数十个用例中逐渐成熟，挑战的焦点便转向了速度与规模。此时，各个工厂及其供应链网络将成为实践的前沿，而不仅仅是单一的用例。随着规模的不断扩大，原本针对单个实施方案的用例概念也将演变为涉及数十甚至数百个方案的复杂体系。

在引领这场变革的过程中，有几个关键步骤值得关注。首先，制定清晰的战略路线图至关重要，它能够指导企业向技术驱动的组织转型，并确定各项价值的优先级。这不仅包括跨用例的单点优化，还涉及跨工厂的网络协同。

其次，建立强大的交付能力是推动转型的动力源泉。这包括制定全面的人才培养和保留计划，以适应数字化时代的需求；实施敏捷的运营模式，以提升速度、质量和协作效率；构建清晰、可扩展且分布式的技术基础设施，以支撑广泛的数字服务和解决方案；以及完善数据架构和管理体系，以确保关键决策的准确性和数据的高效利用。

然而，仅有这些能力并不足以确保成功。无论是在单点层面还是网络层面，有效的变革管理都是不可或缺的。它能够确保新的理念和实践得到广泛的采纳和持续的扩展。

在制定战略路线时，企业必须深入理解转型的动因、目标和路径。这需要在业务战略和路线图阶段识别并优先考虑那些能够支持整体业务优先事项的关键价值领域。同时，还需要密切关注行业趋势、生产网络规模和多样性以及现有IT基础设施的状况，以制定切实可行的计划。

值得一提的是，有几种方法在这一过程中特别有效。技术主导型方法强调在多个工厂中同时部署同一技术或用例，以实现规模化效益；能力主导型方法则依赖以能力为核心的卓越中心（CoE）来识别并推广数字创新；而「构建和复制」型方法则注重在一个工厂中同时培养人才和构建能力，并将其复制到其他工厂。这些方法的选择和应用将取决于企业的具体情况和需求。

构建强大的变革引擎：人才、敏捷、技术与数据

在变革的浪潮中，战略如同指引方向的明灯，变革管理则是紧握舵盘的船长。而真正推动变革前行的，是那些汇聚了高素质人才、敏捷运营、先进技术和优质数据的强大力量。这不仅是一场技术的革新之旅，更是一次全方位的能力升级。

隆基股份有限公司深知人才是企业最宝贵的资产。他们不仅注重人才的选拔和培养，更通过评估、培训和认证的一体化流程，打造了一支与技术发展紧密相连的精英团队。这种全面的人才战略，让每一位员工都能在变革中找到自己的定位，为企业的持续发展注入源源不断的活力。

在敏捷方面，ReNew公司以其独特的ReD团队为例，展示了如何通过灵活的组织结构和创新的工作模式，逐步改变运营模式、公司文化和能力。他们鼓励员工跨部门合作，打破传统的思维框架，以更高效、更富有创造力的方式应对变革带来的挑战。

技术，作为变革的核心驱动力，正在以前所未有的速度改变着世界。鸿佰科技为供应商搭建了一个共享的技术平台，让企业能够更快地部署新用例、获取业务价值。他们通过开放的技术架构和灵活的合作模式，激发了供应商们的创新精神，共同推动了行业的进步。

而在这个变革的过程中，数据的作用日益凸显。华润建材科技通过构建可扩展的架构，实现了对数据的高效利用和强大分析。他们不仅将数据作为决策的依据，更通过数据产品的形式，为每一个解决方案和用例提供了有力的支持。这种数据驱动的变革方式，让企业在竞争激烈的市场中立于不败之地。

数字经济应用实践专家骆仁童博士强调，构建强大的变革引擎需要多方面的努力和协同。只有当我们拥有了高素质的人才、敏捷的运营模式、先进的技术和优质的数据时，才能真正推动变革向前迈进，创造更加美好的未来。

实施变革管理

变革管理并非仅凭个人或团队的能力就能轻易推动，它更像是一场需要精心策划和执行的战略行动。在这场行动中，转型办公室扮演着至关重要的角色，它们像是指引方向的灯塔，为企业照亮前行的道路。事实上，有高达70%的灯塔工厂都深刻认识到这一点，将转型办公室视为转型过程中不可或缺的关键力量。这些办公室不仅负责跟踪变革的影响，确保每一步都符合预期的目标，还通过提供适当的财务激励来激发团队的积极性，同时积极管理各种潜在风险。此外，它们还致力于在整个组织内部培养关键的数字化技能和文化，为变革的顺利进行奠定坚实的基础。

西门子就是一个典型的例子，他们通过设立短期项目管理办公室，成功地构建了长期的能力，使得西门子成都生产基地成为了模块化制造执行系统(MES)平台上的先锋。成都工厂率先采用了新的订单调度模块，并凭借其潜在的影响力获得了额外的预算支持。在模块开发完成后，MES的能力小组便积极寻求认证，以扩大其应用范围。因此，这些能力小组不仅确保了新开发的MES模块具有良好的可扩展性，还为其在整个西门子生产网络中的推广和实施奠定了坚实的基础。

三、人工智能时代的加速采用情况

灯塔工厂正积极扩展其人才库、敏捷性、技术实力及数据能力，以实现网络化乃至系统化的扩张。这一举措使他们能够深度挖掘第四次工业革命的技术红利。这些红利涵盖了众多技术解决方案，如5G和边缘计算技术等连接工具、MES、CRM和PLM等数字规划与管理工具、以及仪表盘、可穿戴设备和AR技术等人员连接工具等。此外，生产机器人和自动化工具如3D打印和AGV也在重塑货物的生产模式，而机器智能技术则通过预测、优化和增强能力来辅助决策。

值得注意的是，人工智能技术已成为灯塔工厂的核心竞争力。在最新的200多个用例中，超过一半都依赖于人工智能。人工智能不仅正在快速改变制造业，而且其影响只会越来越深远。制造商不再质疑人工智能的可行性或影响力，而是专注于如何负责任地实施人工智能，以及如何应对相关的风险、法规和复杂性。

最新一批灯塔工厂的实践表明，人工智能技术正在深入供应链的各个环节，从规划、资产管理到质量和交付等，都展现出显著的影响力。此外，他们还通过将战略重点放在「资产化」上，实现了用例的规模化快速部署，进一步提升了生产效率和产品质量。

随着人工智能技术的成熟，灯塔工厂开始追求更高级别的决策能力，即「认知自动化」。他们通过应用智能来维持稳定的运营流程，并逐步发展到完全的「自我修复」制造和供应链运作。同时，他们还通过引入生成式人工智能，将数据转化为价值，进一步推动了制造业和供应链相关的生产率提升。

四、塑造全球灯塔网络的未来五年

十年过去，制造业的面貌已焕然一新。世界经历了前所未有的剧变，而在这波澜壮阔的历程中，灯塔工厂以其无与伦比的力量和韧性屹立不倒。它们不仅引领着制造业迈向第四次工业革命的新纪元，更将这场革命从理论层面推向了实践的前沿。通过精心构建的战略框架，灯塔工厂在人才、敏捷性、技术和数据等关键领域锻造出强大的交付能力，并在工厂层面成功实施了变革管理。如今，它们正以前所未有的速度将这些能力扩散至网络乃至组织层面，与人工智能等第四次工业革命的尖端技术紧密结合，在价值链的每一个环节都引发深远影响，为全球制造商照亮前行的道路。

附录：灯塔工厂用例、变革故事和影响