总量位居世界首位!“灯塔工厂”有多厉害?
2025-05-15 11:42 来源:人民论坛
“灯塔工厂”这一概念源于德国的工业4.0战略,是工业4.0技术应用的最佳实践工厂,代表全球智能制造的最高水平,被誉为“世界上最先进的工厂”。截至2025年1月,全球“灯塔工厂”已连续发布8年共计13批次,累计数量达到189家,我国有79家,占比约42%,总量位居世界首位。
建设制造强国之路,“灯塔工厂”的示范引领作用不可或缺。近年来,我国灯塔工厂数量迅猛增长,逐步实现了从引进外企“灯塔之光”到我国自主“扬帆出海”。未来,如何充分发挥“灯塔工厂”的示范引领带动作用,推动我国制造业数智化转型?一起关注《人民论坛》最新文章。
“灯塔工厂”被誉为“世界上最先进的工厂”。“灯塔工厂”主要利用数字化、网络化、智能化、绿色化等新技术手段,不断优化和改进生产制造的流程,实现生产制造的全面自动化、精准化、最优化、清洁化,从而达到技术领先、产品过硬、成本低廉和可持续发展。在2018年9月夏季达沃斯论坛上,世界经济论坛(WEF)联合麦肯锡咨询公司合作发起评选“灯塔工厂网络”(Global Lighthouse Network,GLN)的倡议,旨在挖掘并推广全球制造业中数智化和绿色化转型达成卓越运营的标杆企业。
我国“灯塔工厂”发展有何特点?
作为全球闻名的“世界工厂”,我国入选“灯塔工厂”数量快速攀升,位居全球数量之最,充分展示了中国制造业的强劲实力,彰显出“中国制造”向“中国智造”的升级跃迁,也折射出中国制造在全球生产体系中的重要地位。
我国“灯塔工厂”多集中在消费品和电子制造领域。从行业分布看,我国“灯塔工厂”行业分布领域广泛,主要贴近终端消费者的产业链下游,以电子产品及设备、日用消费品、汽车及零部件、家用电器等为代表的离散型制造行业,往往具备多品种、小批量、工艺复杂等特点。具体来说,我国“灯塔工厂”主要集中在光电及电子产品制造、家用电器制造、通用及专用设备制造、汽车及零部件制造四个领域,占到“灯塔工厂”数量的近七成(68.4%)。日用消费品和食品药品制造两个行业均有6家“灯塔工厂”,锂电池等新能源制造领域的“灯塔工厂”数量攀升至4家,钢铁及冶金制造、半导体制造行业分别有3家和2家入选(见图1)。我国入选“灯塔工厂”的行业在持续拓展,除了早期入选的服装制造领域工厂外,还有建筑材料、化工新材料以及核电站等行业的工厂入选,反映出我国在多个制造行业的先进制造水平。
我国“灯塔工厂”分布正从东部沿海向内陆地区拓展。从国内省份分布看,我国“灯塔工厂”分布主要集中在长三角、珠三角、京津冀等东部沿海地区,近年来正逐步向中西部地区扩展。具体来说,我国“灯塔工厂”主要集中分布在经济总量排名靠前的广东、江苏、山东三省,其拥有的“灯塔工厂”数量分别为13家、10家和7家,合计占到总数的近四成(38.0%),紧随其后的是上海和台湾各有6家,安徽和北京各有5家。随着东部沿海地区产业梯度向中西部地区有序转移,中西部地区的“灯塔工厂”数量逐步增多,如河南、湖南、湖北、山西4省“灯塔工厂”数量合计有9家,成渝地区合计有4家,贵州、陕西、宁夏、广西分别拥有1家“灯塔工厂”。尚未拥有“灯塔工厂”的省份,也纷纷提出要实施以培育打造世界级“灯塔工厂”为重点的“灯塔工程”,推动制造业加速向智能制造升级。
我国“灯塔工厂”由越来越多的先进制造企业引领升级。从企业拥有数量看,我国“灯塔工厂”主要由一批先进的制造企业引领升级,其中既有跨国制造企业,也有本土制造企业。在中国有两家以上“灯塔工厂”的企业集团有10余家,其拥有的“灯塔工厂”数量共有45家,占到我国“灯塔工厂”数量的近六成(57.0%),其中海尔、美的和富士康分别有9家、6家和4家“灯塔工厂”,宁德时代、三一重工、博世和联合利华均有3家“灯塔工厂”。随着越来越多的制造企业不断运用新技术更新改造制造工厂,并把形成的数字化转型和智能制造等有效生产经验持续推广应用,更多的智能化工厂将会加入全球“灯塔工厂”的行列。
我国“灯塔工厂”发展趋势如何?
我国“灯塔工厂”持续运用新技术优化改造生产制造流程,与现代生产性服务业深度融合,实现产业链供应链数字化、智能化、绿色化、融合化发展。随着产业链全球化布局,我国“灯塔工厂”的独特经验正在被传播到海外工厂,加速在更多新兴市场国家和发展中国家落地生根。
加速新技术应用,打造领先的“灯塔工厂”。根据世界经济论坛和麦肯锡公司的评定标准,“灯塔工厂”既侧重于单个工厂或车间内部技术、工艺和管理等流程的先进性,也强调端到端价值链的先进性,还关注绿色可持续领域的先进性,呈现出多维细分的特点。
在单个工厂方面,“灯塔工厂”的评定主要考察工厂内部数字装配和加工、数字设备维护、数字化绩效管理、数字质量管理、数字化可持续发展等方面,突出反映了生产制造流程的数字化升级态势。端到端价值链方面,“灯塔工厂”的评定不仅考察工厂内部的卓越运营和管理,还要关注工厂关联的上下游环节,包括供应网络连接性、端到端产品研发、端到端规划、端到端交付、客户连接性等方面,突出反映将个体工厂的卓越表现延伸至供应链的上下游环节,从而推动将先进技术应用到全产业链条,使其能快速响应客户端需求。
在绿色可持续方面,“灯塔工厂”既要满足技术先进性和卓越运营管理的绩效要求,还强调提升工厂节能降耗、减污降碳、降本增效以及提升劳动生产率、交付敏捷性、上市流通速度、个性化定制能力等方面的绩效,从而进一步突出反映工厂在落实可持续发展理念和应对气候变化方面的成效。随着“灯塔工厂”的评定标准愈发多维度精细化,“灯塔工厂”自身将在研发创新、业务流程、运营效率、敏捷响应、人才准备、安全质量等方面创造卓越的价值,即打造成为“六边形”引领的“灯塔”,从而综合运用新技术把制造工厂的先进性推到新的高度。比如,一些“灯塔工厂”在实现净零排放、优化能源效率、发展循环经济等方面取得了明显的成效,进一步在可持续发展领域提升作为“灯塔”的亮度。未来,随着供需两端对工厂的要求愈发综合多样化,“灯塔工厂”将逐步从单一制造工厂转向端到端价值链、绿色可持续等方面全方位升级,以不断引领未来制造的先进方向。
加速数字化转型,打造敏捷柔性的“透明工厂”。作为世界先进工厂,“灯塔工厂”首先要做到敏捷生产和柔性制造,成为数据驱动的透明工厂。传统制造业要用好数字技术提升生产流程的自动化、智能化和网络化水平,推动生产制造从简单的人机协作模式转向更快捷的数据驱动模式。“灯塔工厂”需要通过自动化、工业互联网、大数据分析、移动互联网等数字技术的广泛应用,对生产过程中的资源需求和规划管理、柔性生产、物流运输、客户服务等全流程进行精益监测和管理,从而摆脱过去单纯对技术工人的经验依赖,大幅提升生产制造和运营管理的整体效率,依托数字化技术持续创造核心价值。
例如,有的“灯塔工厂”利用人工智能、工业物联网和柔性自动化技术,实现平均1秒生产1个电芯、每组电池耗时1.7秒的高效运作,同时将研发周期缩短40%,劳动生产率提高75%,碳排放量降低57%。还有“灯塔工厂”利用自动化设备、物联网技术和大数据分析平台,实现了生产过程的高度自动化和智能化控制,能够更加精准地洞察消费者需求和市场趋势,显著提高生产效率。未来,“灯塔工厂”应加速推动数字化转型,变得更加自动化、模块化和敏捷柔性,广泛应用大数据分析和可扩展的工业互联网平台,从而大幅缩短新产品上市所需时间,持续创造满足用户需求的价值。
加速智能化升级打造智慧高效的“黑灯工厂”。作为智能制造的标杆,我国的“灯塔工厂”利用人工智能(AI)、具身机器人和数字孪生等新技术工具,加速推进研发设计、生产流程和运营管理等全流程的智能化改造升级,把生产车间和工厂变成全自动化、智能化操作的“黑灯工厂”。据世界经济论坛与波士顿咨询公司的调查数据显示,新晋“灯塔工厂”通过采用互动式培训、智能设备和可穿戴设备及结合机器人、人工智能和机器视觉的自动化系统,提升劳动生产率高达50%。
例如,有“灯塔工厂”通过机器视觉引导、人工智能算法与设备互联,建成了行业首个蒸发器和冷凝器两器自动化的黑灯生产车间,并将“天车”引入空调行业,采用空中物流即时配送系统的方式提高物流质效;有“灯塔工厂”借助人工智能和机器人技术实现了安全无事故生产,树立了核电行业的安全典范。我国当前正在加速推进“人工智能+”行动,推动人工智能、数字孪生、机器人等技术的深度融合,培育一批国家级智能制造示范工厂。
加速绿色化改造建设清洁环保的“零碳工厂”。已有不少“灯塔工厂”创新运用先进的节能环保技术推进绿色制造和发展循环经济,在减少能源消耗、降低碳排放、提高资源利用率等方面成效显著,同时运用先进技术持续改善工厂安全和工作环境,为推动行业和国家可持续发展作出积极贡献。“灯塔工厂”需高度重视清洁生产、低碳改造和绿色发展,加强绿色低碳技术创新应用,确保在工厂内部乃至延伸至整个供应链上实现环境友好、资源高效利用和低碳可持续发展,从而转型升级为“可持续的灯塔工厂”和净零排放的“零碳工厂”。
加速融合化引领打造协作联动的“价值工厂”。我国“灯塔工厂”中有不少入选端到端的灯塔,打通了从研发到服务的全链路。这些端到端的“灯塔工厂”主要采用人工智能、3D打印和大数据分析等先进技术,推动产品从研发、生产再到交付全链条的智能化联动,实现端到端供应链的效率提升和上下游成员的协同创新。例如,有“灯塔工厂”生产的空调类产品外销比例达到90%,即行销全球130多个国家和地区。为满足快速增加的全球需求,空调工厂采用大数据、高级算法和生成式人工智能等技术优化整个价值链,大大缩短了设计周期和订单交付时间,海外市场故障率也大幅度降低。
随着“灯塔工厂”的示范效应从单体工厂或单一环节向供应链上下游延伸,打通从产品研发设计到交付维护端到端的供应链被提上日程,打造供应链最佳实践成为新的发展趋势。发展端到端的“灯塔工厂”意味着要整合多个先进数字化智能化革新用例(具体实践案例或应用场景),将智能制造系统与终端用户需求连接起来,让用户全程参与研发设计、生产制造、物流配送等环节,推进生产、服务流程的整体创新,实现价值最大化的创造。
加速全球化布局打造开放合作的“标准工厂”。在第十二批全球灯塔工程中,我国某“灯塔工厂”助力越南实现“灯塔工厂”零的突破,这也是国内企业走出去实现“灯塔工厂”的海外突破。又如在2025年1月发布的第十三批全球“灯塔工厂”中,我国企业在非洲打造的首家“灯塔工厂”入选,该工厂将AI算法等新智能技术用于铸造和加工环节,包括运用人工智能生成的内容增强视觉检测系统,加强生产过程控制,将生产设备综合效率提高了17%,劳动生产率提高了27%,产品缺陷减少了31.1%。经济全球化背景下,“灯塔工厂”的创新模式和经验在世界各地推广和复制,实现跨境协同性和海外配置,从而推动全球范围的开放合作和资源优化配置。
如何充分发挥“灯塔工厂”的示范引领带动作用?
当前,我国越来越多的灯塔企业在全球范围内展现出引领作用。但制造业整体大而不强问题依然突出,尤其中小制造企业智能化转型偏慢,新技术应用渗透率偏低,产业链环节数智化水平不均衡,部分企业绿色低碳转型压力较大。对此,应充分发挥“灯塔工厂”的示范引领带动作用,积极营造促进制造业高端化、数智化、绿色化、融合化的有利条件、政策支持和发展环境。
大力支持“灯塔工厂”创新运用新智能技术。大力支持制造业企业加快推进数智化转型,尤其创新使用生成式人工智能、具身机器人等新智能技术,推动智能制造迈向更高的智能水平。一是鼓励“灯塔工厂”实施“人工智能+”行动,创新运用新智能技术改造生产制造流程,力争成为人工智能时代的新的“灯塔”。二是支持培育一批新智能技术方案综合服务商。鼓励人工智能企业加快探索人工智能大模型、具身机器人等技术工具与制造业深度融合,并为智能制造向更高能级跃迁提供更佳解决方案。三是鼓励“灯塔工厂”深度接入工业互联网平台,持续提高数智化能力、创造商业运营模式,推动实现工厂实践经验在跨行业跨领域的可借鉴、可推广、可复制,打造自主可控的“灯塔工厂”网络,带动供应链上下游企业智能化改造,持续放大“灯塔效应”。四是将“灯塔工厂”创新运用新智能技术纳入国家规划的新基建重点工程,推动工业设备、工业网络、工业算力、工控系统等网络化改造升级,持续提高制造业数字化转型成熟度、关键工序数控化率、数字化研发设计工具普及率,让更多灯塔企业率先接入新一代人工智能平台,更好支撑其生产制造和供应链业务智能化转型,更大程度挖掘智能制造的潜力。
健全“灯塔工厂”产学研结合的技术创新体系。“灯塔工厂”不仅要学习运用新智能技术开展智能化改造,还要在技术改造升级中提升自身的创新能力,尤其结合业务实际问题开展技术攻关和先行探索,持续保持在智能制造领域的先进性和领先能力。一是支持“灯塔工厂”夯实科技创新与产业创新融合的载体功能,持续推进业务模式、组织变革和组织方式的创新,深入挖掘新智能技术和数字化转型的价值,增强应用新智能技术开展业务创新的能力。二是加快先进制造关键核心技术攻关,加大产业基础应用研究,补齐“灯塔工厂”核心技术短板,深入推广工业4.0技术规模化应用的核心应用案例,提升对关键业务的支撑能力,持续推动向价值链中高端迈进。三是鼓励“灯塔工厂”推进产学研深度融合,吸引高校、高等院所等科研机构深度参与其技术创新能力建设。搭建以“灯塔工厂”为主体的产学研用结合的技术创新体系,以应用场景为切入点推动技术创新成果的产业化应用,实现新技术从1到N的突破。四是依托“灯塔工厂”培养一批懂制造和数智技术的复合型人才队伍,推动企业和高校等科研机构联合建立智能制造应用型人才培养基地,加大企业员工创新技能培训,推动核心业务持续协同创新,增强“灯塔工厂”在人员培养上的示范带动效应。五是加强知识产权保护,探索职务科技成果赋权试点改革,激发员工创新积极性。
推动“灯塔工厂”先进经验向中小企业推广。推崇“灯塔工厂”的目的在于发挥其标杆示范作用,将其有效经验推广到广大中小制造企业中去,推动智能制造能力的整体提升,为建设制造强国奠定坚实的基础。一是鼓励“灯塔工厂”打造可复制推广的标杆数字车间、智能工厂和综合解决方案,推广数字化应用场景最佳实践,形成数智化转型雁阵,分行业、分层次、分步骤向中小企业推进成熟经验、典型案例,带动其加速智改数转网联,激发其数字化转型的热情和动力。二是鼓励“灯塔工厂”打造端到端实时可视的开放合作供应链管理平台,充分发挥链主企业、科技领军型企业作用,利用“灯塔工厂”绿色制造优势,推动产供链上下游企业深度互联和协同响应,提升整个产供链的数智化、绿色化水平。三是支持“灯塔工厂”建立健全行业标准,构建适应新型工业化发展的智能制造标准体系,推动供应链上下游标准对接和数据联通,实现大中小企业融通创新发展。四是持续开展中小企业数字化转型城市试点,培育一批中小企业数字化转型示范企业,尤其推动专精特新中小企业、专精特新“小巨人”企业数智化发展。
支持地方加快培育一批灯塔梯队智能工厂。一是鼓励地方实施“灯塔工厂”引入和培育计划,对标全球“灯塔工厂”评价标准,引导有基础和意愿的工厂进行有针对性的技术改造提升,通过以点带面培育一批具有“灯塔工厂”潜质的数字车间或智能工厂、示范工厂。二是支持因地制宜开发多样化的应用场景,运用积累的海量数据和丰富场景优势,引导并支持制造企业开展数字化设计、智能化生产、绿色化制造、精益化管理等工厂场景创新,引进和培育行业互联网平台,助力中小企业数字化转型。三是支持地方或行业组建“灯塔工厂”创新发展联盟,引导工厂上下游企业协同开展技术攻关,鼓励大型企业立足行业共性需求,搭建资源和能力共享平台,推进数智技术、绿色技术在制造业全行业全链条的应用。四是支持地方结合产业优势培育优质数智化服务商,鼓励其针对行业痛点及企业需求,开发适用于中小企业的“小快轻准”服务产品,形成更具垂直场景适配性的差异化服务工具包,打造一批“工具+服务”的数字化转型一体化解决方案。五是加大智能制造示范工厂梯度培育。制定央地协同的梯度创建标准,完善智能制造示范工厂建设分类分级管理办法,采取多种形式推广示范工厂建设经验,鼓励开展供应链赋能。
制定鼓励“灯塔工厂”多维领先的政策举措。培育更多“灯塔工厂”,离不开政府的财政补贴、税收优惠、政府采购、金融支持、产业扶持等政策支持,也离不开政府营造数字基础设施、智能制造标准制定等方面的良好生态。
一是给予“灯塔工厂”激励性政策支持。支持给予新晋“灯塔工厂”资金奖励,对入选企业减免数字化设备采购税,用足用好智能制造专项基金,加大对入选企业设备更新的补贴支持,引导地方加大制造业数智化投入,将培育更多“灯塔工厂”式先进制造企业列入地方发展目标。二是培育牵引“灯塔工厂”高质量发展的应用场景,搭建中小企业数字化转型公共服务平台,通过政府采购、政策引导等方式,实施差异化、针对性的数字化转型扶持政策,对创新活动采用审慎、包容的监管方式,充分利用市场化的场景需求牵引制造企业加快数字化转型。三是制定并完善智能制造标准体系。鼓励智能制造示范工厂研发标准化的工艺装备、工业软件和平台,参与制定行业标准、场景标准,丰富完善国家智能制造标准体系。四是强化数字基础设施支撑能力,推进5G/6G、人工智能、工业互联网等新基础设施网络建设,建立公共的算力算法开放平台,构建“灯塔工厂”发展的基础网络,更好地支撑企业数字化转型。五是构建对标“灯塔工厂”转型发展的生态体系。完善数字化转型生态体系和数据安全保护体系,推动基础软件、通用软件、算法等开源发展,为中小企业提供低成本的优质服务。
鼓励“灯塔工厂”拓展海外发展空间。进一步支持“灯塔工厂”向海外推广,应彰显中国制造模式的先进性和在全球价值链中的重要地位。一是采取更大力度吸引和利用外资,实施更具吸引力的稳外资政策,吸引跨国企业继续在华投资设厂,支持外资企业设立全球性研发中心,使研发设计更贴近制造和客户需求,助力国内工厂升级改造,打造更多内含中国经验标准的“灯塔工厂”。二是鼓励国内“灯塔工厂”利用全球统一供应链优化全球产业布局。在受到贸易保护主义威胁的情况下,应采取投资促进措施,鼓励中资企业绕开关税等贸易壁垒,加快走出去开展本地化运营,用足用好国际资源和国际市场。三是鼓励地方持续优化营商环境,推进“灯塔工厂”深入开展国际合作,实现工厂之间的经验借鉴和协作联动,主动融入“组织全球化、运营本土化”的全球“灯塔工厂”网络。