乘風破浪,遇見新一代工業互聯網(Industrial Internet)之11家新工廠加入其全球燈塔網絡,三一重工(長沙)、海爾(青島)、美的(順德)

什麼是燈塔工廠

"燈塔工廠"項目由達沃斯世界經濟論壇與管理諮詢公司麥肯錫合作開展遴選,被譽爲"世界上最先進的工廠",具有榜樣意義的"數字化製造"和"全球化4.0"示範者,代表當今全球製造業領域智能製造和數字化最高水平。

全球燈塔工網絡是由生產工廠和價值鏈組成的社區,其成員在採用並整合第四次工業革命各項先進技術方面發揮着全球領導作用。這些燈塔工廠利用人工智能、3D打印和大數據分析等第四次工業革命技術,大規模提升效率和競爭力,轉變商業模式以推動經濟增長,增強勞動力能力,並保護環境,推動各地區、各行業的製造商參與學習。該網絡是世界經濟論壇與麥肯錫公司合作開展的項目,加入網絡的工廠和價值鏈由獨立的專家小組評選產生。

2022年10月11日,世界經濟論壇宣佈11家新工廠加入其全球燈塔網絡

2022年10月11日,瑞士,日內瓦 – 世界經濟論壇宣佈11家新工廠加入其全球燈塔網絡——這個由100多家先進生產工廠組成的社區。該社區致力引領第四次工業革命先進技術的應用,以不斷提高生產力及員工參與度,促進可持續發展以及供應鏈韌性。

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憑藉在減少環境足跡方面的突出表現,四家燈塔工廠被評選爲“可持續發展燈塔工廠”。這幾家工廠發揮着全球領導作用,在運營過程中積極釋放第四次工業革命各項技術的潛力,不斷踐行可持續發展承諾並提高運營競爭力。

在全球衰退危機、能源價格不斷攀升,供應鏈運轉中斷的背景下,這些燈塔工廠針對製造業如何保持競爭力並繼續創造就業機會的問題,爲商界領袖和政策制定者樹立了榜樣。

世界經濟論壇“塑造先進製造業與價值鏈的未來”平臺總監弗朗西斯科·貝蒂(Francisco Betti)表示:“製造業是社會及經濟發展的支柱。在採取正確的企業策略及工業政策前提下,製造業在危機時期也能夠提供高薪崗位,促進商業創新,推動環境可持續發展。新加入全球燈塔網絡的工廠向我們證明了製造商在實現商業目標的同時,也爲經濟、民生及環境帶來積極影響。企業及政策制定者面臨的挑戰是如何在整個生產網絡及價值鏈實現創新的規模化發展。”

麥肯錫公司全球董事合夥人、數字製造業全球負責人恩諾·德布爾(Enno de Boer)解釋道:“讓一家工廠實現數字化發展已存在很大難度,那麼如何從一家工廠擴展至多家工廠?一些小型工廠差異化比較嚴重,設施及工作方式十分陳舊,這正是許多企業無法成功實現數字化轉型的原因—他們認爲無法進行規模化擴展,所以就不再嘗試。這些企業難以承受下一次衰退帶來的衝擊。”

2022年,大多數製造業企業面臨衰退危機,但仍有部分企業脫穎而出,實現了規模化發展:在新加入燈塔網絡的企業中,西普拉、達能以及三一重工在20至40家工廠開展大規模數字化轉型項目,涉及數千名員工,實施了專業化治理, 在18至24個月的時間跨度內,部署了數十個兼具創新性和標準化的技術應用案例。

德布爾補充道:“新入選的燈塔工廠表明製造業要實現規模化發展,需符合3個必要條件。第一,制定清晰的戰略。沒有戰略支持,企業將陷入試點困境,無法識別哪些技術對業務發展十分重要。第二,員工能力。員工如果無法具備合適的技能,轉型將失去支撐的動力。第三,強大的治理水平。缺少實際的執行引擎,企業則無法發揮影響力或不斷改進

可持續燈塔

最新的全球燈塔網絡包含4家榮膺“可持續燈塔”稱號的工廠

  • Arçelik(羅馬尼亞,烏爾米):Arçelik烏爾米綠色工廠,實現了100%綠電供應,成功開展了數個可持續發展用例項目,包括用於能源管理的數字孿生項目以及集成了先進水處理工廠的水資源閉環管理系統。在用水緊張的背景下,該項目爲每件產品生產節約25%用水量,降低17%能源消耗以及22%溫室氣體排放。
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  • 美光(新加坡):隨着對內存和存儲解決方案的需求不斷增長,新加坡美光科技有限公司需要擴大和增加千兆字節產品的產量,同時減少對環境的影響。2018年到2021年,新加坡美光科技有限公司產量增加了270%,同時每生產千兆字節的資源消耗減少了45%。這得益於可持續的技術發展,通過跟蹤環境足跡不斷優化材料消耗。
  • 聯合利華(印度,達帕達):爲了實現企業的可持續發展目標,即到2025年將溫室氣體範圍1和2的排放量減少70%(相較於2015年基線),並在應對產量快速增長的同時減少水資源消耗,聯合利華達帕達開展了14個使用案例,如通過集成能源管理系統實現以機器學習驅動的能源優化,運用數字孿生技術加速制定生態友好型配方生產策略。達帕達將範圍1和2的排放量減少了54%,範圍3的排放量減少了43%,用水量減少了36%,提前實現了其減排目標。
  • 西部數據(中國,上海): 在需求不斷增長的情況下,西部數據在2017年至2021年期間將工廠拍字節(PB)產量翻了一番,同時減少了每PB產品的環境足跡,以實現企業的減排目標。這一結果由第四次工業革命的多項科技驅動,如運用機器學習動態優化水循環工廠性能以及根據實時操作數據檢測異常能耗預測系統。這些措施使每PB產品水資源消耗減少了62%,能源消耗減少了51%。

燈塔工廠(新增)

新增的11家燈塔工廠包括

  • 安捷倫科技(新加坡):爲簡化小批量、高複雜度儀器的高科技製造過程,以滿足不斷增長的客戶需求,安捷倫新加坡公司應用了物聯網驅動的數字孿生技術、人工智能和機器人自動化解決方案以實現可持續增長,克服了專業人力資源上的瓶頸,並將勞動力轉變爲掌握第四次工業革命技術的通用可塑性人才。這使得產出增加了80%,生產力提高了60%,週期時間縮短了30%,質量成本降低了20%。
  • 寧德時代(中國,宜賓):爲了滿足業務大幅增長和質量提高的預期並實現可持續性發展,寧德時代在宜賓市建立了大型綠色工廠。該工廠在寧德時代總部燈塔數字計劃基礎上,進一步深入應用人工智能、物聯網和柔性自動化技術,生產線速度提高17%,產量損失減少14%以及實現了零碳排放。
  • 西普拉(印度,印多爾):爲了在全球範圍內保持高質量、實惠的藥品供應,同時應對材料和勞動力成本的增加,西普拉在印度22個工廠同時部署了數字化、自動化和分析解決方案。印多爾口服固體制劑工廠通過實施30個第四次工業革命技術用例,將總成本降低了26%,質量提高了3倍,同時減少了28%的溫室氣體(GHG)排放量,引領了數字轉型之旅。
  • 達能(波蘭,奧波萊):達能奧波萊工廠開啓了數字化轉型,以更好地應對其生產產品的複雜性。工廠通過車間的互聯互通、人工智能與自動化技術的大規模運用,在進一步優化產品質量的同時,成功降低了19%的成本,實現了12%的效率提升,並減少了近50%的溫室氣體排放。該工廠在數字化轉型方面成爲達能其他39家歐洲工廠的榜樣,並在波蘭榮獲 “最佳僱主”的稱號。
  • 瑞迪博士(印度,海得拉巴):面對嚴重的價格侵蝕和快速提升的質量預期帶來的業務挑戰,這家有25年曆史的工廠開始了大規模數字化之旅,在仿製藥市場上不斷髮展。該工廠通過利用靈活模式,並利用物聯網和民主化平臺進行高級分析,部署了40多個第四次工業革命技術用例。工廠由此將製造成本降低了43%,同時積極主動地提高質量,並將能源消耗減少了41%。
  • 偉創力(巴西,索羅卡巴):爲了提高工廠競爭力、可持續性和員工健康水平,偉創力在端到端價值鏈上應用了第四次工業革命技術,例如物聯網驅動的電子廢品回收和供應鏈控制塔。數字化轉型之旅使勞動成本降低50%,材料損耗減少了81%,同時提高了客戶滿意度(+18%)和員工福祉。
  • 海爾(中國,青島):面對日益增長的定製化設計、快速交付和高品質的需求,海爾冰箱工廠藉助大數據、數字孿生和先進視覺檢測技術,加快研發、升級製造流程和物流調度模式。訂單響應週期縮短了35%,生產效率提高了35%,質量性能提高了36%。
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  • 美的(中國,順德):爲了滿足在更短交貨期內交付高質量產品的需求,美的順德工廠在端到端價值鏈中應用了人工智能、數字孿生和其他第四次工業革命技術,使單位生產成本降低24%、交付時間縮短41%、研發時間縮短30%、缺陷率降低51%。
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  • 億滋(印度,斯里城): 爲了保持卓越的批量交付數量,實現成本領先,並在動盪的環境中進一步增強韌性和多樣性以超越市場,億滋的斯里城工廠開展了端到端的數字化工作、應用預測分析、人工智能和先進的自動化技術,將勞動生產率提高89%、製造成本降低38%,並將女性勞動力維持在50%。該工廠成爲了億滋在全球的標杆製造基地。
  • 三一重工(中國,長沙):爲應對重工行業市場的週期性波動、多品種小批量(263個品類)及重型部件生產的挑戰,三一重工長沙工廠充分利用柔性自動化生產、人工智能和規模化的IIoT,建立了一個數字化柔性的重型設備製造系統。最終實現工廠產能擴大了123%,生產率提高了98%,單位制造成本降低了29%。
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  • 西部數據(中國,上海):爲應對250%的年增長率、短期18個月的技術轉型週期以及勞動力挑戰,西部數據上海半導體後端工廠實施了多樣化的第四次工業革命技術,如自動化產品設計系統、基於機器學習的虛擬晶圓測試和智能規劃系統。該工廠將產品上市時間縮短了40%,產品成本降低了62%,生產率提高了221%。

海爾“燈塔集羣”再擴容,海爾批量複製“燈塔”實踐

有智能製造“奧斯卡”之稱的“燈塔工廠”,因其嚴格的評選標準,一直被視爲第四次工業革命的領路者、“數字化製造”的示範者。

在一位產業研究學者看來,“燈塔工廠”被譽爲“世界上極先進的工廠”。榜單中的工廠無一不在大規模採用新技術方面展現出了非凡的領導力,並在傳統生產方式的變革、整個價值鏈的創新設計以及具有顛覆潛力的新興商業模式打造上具有過人之處。

自2018年世界經濟論壇與麥肯錫在全球發起“燈塔工廠”遴選以來,全球共有114家工廠入選,中國佔據42席,佔比37%。

值得注意的是,中國的“燈塔工廠”中,有不少製造商運用新技術展現出傳統產業數字化轉型的巨大潛力,更有一些企業在新技術應用整合方面成效突出,創下全球行業紀錄。

在這方面,打造獨一無二的行業“燈塔集羣”的海爾,顯得底氣十足。自2018年評選啓動以來,海爾旗下已有多家工廠加入“燈塔網絡”:2018年,青島海爾中央空調互聯工廠成爲中國首批,也是空調行業第一座“燈塔”;2020年,瀋陽海爾冰箱互聯工廠成爲冰箱行業第一座“燈塔”;2021年,天津海爾洗衣機互聯工廠成爲洗衣機行業第一座“燈塔”;2022年,鄭州海爾熱水器互聯工廠成爲熱水器行業第一座“燈塔”。

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鄭州海爾熱水器互聯工廠

在“燈塔工廠”評選中,主要標準是企業在運用第四次工業革命技術、提高經濟和運營效益方面取得的成就。以此觀之,海爾的5家“燈塔工廠”堪爲表率。在今年3月世界經濟論壇公佈的“燈塔工廠”名單中,鄭州海爾熱水器互聯工廠位列其中,其利用大數據、5G邊緣計算和超寬帶解決方案,與供應商、工廠和客戶建立了更加緊密的聯繫,在2020-2021年將訂單響應速度提高了25%,生產效率提高了31%,產品質量提高了26%,通過高精度、零缺陷的端到端智能製造,滿足了用戶對高端產品和服務的日益增長的要求。

最新入選“燈塔工廠”的青島海爾冰箱互聯工廠,是行業首家智能+5G互聯工廠應用標杆,2019年獲評全國首批智能製造標杆企業。世界經濟論壇評價道:“面對日益增長的定製化設計、快速交付和高品質的需求,海爾冰箱工廠藉助大數據、數字孿生和先進視覺檢測技術,加快研發、升級製造流程和物流調度模式。訂單響應週期縮短了35%,生產效率提高了35%,質量性能提高了36%。”

“本次獲選的5家中國燈塔企業均非首次獲評。”麥肯錫全球董事合夥人侯文皓指出,“這些企業能再次獲選,說明他們已經形成了一套標準化的轉型組織機制,可以在迭代優化中持續推廣燈塔最佳實踐。”

在中國,海爾是擁有“燈塔工廠”較多的企業之一。在“燈塔工廠”覆蓋空調、冰箱、洗衣機、熱水器四大產業領域的背後,有一個共同的“操盤手”——海爾卡奧斯。

“卡奧斯可以爲不同行業和規模的企業提供數字化轉型方案,推動智能化發展、個性化定製、網絡化延伸、數字化管理新模式的普及。”海爾卡奧斯物聯生態科技有限公司副總經理林中毅表示。比如,在卡奧斯的賦能下,鄭州海爾熱水器互聯工廠應用5G、仿真、大數據等工業4.0技術與先進製造技術深度融合,實現了關鍵設備100%互聯

更爲重要的是,在打造海爾“燈塔工廠”的過程中,卡奧斯提取和沉澱出自身的“燈塔經驗”,可以實現“燈塔效應”外溢,賦能其他行業、企業。

2021年,卡奧斯助力青島啤酒廠成爲啤酒飲料行業首個“燈塔工廠”,實現了“燈塔經驗”跨行業複製。

在卡奧斯的助力之下,擁有100多年曆史的青啤通過柔性生產變革與以工業互聯網爲核心的數字化平臺的建設,不僅實現了降本增效,更作爲行業典範入選“燈塔工廠”,成爲啤酒飲料行業首座“燈塔”。

與此同時,作爲傳統企業的翹楚,青島啤酒依託工業互聯網和智能製造技術實現了全面轉型:定製平臺、供應商制罐平臺以及製造平臺、分揀平臺得到了打通,數據成爲驅動生產銷售的“指揮棒”,客戶訂單的交付時間和新產品開發時間降低50%,定製化啤酒的份額和營收則分別增長33%、14%。

“只有讓‘燈塔經驗’走入各行各業,才能促進數字經濟創新、健康發展。”海爾卡奧斯相關負責人表示,卡奧斯打造了“與大企業共建,與小企業共享”的生態賦能模式,推進數字產業化和產業數字化。目前,卡奧斯主導參與制定了77項國家/行業標準、10項國際標準,也是目前唯一一個主導制定ISO、IEC、IEEE三大標準組織大規模定製標準的工業互聯網平臺。

在不斷強化自身能力建設的同時,已經連續四年排名工信部跨行業跨領域工業互聯網平臺之首的卡奧斯,持續將數字化轉型能力與經驗進行產業輸出,目前已孕育出化工、模具等15個行業生態,覆蓋了29個行業大類,不斷向生態夥伴輸出“燈塔經驗”。

除了與青啤聯手,在橡膠輪胎行業,卡奧斯與頭部企業雙星集團共同打造大規模定製工業互聯網平臺,整合產業鏈,在爲企業降本增效的同時,顯著提升了用戶體驗。

進入2022年,卡奧斯又開始了在石材、陶瓷等領域的探索:3月,卡奧斯與英良集團達成合作,將共同打造石材行業首個“燈塔工廠”;8月,卡奧斯牽手華光國瓷,探索窯爐數字化新生態……

不斷將“燈塔經驗”向其他行業推廣,也給海爾在數字經濟領域的科技創新提出了新的課題。2022年初,海爾集團成立科學與技術委員會,聚焦AIoT/感知與交互等領域,瞄準工業智能BaaS引擎等行業核心技術難題,繼續強化數字關鍵核心技術的自主創新。

“燈塔”不是終點,而是“希望之光”,可以爲製造業的發展照亮前行之路。

中國數實融合50人論壇副祕書長鬍麒牧表示,“燈塔工廠”的經驗可以複製,具備提供數字化整體解決方案的能力,從而實現對中小企業的賦能,“它們現在的高效率就是未來製造業的平均水平,技術進步改變了生產函數,讓傳統制造企業進入了新的生命週期。”

這種願景,已經進入國家發展規劃。2020年,《關於深化新一代信息技術與製造業融合發展的指導意見》審議通過,強調進一步加快製造業數字化、網絡化、智能化步伐,加速“中國製造”向“中國智造”轉型。智能製造已經成爲推動製造業轉型、加快高質量發展的重要抓手,而智能工廠作爲製造業轉型的樞紐,正在全球智造浪潮中迅速蔓延。

此前,工信部、國家發改委等8部門聯合發佈了《“十四五”智能製造發展規劃》,指出了智能製造之於中國高質量發展的重要作用——加快發展現代產業體系,鞏固壯大實體經濟根基,構建新發展格局,建設數字中國。

作爲引領“第四次工業革命”浪潮的核心動力,智能製造的重要性不言而喻。然而,儘管被寄予厚望,儘管未來充滿潛力,但真正在工業領域應用智能製造的企業卻少之又少。麥肯錫季刊中曾表示,縱觀全球製造業,規模化實施工業4.0技術的企業尚不足3%。從這一點上看,擁有5座“燈塔工廠”的海爾堪稱全球數字經濟發展的領軍企業。

今年2月,世界經濟論壇發佈智能工業指數認證白皮書《製造業轉型洞察報告》,海爾再次成爲中國以及行業唯一入選的企業,旗下4家工廠均入選白皮書案例。

在海爾方面的人士看來,在數字技術的支撐下,卡奧斯助力生態方實現智能化製造、個性化定製、平臺化設計、網絡化協同、服務化延伸、數字化管理,從“企業數字化”轉向“數字化企業”。

有別於美國工業互聯網、德國工業4.0的“以企業爲中心”,海爾“燈塔工廠”依託卡奧斯工業互聯網平臺,探索的是“以用戶爲中心”的大規模定製。這內蘊着海爾提倡的“生態品牌”範式——構建開放的生態,共同爲用戶創造最佳體驗,實現企業、用戶、生態方的共創共贏。

智能製造的“中國方案”,已經產生了顯著的生態賦能效應。目前,卡奧斯已鏈接企業90萬家,服務8萬多家企業提質、降本、增效。在賦能實踐中,卡奧斯幫助企業突破邊界,構建多邊交互、共創共享的生態體系,實現用戶和生態合作方全流程、全要素、全價值鏈的生態增值。

以精密傳動領域的專精特新“小巨人”企業——淄博紐氏達特爲例,卡奧斯不僅助力其對接8萬多臺工業設備和近千家企業生產數據,提高了機器人的工作效率,而且共同開發出“智慧裝車裝備雲平臺場景解決方案”,使紐氏達特實現了從賣行動軸這樣的中間件到賣場景解決方案的轉變。在卡奧斯的生態賦能下,紐氏達特整體利潤率提升20%,運維成本則下降了40%。

“燈塔之光”之所以閃亮,是因爲有創新作爲其發展內核。胡麒牧表示,連點成線,串珠成鏈,以“燈塔工廠”爲代表的先進製造企業走出創新驅動的跨越發展之路,將有助於推動中國製造業實現“從大到強”的華麗升級。

美的燈塔效應外溢賦能中國智造,旗下5座燈塔工廠

美的廚熱順德工廠與中國聯通、KUKA、施耐德、愛立信、美雲智數、安得智聯、上海交大、華南理工大學等超30家知名企業和高校合作,構建生態圈。近年來,除了對集團內部工廠進行數字化、智能化改造以外,美的也在加速部署對外賦能。

以美雲智數爲例,依託“美的燈塔工廠”實踐,持續總結沉澱多行業成功經驗,形成燈塔工廠建設方法論,從燈塔工廠的“頂層規劃”到“落地建設”,聯同生態合作伙伴,爲國內製造企業打造“從0到1”的一站式“交鑰匙”燈塔工廠,廣泛服務於40多個細分領域,贏得400多家大型企業的認可,並在汽車汽配、電子半導體、農牧食品、家居建材、日化與短流程等垂直行業,提供具有領先的數字化解決方案,助力中國製造業整體數字化轉型升級。

在美的燈塔工廠轉型升級的背後,安得智聯提供的端到端數智化供應鏈服務發揮了重要作用。作爲美的集團重要的物流底座,安得智聯搭建了從製造供應鏈到流通供應鏈,再到零售及售後供應鏈全覆蓋履約能力,以1(全鏈路)+3(生產物流、一盤貨、送裝一體)供應鏈服務積極對外進行社會化推廣。目前已爲超3000個品牌企業提供端到端數智供應鏈服務,主要集中在家電家居、3C、泛快消等行業的頭部企業。

美的5座燈塔工廠

  • 美的集團廣州南沙家用空調工廠:勞動效率提高28%、單位成本降低14%,以及訂單交付期縮短了56%。
  • 美的集團廣東順德微波爐工廠:內部綜合效率提高28%,產品品質指標提升了15%,訂單交付期縮短了53%,端到端渠道庫存佔比下降了40%。
  • 美的冰箱荊州工廠:勞動生產率提高了52%,交期縮短25%,質量缺陷降低了64%,客戶滿意度提升11%。
  • 美的洗衣機合肥工廠:交付週期較三年前縮短56%,下線直髮率提升50%,人均效率提升51.6%。每年節省的物流成本將近1000萬元。
  • 美的廚熱順德工廠:爲了滿足在更短交貨期內交付高質量產品的需求,美的順德工廠在端到端價值鏈中應用了人工智能、數字孿生和其他第四次工業革命技術,使單位生產成本降低24%、交付時間縮短41%、研發時間縮短30%、缺陷率降低51%。

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