1、- 1 - 2020 年年 10 月月 12 日日第第30期期总总第第 462 期期 全全球球灯灯塔塔网网络络：第第四四次次工工业业革革命命前前沿沿洞洞察察 【译译者者按按】为推进第四次工业革命相关的技术应用成果，世界经济论 坛于 2018 年携手麦肯锡推出全球灯塔工厂网络项目，旨在通过标杆企业 的示范作用，带动更大范围的制造业转型升级。本次刊出的是世界经济论 坛 2020 年 1 月发布的全球灯塔网络：第四次工业革命前沿洞察报告。 报告通过具体的企业案例，详细介绍了端到端“灯塔工厂”的价值驱动方 式，并提出了实现碳中和、加速中小企业数字化转型、为第四次工业革命 培养人才、加强政企合作等四个方

2、面的行动倡议。智库信息化与软件 产业研究所对报告进行了编译，期望对我国有关部门有所帮助。 【关关键键词词】灯灯塔塔工工厂厂第第四四次次工工业业革革命命数数字字化化转转型型 - 2 - 在第四次工业革命浪潮下，一批领先制造商在数字化转型过 程中进展瞩目，荣登“灯塔工厂”榜单。不过，多达 70%的企业 尚未充分发挥技术转型的全部潜力。鉴于领跑者与其他制造商之 间的绩效差距日益拉大，世界经济论坛于 2018 年携手麦肯锡启 动了全球“灯塔工厂”网络项目，旨在帮助企业通过部署技术、 重塑劳动力、分享和学习最佳实践、培养新型合作关系，进而加 速向未来制造转型。 一一、第第四四次次工工业业革革命命前前沿沿

3、洞洞察察 2019 年，全球“灯塔工厂”网络新添 28 名成员，成员总数升 达 44 家。 其中， 有 14 家被视为打通端到端价值链的 “灯塔工厂” ， 即实现了从供应商到客户的全流程创新，所获价值远超实体工厂 范畴。图 1 总结了单一“灯塔工厂”和端到端“灯塔工厂”在业 绩和运营方面所取得的进展。其中所有数据点都取自 44 家“灯 塔工厂”中的一家或几家。 图 1：“灯塔工厂”正在重设行业基准-关键绩效指标改进效果 - 3 - 1 在端到端的价值链中，全球“灯塔工厂”网络的最佳数字化用 例已经达到 92 个，囊括了供应网络对接、端到端产品开发、端 到端规划、端到端交付、客户对接以及可持续性

4、等方方面面。此 外，与采用传统运营系统的企业相比，“灯塔工厂”创建的全新运 营系统拥有更高的投资回报率，竞争优势显著。 1 设备综合效率（OEE） - 4 - 图 2：贯穿端到端价值链的 92 个第四次工业革命数字化用例 - 5 - 图 3：28 家新增“灯塔工厂”走在第四次工业革命最前沿 - 6 - - 7 - - 8 - 二二、快快速速取取得得规规模模效效益益的的秘秘诀诀 （一一）“灯灯塔塔工工厂厂”采采用用创创新新的的运运营营方方式式 “灯塔工厂”同时在业务流程、管理系统、人员系统和工业 物联网及数据系统四个方面发力，对运营系统进行深入创新，通 过逐步增加数字化工具产生 1+12 的效果

5、。 （二二）成成功功规规模模化化部部署署的的关关键键要要素素 端到端 “灯塔工厂” 规模化扩展的秘诀在于将六大推动因素， 系统性地应用于生产过程的全价值链之中，并将其置于数字化转 型的核心地位。 这些推动因素既有技术层面的， 又有人为层面的。 图 4：“灯塔工厂”成为企业大规模部署数字化的先行示范者 - 9 - 1、敏敏捷捷工工作作方方式式支支持持连连续续迭迭代代 企业基于敏捷原则，能够以迭代的方式展开创新和转型，以 期实现规模化发展。敏捷方法能使组织持续展开协作，管理模式 变革，预判技术局限，打破技术瓶颈。对“灯塔工厂”而言，这意 味着快速迭代、快速失败和持续学习。他们要在两周的冲刺内创 建

6、最小可行产品（minimum viable product，简称 MVP），并针 对多轮快速转型捆绑用例（每轮快速转型都会持续几个月）。 2、技技术术生生态态系系统统提提升升协协作作水水平平 “灯塔工厂”深知网络效应的益处，其与供应商和各行各业的 合作伙伴都在技术平台上展开合作，形成包括数据共享在内的新 - 10 - 型开放式协作关系，从而打造技术生态系统。 3、工工业业物物联联网网学学院院提提高高劳劳动动力力技技能能 “灯塔工厂”利用内外部专业知识为转型团队提供再培训和资 源，帮助员工适应不断变化的工作的需求。同时，注重发展专注 于技术的有效学习方法，包括游戏化、数字化的学习途径，虚拟 现实

7、和增强现实学习工具，以及定制的、实时的技术指导。 4、工工业业物物联联网网基基础础架架构构增增强强扩扩展展性性 “灯塔工厂”通过重新设计或更新其 IT 系统与数据架构来增 强工业物联网架构的扩展性，满足高级用例对延迟性、数据流和 安全能力的要求。“灯塔工厂”重视打破耗时较长项目带来的技术 隔阂，为员工提供几周之内就能完成创新的基础设施，将相关技 术发布的数量和速度提高了 10 倍。 在数字化转型的早期阶段 （甚 至在数字化转型之前）就部署了这种架构的企业，最有能力在整 个组织中实现指数级扩展。 5、鼓鼓励励数数字字工工作作室室激激发发创创新新 领先组织通过为开发团队创建基于敏捷的工作方式进行管

8、理 和运营的空间，来支持企业内部所有层级的创新。该模式让转译 员、数据工程师、ERP 系统工程师、工业物联网架构师和数据科 学家共同协作，并接受产品经理和敏捷导师的指导。这种搭配能 够快速交付结果，并实现快速迭代。 - 11 - 6、转转型型办办公公室室支支持持全全企企业业变变革革 “灯塔工厂”通过建立治理模型、支持最佳的交流实践并加 强优先级划分来聚焦成效和解决方案。包括三方面：一是建立重 点明确的治理结构，定期召开行动会议，加快变革速度；二是通 过计分制和问责制来增加透明度和影响力；三是与组织各级人员 公开进行互动与沟通，定期表彰优秀员工，强化变革管理目标。 （三三）“灯灯塔塔工工厂厂”案

9、案例例研研究究 1、Fast Radius：集集成成工工业业物物联联网网的的数数字字化化后后台台办办公 公 Fast Radius 是一家美国增材制造公司，它将强大的数字化后 台办公与数字规划相结合，实现各职能部门之间的信息透明，从 而解决效率低下的问题。该分析平台通过所有工厂传感器之间的 开放通信协议和中央云数据存储，能够收集整个制造过程的数据 信息，并利用多种机器学习算法来为价值链的所有环节提供特定 反馈， 促进设计方案改进的同时， 逐步减少质量问题和返工次数。 此外，应用覆盖所有工厂的“数字孪生”技术实现了远程生产， 即为特定工厂分配特定任务， 同时优化物流和产能。 自实施以来， Fas

10、t Radius 的库存下降了 36%，产品上市时间缩短了 90%。 2、联联合合利利华华：打打造造敏敏捷捷冲冲刺刺团团队队 联合利华迪拜个人护理工厂（Unilever Dubai Personal Care Site，简称 DPC）通过打造一个重点关注赋能、可持续性以及与 - 12 - 业绩直接相关价值创造的动态组织结构，促进了工作流程的重组， 改善成本和客户响应能力的同时，明确了自身的竞争优势。 DPC 在员工中组建了一个内部团队开发数字解决方案，团队 成员在继续履行原有职责的同时参与开发项目。为避免影响工厂 操作员的日常安排，开发过程严格遵循下述原则：所有应用程序 都基于共享的数据湖；

11、使用开源平台设计； 提供直观的用户界面； 并且尽可能采用移动技术进行开发。这一过程中，DPC 还与一些 初创企业建立了合作关系。这些初创企业会根据工厂的需求灵活 调整解决方案。 相比于对接合适资源、直面日常挑战、部署和维护大量内部 解决方案等大幅资金投入，DPC 在数字化历程中的真正投入来源 于员工，他们共同致力于创新解决方案的开发， 3、工工业业物物联联网网学学院院推推动动 Petkim 第第四四次次工工业业革革命命转转型 型 Petkim 是一家土耳其综合性石化公司及原材料供应商。得益 于打造数字化学院、价值创造激励机制以及敏捷工作方式等措施， Petkim 成功提高了良品率、产量、能源效

12、率以及产品质量。 Petkim 在企业内部开发了数个用例，针对财务相关用例、虚 拟现实 HSE 培训和评估以及使用第四次工业革命技术开展的维 护作业等部署相关项目，由一线员工组成的跨职能团队负责交付。 为了打造这个价值创造项目，Petkim 专门建立了一个数字化转型 - 13 - 部门。明确对人才的需求后，Petkim 还建立了一个数字转型团队 和一个数字化学院，旨在提高员工的数字化技能。该公司鼓励数 字化和运营团队采用敏捷工作方式，并借助人工智能技术和高级 分析工具来提高良品率和产量。Petkim 的数字化转型总共创造了 5190 万美元的经济效益，超过 2018 年利润的 20%。 三三、

13、深深入入透透视视端端到到端端价价值值链链“灯灯塔塔工工厂厂” 端到端“灯塔工厂”与价值链的不同利益相关方开展合作，共 同重塑客户体验。在数字化技术的帮助下，这些组织能够按需批 量生产定制产品，与供应商实时共享数据，快速应对需求波动并 优化流程。这种价值链的互联互通使智能出货成为现实，即从下 单到交付的一整套客户体验的“智能价值链”变革。 （一一）端端到到端端“灯灯塔塔工工厂厂”展展示示了了三三种种驱驱动动价价值值的的方方式式 “灯塔工厂”的价值驱动因素使其在生产效率、 敏捷度和大规 模个性化定制方面取得显著提升。 1、以以客客户户为为中中心心：将客户作为流程设计和运营的核心，通过 改变与客户的

14、互动方式改善了客户的购买体验和使用体验。 2、 跨跨职职能能的的无无缝缝连连接接： 促进更高效的决策， 减少多余的沟通。 3、组组织织间间的的持持续续连连接接：借助新技术进行数据收集、交换和处 理，帮助企业创建新的制造生态系统。 - 14 - （二二）“灯灯塔塔工工厂厂”案案例例研研究究 1、海海尔尔：将将客客户户作作为为产产品品生生态态系系统统的的核核心心 端到端“灯塔工厂”将客户体验置于战略核心地位，并借助技 术将其与绩效管理紧密相连。以海尔为例，其空调部门借助数字 化技术将用户体验与日常运营紧密连接，实现了从一次性客户思 维到终身用户思维的转型目标。 该公司开发了一个交互平台，使消费者能

15、够设计和订购一款 量身定制的产品。客户绩效监控器实时监控数据来分析产品绩效， 并向制造商上报所有恶化信号。如果有客户就产品问题联系海尔， 数据引擎会从客户的产品序列号中检索性能数据，以此来确定导 致该问题的根本原因并采取行动，从而有助于追踪责任。如果是 车间工人的失误导致故障，车间奖金系统则会将其加入个人记录。 如果是零件故障，则会检查组件性能以确定合适的解决方案，防 止后续问题的发生。海尔模式成效显著，产品质量提高了 21%， 劳动生产率提高了 63%，交付周期缩短了 33%，员工对客户绩效 的监控能力提升了 50%。 图 5：海尔空调部门借助数字技术使客户与运营团队紧密相连 - 15 -

16、2、上上汽汽大大通通：让让客客户户参参与与产产品品配配置置 端到端“灯塔工厂”开发了各种解决方案来创造以客户为中心 的差异化体验，所获价值远超实体工厂范畴。以中国汽车公司上 汽大通为例，其使用数字化解决方案，极大地促进了定制汽车的 批量生产，显著提高了客户服务水平从下单到交货只需不到 4 周的时间。 客户使用网络应用程序可以自主定制和下单，并能追踪生产 状态。该公司根据客户订单需求，使用 3D 仿真和数字孪生技术 定制汽车。借助高效的数字化供应链，每辆车的配置和生产队列 会实时发送给供应商，启动准时化顺序供应（just-in-sequence） 发货。自动化智能工程系统能够鉴别数千种配置，以得

17、出最终方 案。而人工智能质量保证工具则会持续检查构建进度，以识别错 - 16 - 误。相关收益包括：减少 35%的上市时间，缩短产品交付周期达 20%，实现 99.8%的配置精确度，缩短 30%的加工及换线时间。 图 6：上汽大通使用数字化解决方案改进定制汽车的批量生产 3、菲菲尼尼克克斯斯电电气气：提提高高数数据据透透明明度度，创创造造更更大大价价值 值 菲尼克斯电气是一家专门提供工业自动化解决方案的德国制 造商，通过借助多个 RFID 标签收集信息，确保数据全流程阶段 的透明可见且易于获取，最大程度上实现了数据的互联互通。这 种互通性确保了生产线全天候运转，并以批量生产的成本实现了 定制化

18、产品的生产， 提升40%绩效的同时将生产时间缩短了30%。 菲尼克斯电气的成功转型归功于其集成式研发模式，即机器 制造部门同时兼顾研发职责，实现新型解决方案的快速引入。比 如说，它能批量生产 1000 多种不同设备版本的隔离放大器。这 个过程中，该公司有效利用了数字化测试和数据共享。数字孪生 不仅记录下所有测试参数， 供生产团队参考， 还能提供客户信息， - 17 - 使生产团队能够直接对接客户，实时传达订单状态和交付细节。 图 7：菲尼克斯电气使用 RFID 标签来确保数据透明且易于访问 四四、以以人人为为中中心心的的未未来来生生产产 （一一）“灯灯塔塔工工厂厂”为为第第四四次次工工业业革革

19、命命转转型型提提供供人人才才 “灯塔工厂”采用数字技术极大提高了生产效率、绩效和员工 参与度，最大限度地发挥了员工潜力，以从容应对数字化转型过 程中的技术变革。 图 8：“灯塔工厂”采取多种措施培养人才 - 18 - 1 1、利利用用技技术术和和数数据据，增增强强一一线线员员工工的的创创新新能能力力 “灯塔工厂”的上海品茶注重一线员工的参与，鼓励员工思考 如何进行创新，从而促使技术的成功落地和持续采用。 宝洁捷克工厂通过定期召开会议来探讨问题的解决方案，这 有助于识别问题的来源，并制定避免损失发生的数字化解决方案。 如果损失的源头处于帕累托曲线2顶端， 则该损失会得到优先处理， 2 帕累托曲线

20、（Pareto chart）是将出现的质量问题和质量改进项目按照重要程度依次排列而采用的一种图表。 - 19 - 企业也会投入相关数字资源。之后，数据科学家会与操作员合作 找出问题原因，设计解决方案，并使用敏捷工作方式快速构建最 小可行产品，与操作人员一起评估初步输出结果。过程中对最小 可行产品持续进行测试，直到确认损失来源已经消除。 福特奥特桑利打造了一支人才发展敏捷团队， 结合人力资源、 生产过程和职业技能培训，帮助员工培养创新和数据利用等第四 次工业革命相关技能。团队成员从过去只负责衡量业务转变为分 析自动生成的数据，即完成行政任务、获取指标并提交新想法。 其中，员工积极参与到从新技术的

21、评估和选择，再到与工程师和 专家的合作，以及对新技术进行开发的全过程。 2 2、积积极极主主动动构构建建技技术术能能力力和和软软实实力力，培培养养管管理理人人才才 “灯塔工厂”基于员工对数字化技术的熟悉程度来量身定制 再培训项目，重点关注与数据及数字化转型密切相关的技能，如 面对激增的数据量而亟待开发的技能，以及工厂特有的一系列技 术等（图 9）。同时，所有工厂都依靠合作关系来获取或共同开 发新知识。2019 年的一项调查显示，55%的“灯塔工厂”都在与大 学或其他教育机构合作，以便获取知识和人才。此外，有 71%的 “灯塔工厂”都在打造内部学院和能力中心来进行能力建设。 此外，企业的技能培养

22、项目除在职培训外，还会利用轮岗、 临时任务、交流和实习等手段来帮助员工习得技能。举例来看， - 20 - 宝洁公司采用技术手段，在实习和轮岗项目中帮助企业吸引新人 才，尤其是国际人才。Petrosea 采用了高效动态的内容交付模式， 在其在职培训中纳入增强现实、虚拟现实和数字化学习中心等新 方法，通过游戏化技能培训的方式提升员工数字化学习的效率。 图 9：“灯塔工厂”通过再培训来对新旧职位提供支持 资料来源：麦肯锡公司 3 3、调调整整组组织织结结构构，实实现现第第四四次次产产业业革革命命转转型型 “灯塔工厂”以一种或多种方式调整组织结构，通过在传统 职位中增加不同以往的数据型任务，同时也在工

23、厂层面或集团层 面设立新职位， 以满足数据、 编程和数字化方面日益增加的需求， 大力推动第四次工业革命转型。 此外， “灯塔工厂”改变 IT 与运营各自为政的旧有组织结构 模型，建立专注于数字化部署的跨职能团队，形成了数据科学家 和数据工程师与一线员工密切配合的模式。 4 4、实实施施新新的的工工作作方方式式，采采用用敏敏捷捷工工作作方方式式提提高高透透明明度度 - 21 - “灯塔工厂”应用技术带来的敏捷工作方式，并将其应用于应 用程序的开发与计算机编程中，同时还能广纳各级员工的观点， 为一线员工和管理团队带来了更高的透明度和新的沟通工具。同 样，许多“灯塔工厂”也在“放宽”以投资回报率为中

24、心的项目审批 流程，避免为创新发展设限。 Arelik 公司在其项目管理中， 会根据项目需求组建一支成员 来自生产、维护、工程和质量各部门的敏捷团队，并应用敏捷工 作方式管理其研发和 IT 项目。 智能手机应用的普及以及数据的实时获取使得工厂内部的沟 通变得更加高效和透明。智能手机上的应用程序推送和状态信息 提供了多模和多回合的点到点通信，操作员和主管之间可以利用 实时数据和事实迅速做出决定。例如，福特奥特桑定制了一款多 功能移动应用程序，其中包含一个可以查看所有 KPI 的仪表盘。 监管人员能在应用程序中提出和批准投资请求，并提交和管理各 种想法。 此外，智能手机应用程序能够在线共享数据、生

25、产通知及其 他类型的通信信息。这种沟通效率使得一线主管有更多的时间来 与团队面对面解决问题。例如，博世打造了一个内部通信平台， 员工能够通过聊天和视频应用程序进行互动。 5 5、通通过过自自动动化化和和数数字字技技术术改改进进日日常常装装配配和和操操作作任任务务 - 22 - “灯塔工厂”通过自动化数据收集技术来改进对生产和质量的 追踪，使用电子标准操作程序（electronic standard operating procedure，简称 eSOP）和增强现实等数字化协助工具取代纸质 文档和质量指导手册，让员工能够集中精力解决问题，并将精力 用于基本的机器维护。在第四次工业革命转型中，“灯

26、塔工厂”已 经实现了 90% 以上重复性手工任务的自动化和半自动化。 数字化“防错”工具和动态 eSOP 能够详细追踪每一个步骤的 质量。基于此，Phoenix Contact 开发了一种应用程序，不仅能为 操作员提供详尽的指导，让员工学习更多新技能，助力员工的职 业生涯发展，还能追踪任务的完成情况，给与员工更多时间去维 护设备和排除故障。意大利的拜耳则是使用可穿戴设备来改进纸 质 SOP，并进行数字化转化，从而减少了换线时间。 6 6、提提高高一一线线解解决决问问题题和和协协作作的的水水平平 “灯塔工厂”将数据作为决策参考，其员工解决问题的关注 点更有针对性，整个过程也变得更加高效。以富士康

27、为例，基于 机器收集的自诊断数据，机器操作员的职责从装载和其他手工任 务转变成了监控、诊断和解决问题。 此外，由于无需花费太多时间去收集数据和制作报告，“灯 塔工厂”的车间主管将有更多时间与团队员工齐心协力寻找问题 的解决方案。Arelik 公司的主管们反馈，应用数字化设备实现的 - 23 - 数据决策能够让其更加关注车间问题的解决，并对团队成员提供 指导，帮助他们认识新产品，以及灵活应对不断增加的新变量。 五五、行行动动倡倡议议 （一一）到到 2025 年年实实现现制制造造业业碳碳中中和和 全球能源消耗中制造业占比较大，占全球二氧化碳排放的 20%，减少碳排放迫在眉睫。对此，部分“灯塔工厂”

28、走在环保前 列，其将技术创新与新兴商业模式相结合，在提高竞争力与推动 业绩增长的同时，积极打造一个碳中和的制造业生态系统。 挑战：所有“灯塔工厂”都承诺到 2025 年实现碳中和。 （二二）在在生生产产网网络络中中推推广广技技术术，并并惠惠及及中中小小企企业业 “灯塔工厂”应有排头兵的姿态和先行者的担当，主动支持第 四次工业革命技术在整个生产网络中的扩散，并确保所有中小企 业的供应商参与。这不仅能够带来整体效果和技术投资回报的改 善，还能加快技术传播和创新进程。 挑战：为每家“灯塔工厂”制定一项培训计划，让它们支持 和资助其价值链中选定的一组中小企业加速转型。 目标是 让这些中小企业到 202

29、2 年也被确认为“灯塔工厂”。 （三三）投投资资能能力力建建设设和和终终身身学学习习 - 24 - 公共部门、私营组织、学术机构及公民社会必须齐心协力， 帮助企业员工向着制造业的未来转型。这就需要改革教育系统， 投资大规模的再培训和技能提升举措，打造终生学习的环境，使 员工能够不断适应外界变化，增加其晋升机会，并帮助企业填补 现有的技能缺口， 打破阻碍“灯塔工厂”用例扩展的人才短缺障碍。 挑战：组成“灯塔工厂”联盟，制定制造业未来最关键技能 培训课程。 挑战：让“灯塔工厂”签署支持先进制造业发展的终身学 习和员工参与全球标准。 （四四）提提升升法法规规、政政策策和和产产业业发发展展战战略略 各

30、国政府可以采取一系列措施积极支持和加速当前的制造业 转型，如制定旨在推广技术应用的新战略、新倡议和新项目。对 此， 一些国家/地区已经投资打造了国家级政企合作平台， 支持 “灯 塔工厂”新用例的开发，并促进研究机构与企业之间的协作。 挑战：召集全球“灯塔工厂”网络为政策制定者设计一系列 活动和学习机会，促进政企交流，为法规、政策和战略的 制定建言献策。 - 25 - 译自：Global Lighthouse Network: Insights from the Forefront of the Fourth Industrial Revolution 译文作者：工业和信息化研究院刘丽超 高婴劢 联系方式： 电子邮件： - 27 - 编 辑 部：工业和信息化研究院 通讯地址：北京市海淀区紫竹院路 66 号大厦 15 层国际合作处 邮政编码：100048 联 系 人：袁素雅 联系电话：（010）88559543 传真：（010）88558833 网址： 电子邮件： 报报：部部领领导导 送送：部部机机关关各各司司局局，各各地地方方工工业业和和信信息息化化主主管管部部门门， 相相关关部部门门及及研研究究单单位位，相相关关行行业业协协会会