核心觀點：
1、“燈塔工廠”所屬行業千差萬別，各行業製造企業都有實現“燈塔工廠”目標的潛力和機會。
2、人工智慧能夠為製造業賦予“新生命”，協助產品設計和測試，智慧化診斷產品質量。
3、網際網路與製造業的融合，能夠讓企業對各類裝置或產品的狀態進行異常狀態的檢測，實現預測性維護。
4、增材製造的獨特效能，使其成為製造業最具代表性和最受關注的顛覆性技術之一。
5、數字孿生成為製造業轉型的新熱潮。
6、資料能夠為確立新型發展路徑提供充足資訊基礎，從而構建出全面、有效的物理邏輯，協助最終決策的完善和實施。
7、機器人能夠節省人力資源、降本增效，其作為產品製造過程中最重要的一環，在整個價值鏈中起到不可估量的作用。
如今，製造業轉型已是大勢所趨。
在工業網際網路的驅使下，我國製造業規模、生產模式、產量都在逐年提升。自2010年以來，我國製造業已連續11年位居全球製造業產量首位，然而人均僅能夠與第三階梯的新興國家比肩。
據2021中國製造行業人才白皮書資料顯示，2020年，我國工業增加值達31.31萬億元，佔GDP比例30.8%。但2016年起，在我國製造業增速放緩、勞動力成本高等不確定因素影響下，我國製造業進入新常態。
製造業轉型、提升產品附加值、提高人均產值成為我國製造業升級，保證產業高速增長的唯一途徑。
然而，製造業企業組織、業務、產品和價值鏈的複雜性，成為製造業數字化轉型不可忽視的障礙所在。製造企業若想要明確自身數字化轉型路線，就需要持續剖析數字化轉型需求，獲知突破口所在。
事實上，製造業企業內部往往存在系統孤島、“重機械輕資料”等現象，所以難以轉型成功。因此，能夠快速反映市場需求、加速運營模式創新，維持可持續發展能力的“燈塔工廠”，就成為我國製造企業的最新指引者。
近日，已成功打造多座燈塔工廠的工業富聯與研究智庫e-works研究院、中信戴卡集團聯同釋出2021年《燈塔工廠引領製造業數字化轉型》白皮書，多維度呈現出全球90家燈塔工廠經驗範例。
本文對此份報告進行了整理及分析，希望能夠發掘出些許製造業轉型途徑及可行發展方向。
01
各行業製造企業均可實現“燈塔工廠”
“燈塔工廠”所屬行業千差萬別。
報告顯示，截止2021年9月，全球燈塔工廠數量達到90家。亞洲擁有45家，是建立燈塔工廠最活躍的區域之一。中國是目前擁有“燈塔工廠”最多的國家，總量達31家，是建立“燈塔工廠”最活躍的力量之一。
“燈塔工廠”的行業分佈從2019年第一批11個行業，延伸至2021年22個不同行業，增加了服飾、光電裝置、農業裝置、採礦、個人護理品等細分行業“燈塔”。由此可見，不僅僅是電子、汽車、消費品等大體量產業，各行業製造企業都有實現“燈塔工廠”目標的潛力和機會。
當下，全球“燈塔工廠”中電子裝置12家總量佔據首位；其次為消費品，共11家，緊跟其後的是汽車領域，總數為10家。
儘管，不同行業的燈塔工廠不盡相同，但所有企業不約而同都在使用智慧製造技術來提升自身競爭力及可持續發展能力。具體來看，“燈塔工廠”主要分為四種業務與製造模式。
模式一，紮根製造，以實現卓越製造為主要願景。典型行業有鋼鐵、電子製造、半導體。數字化建設範圍側重於裝配與加工、裝置 維護、質量管理、業績管理以及數字化可持續發展。模式二，注重快速交付能力。打造以訂單為中心的一體化供應鏈。典型行業為日用品、食品飲料，數字化建設側重於營銷、採購、供應鏈、物流等領域。模式三，主要以大規模定製生產為主。打造以客戶為中心的體 驗。典型行業為家用電 器、汽車和服裝，數字化建設側重於研發、採購、供應鏈、物流、後服務和營銷領域。模式四，最佳產品。幫助企業形成以產品為中心的卓越產品生命週期管理。代表行業有電氣裝備、工業裝備行業，數字化側重於數字化研發、採購、後服務和營銷。
透過以上四種模式，企業可以提升生產效率、敏捷度，加快上市速度，實現市場定製化需求，最終實現降本增效，達成可持續發展的目的。
報告中在對全球90家“燈塔工廠”變革案例進行分析後發現，數字化、自動化能力的提升是企業普遍建設的方向。透過裝置互聯互通及工業軟體應用，能夠將數字化技術應用於工廠運營中，實現IT、OT融合。
02
人工智慧給製造業賦予“新生命”
人工智慧賦能製造業能夠有效提升企業生產管控能力。
近年來，人工智慧被普遍用於語音識別、視覺識別、智慧駕駛、製造業的生產與服務等多個領域。
在將人工智慧打通到工廠能夠引導機器效能的最佳化，並將各領域各環節的經驗、工藝引數和模型數字化，串聯為全生產流程、全生命週期的數字映象，並構造從經驗到模型的機器學習系統，實現從資料到模型的自動建模。
圖片來源於《燈塔工廠引領製造業數字化轉型》白皮書
從生產過程管控方面看，它能夠使系統建設深度感知智慧生產能力，協助生產系統提升感知、實時分析、自主決策、精準執行、學習提升等能力。從而使裝置狀態自感知、自診斷、故障預警，全面提升生產效率和管控能力。
同時，人工智慧能夠協助產品設計和測試，智慧化診斷產品質量，實時地調整生產過程引數，減少產品缺陷，顯著提高產品質量。此外，運用雲端連線或將訓練好的人工智慧系統封裝到產品等方式，能夠賦予產品智慧化響應外界變化和使用者需求的能力。
換句話說，人工智慧能夠賦予製造業以“生命”，使之擁有自主提升能力。
03
工業網際網路成為製造業的“保護傘”
如果說，人工智慧為製造業賦予新生，那麼，網際網路就為製造業開啟一把技術的“保護傘”。
網際網路頻寬的增長，感測技術的發展，計算和儲存能力的迅速提升，促使IT架構向元件化和微服務轉型並帶動起工業網際網路的廣泛應用。
圖片來源於《燈塔工廠引領製造業數字化轉型》白皮書
先來看安防，工業網際網路的應用能夠為工廠的裝置和已銷售的高價值產品進行遠端監控和預測性維護，保證財產安全。
其次，資料分析。透過對物聯網採集到的資料進行分析，能夠幫助企業對各類裝置或產品的狀態進行異常狀態的預警，從而實現預測性維護，避免非計劃停機。並且，其對運輸車輛的資料進行採集，可以掌握車輛執行的位置，以及運輸貨品的狀態，實現製造商、第三方物流和貨主的資訊互動，實現運輸資源的充分應用。
此外，在維護裝置正常執行上，網際網路也起到無以倫比的作用。它不僅可以對汙染物進行監控、還能夠對無人值守的裝置、石油管道等範圍進行遠端監控和故障診斷。
04
增材製造，“天賦異稟”的顛覆性技術
1986年，首家增材製造公司3D Systems成立。
該公司快速製造各種形態的結構組織，並對傳統的產品設計、工藝流程、生產線、工廠模式、產業鏈組合產生影響的能力，一舉引起轟動，使增材製造走入人們視野，併成為製造業最具代表性和最受關注的顛覆性技術之一。
這項技術在航空航天、汽車、生物醫療領域均留下深刻影響。
報告顯示，增材製造因其能夠滿足高精度、複雜形狀、小批次生產要求的獨特優勢，使其成為航空航天領域廣泛使用的技術。同時，它低成本高安全輕量化設計能力、大大縮短汽車行業開發、製造週期。
圖片來源於《燈塔工廠引領製造業數字化轉型》白皮書
當下，世界各國都在積極推動增材製造技術的研究、開發與應用。
隨著材料的多樣化，軟體深入應用以及增材製造裝置的發展，增材製造技術被廣泛應用於各行各業產品開發，以及企業從批次生產到個性化定製的轉型。更一度成為個人消費品領域徹底顛覆傳統的製造方式。
05
數字孿生技術落地仍處在初期階段
現階段，數字孿生已然成為製造業轉型的新熱潮。
數字化設計、虛擬模擬和工業網際網路(工業物聯網)等關鍵使能技術的發展與融合，促使數字孿生熱潮的出現。
那麼，究竟什麼是數字孿生？
簡而言之，數字孿生就是將物理實體進行虛擬化複製投射為數字化模型，並可以對此數字孿生模型進行視覺化分析與最佳化，最終達成提升物理實體效能和執行最佳化的技術策略。
據報告顯示，數字孿生在製造業的典型應用包括：
1、產品執行監控和智慧運維
2、工廠執行狀態實施模擬及遠端監控
3、生產線虛擬除錯
4、機電軟一體化複雜產品研發
5、數字營銷
不過，儘管數字孿生已發掘出不少實際價值，但現階段我國製造企業的實際應用還僅處於初級階段，仍需進一步對其應用落地進行探索。
06
資料是企業確立新發展路徑的資訊基礎
工業大資料是智慧製造與工業網際網路的核心。
事實上，工業大資料的本質就是透過流程挖掘來為企業發掘價值缺口，並進行管理，從而搭建出可控生產環境，併為使用者提供定製化產品及服務。
圖片來源於《燈塔工廠引領製造業數字化轉型》白皮書
在實施這項技術時，需要正確審視當前改進方向，並從IT、OT、管理技術角度來分析出需新型運作模式，資料平臺，應用需求。
一成不變是最容易的，最難的是審視自身並確立新的發展路徑。
資料能夠為確立新型發展路徑提供充足資訊基礎，從而構建出全面、有效的物理邏輯，協助最終決策的完善和實施。
據報告表明，現階段，工業大資料應用主要集中於裝置執行狀態檢測和裝置健康評估、效能預警兩個方向，最大限度降低企業非計劃停機率，提升企業生產效能。
07
智慧化工業機器人將成為未來主要發展方向
毋庸置疑，機器人現階段已可被稱之為智慧技術的終極體現。
隨著網際網路、視覺感知技術、人工智慧等技術的蓬勃發展，機器人已逐漸走入人們生活中來。酒店、醫院、工廠等場景頻頻出現機器人的身影。
製造業的本質在於產品製造。
機器人能夠節省人力資源、降本增效，其作為產品製造過程中最重要的一環，在整個價值鏈中起到不可估量的作用。
並且，“隨著5G技術的深入，勢必會出現瘦終端、寬網路和大雲端，更多需要強大算力、海量儲存的應用將在雲端興起，5G也將為雲端和終端之間的連線提供強大的支撐，為工業網際網路、大資料、人工智慧、AR/VR、機器視覺、機器人應用等提供重要的技術支援。”
在“製造強國”戰略呼聲下，我國製造業正在加快轉型速度。
網路、雲計算、AI等核心技術逐漸形成互聯，在工廠中進行資料流動，打破以往製造業內部的資料孤島現象。運用各項前沿技術來晚上整個價值鏈的有效連結，實現商業模式、產品研發、質量管理、裝置監控、物流運輸等環節的全方位把控。
08
結語
對於許多製造企業而言，數字化轉型是極難跨出的一步。“如何轉”、“怎麼轉”、“轉成什麼樣”就是它們此刻正在面臨的共同問題。
經驗不足，技術匱乏，人才缺失就是最大的難題所在。
並且，製造型企業長久以來的傳統生產經營模式，讓其難以在短期內有效進行規模化、條理化轉型。
因此，企業在確立轉型目標後，需要充分了解可應用技術，挖掘轉型途徑。從而達成低轉型成本前提下，構建數字化轉型製造企業的最終目的。“燈塔工廠”就是製造業內轉型的前驅，製造企業可以吸取經驗，發覺最適合自身的途徑來實現轉型。
