全球燈塔網(wǎng)絡

全

球

燈

塔

網(wǎng)

絡-1-一、燈塔網(wǎng)絡引領(lǐng)企業(yè)發(fā)展：今日之趨勢是明日之標準（一）全球燈塔網(wǎng)絡聚集行業(yè)領(lǐng)先企業(yè)2018絡。這一網(wǎng)絡中的各領(lǐng)先企業(yè)以實際情況表明，第四次工業(yè)革命技術(shù)能夠真正推動制造業(yè)轉(zhuǎn)型。隨著網(wǎng)絡不斷發(fā)展，人們越來越清楚地認識到，第四次工業(yè)革命轉(zhuǎn)型可以跨越地域和行業(yè)。此外，越來越多的證據(jù)表明，敏捷性和以客戶為中心、供應鏈彈性、速度和生產(chǎn)力以及生態(tài)效率這四個方面正在不同背景下實現(xiàn)持久轉(zhuǎn)變。來自不同行業(yè)、從事不同工作的企業(yè)在進行同樣的轉(zhuǎn)變，這已成為當今社會的發(fā)展趨勢。與此同時，行業(yè)領(lǐng)先企業(yè)正以成功經(jīng)歷展示這些轉(zhuǎn)變帶來勃勃生機。截至2021年9月，自3月份以來，全球燈塔網(wǎng)絡新添21家不同行業(yè)的“燈塔工廠”，總數(shù)達90家，其中包括3家“可持續(xù)燈塔工廠”（圖1-2-圖：截至2021年9月27日，全球燈塔網(wǎng)絡成員數(shù)量達901--圖：全球燈塔網(wǎng)絡在各行業(yè)的規(guī)模和多樣性均在不斷增長-4-圖：“燈塔工廠”正在各生產(chǎn)工廠部署124個用例，并將價值鏈端到端連接起來-5--6--7-圖4：新增“燈塔工廠”的各種用例圖：“可持續(xù)燈塔工廠”表明第四次工業(yè)革命對可持續(xù)性的影響（二）“燈塔工廠”利用數(shù)字技術(shù)提高生產(chǎn)力，并實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展在對“燈塔工廠”成功案例進行詳細研究后發(fā)現(xiàn)，在第四次工業(yè)革命技術(shù)方面投資的企業(yè)在生產(chǎn)力、可持續(xù)性、運營成本、定制化和上市速度方面均取得積極進展。企業(yè)可利用數(shù)字化轉(zhuǎn)型提高競爭力，從而大大提高能源及自然資源利用率，使設備與生-8-產(chǎn)空間發(fā)揮最大作用（圖6圖：第四次工業(yè)革命對“燈塔工廠”可持續(xù)性的影響二、第四次工業(yè)革命提高可持續(xù)性和生產(chǎn)力（一）提高生態(tài)效率：對全球氣候行動呼聲的重要回應《巴黎協(xié)定》的簽訂旨在抑制本世紀全球氣溫上升，將本世紀氣溫相比于工業(yè)化前的上升幅度限制在2攝氏度以內(nèi)，并努力將溫度上升幅度限制在1.52020年，83個國家以及歐盟（EU）共提出了700項可持續(xù)消費和生-9-產(chǎn)相關(guān)政策。然而，2020年只有40個國家報告了可持續(xù)的公共采辦政策或計劃，這些政策或計劃將鼓勵行業(yè)生產(chǎn)更具環(huán)保效益的產(chǎn)品，推動具有社會責任感的采辦行為，并提高供應鏈的可持續(xù)性。2021年8月9IPCC）對日益加深的氣候緊急情況發(fā)出了有史以來最嚴厲的警告。聯(lián)合國秘書長安東尼奧·古特雷斯說，這是“人類的紅色警報”。在這些呼吁的驅(qū)動下，企業(yè)首先開啟了生態(tài)效率轉(zhuǎn)變進程。生態(tài)效率的實現(xiàn)得益于第四次工業(yè)革命技術(shù)（圖7）。隨著各企業(yè)逐步實現(xiàn)生態(tài)效率，環(huán)境責任與運營績效增長之間并不相互對立的新觀念也得到了很好的證明。除可再生能源采購等更容易獲得公眾認可的環(huán)保舉措外，數(shù)字化轉(zhuǎn)型也能產(chǎn)生正的投資回報率ROI），同時帶來一系列可持續(xù)發(fā)展成效。圖：生態(tài)效率可通過第四次工業(yè)革命轉(zhuǎn)型實現(xiàn)-10-（二）“燈塔工廠”指明方向：第四次工業(yè)革命推動可持續(xù)發(fā)展第四次工業(yè)革命技術(shù)加速推進了可持續(xù)發(fā)展進程，企業(yè)能在解決經(jīng)營問題的同時，減少廢物、能源消耗和溫室氣體排放等對環(huán)境不利的因素，從而在可持續(xù)發(fā)展方面處于領(lǐng)先地位。半數(shù)以上的“燈塔工廠”（64%）報告稱，第四次工業(yè)革命8如14個制造29%稱第四次工業(yè)革命轉(zhuǎn)型直接影響50%受到了其他用例的間接影響。在12個消費者包裝商品行業(yè)“燈25%稱第四次工業(yè)革命轉(zhuǎn)型直接影響了可持續(xù)發(fā)50%稱受到了旨在解決不同經(jīng)營問題的第四次工業(yè)革命活動的間接影響。在高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)以及制藥和醫(yī)療產(chǎn)品行業(yè)中，受到直接影響與間接影響的企業(yè)占比均較為接近。-11-圖：64%的“燈塔工廠”報告稱第四次工業(yè)革命轉(zhuǎn)型促進了可持續(xù)發(fā)展以上數(shù)據(jù)說明，第四次工業(yè)革命相關(guān)活動，包括直接影響可持續(xù)性的用例，以及有其他目的、間接影響可持續(xù)性的用例，正在對環(huán)境產(chǎn)生積極影響。當然，無論是僅實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，還是僅提高生產(chǎn)效率，都不等同于實現(xiàn)生態(tài)效率。要真正解決“人類的紅色警報”，就必須同時實現(xiàn)上述兩個方面。為實現(xiàn)這一目標，企業(yè)必須將可持續(xù)發(fā)展納入業(yè)務議程?！盁羲S”以實際情況表明，越來越多的領(lǐng)先企業(yè)正在采取這方面的舉措（圖-12-圖：“燈塔工廠”的可持續(xù)性和生產(chǎn)力均有所提高三、第四次工業(yè)革命技術(shù)對可持續(xù)性影響：“燈塔工廠”用例研究本部分研究五個先進生態(tài)效率用例如何提高可持續(xù)性。這些用例研究涉及制造業(yè)中從煉油廠到先進電子產(chǎn)品等不同領(lǐng)域的外兩個用例則研究了采用間接影響接影響如何顯著促進可持續(xù)發(fā)展（圖102企業(yè)利用先進技術(shù)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標，包括：利用工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)傳感器和數(shù)據(jù)可視化技術(shù)監(jiān)測設備性能，并提供

持能夠自動調(diào)整設置的實時能源管理系統(tǒng)。3消除產(chǎn)品生命周期中的人為誤差，在減少廢棄材料浪費的同時，提高生產(chǎn)線上的能源效率。-13-圖10：第四次工業(yè)革命技術(shù)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展、愛立信公司利用工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺提高可持續(xù)性愛立信公司在美國德克薩斯州劉易斯維爾智能工廠推進環(huán)保工作，第一步便是建造經(jīng)過專門設計的建筑，將包括暖通空調(diào)等4萬加侖的水箱，用于對雨水進行收集、處理和再利用。此外，工廠還配備有制冷機和儲冰罐，能對收集的水進行高效的現(xiàn)場冷卻。現(xiàn)場太陽能電池板在為工廠提供充足電力的同時，還能利用日常作業(yè)后剩余的能量將雨水冷凍起來，供將來使用?；谶@一綠色建筑設計，愛立信整合了第四次工業(yè)革命智能-14-4G/5G傳感器網(wǎng)絡可為智能管理平臺提供信息，該平臺能監(jiān)測和顯示整個設施的能源消耗、泄漏和氣溫。該網(wǎng)絡還可以通過分析能源消該網(wǎng)絡將提醒現(xiàn)場操作人員，同時為主動維修解決方案提供相關(guān)建議。愛立信的這一先進工廠獲得了“能源與環(huán)境設計先鋒獎”金級認證。該工廠的電力全部來自現(xiàn)場太陽能電池板等設備提供的可再生能源。由于設計巧妙，該工廠的室內(nèi)耗水量減少了75%，與同類建筑相比，能源消耗減少了約24%乎消除了碳排放。通過將綠色工廠設計與第四次工業(yè)革命可持續(xù)發(fā)展工具相結(jié)合，愛立信旨在通過先進的數(shù)字用例對可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生持續(xù)而顯著的直接影響，這使該公司為希望實現(xiàn)生態(tài)效率的企業(yè)樹立了典范。此用例展示了第四次工業(yè)革命技術(shù)如何基于綠色技術(shù)對可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生更為深遠的影響。-15-圖：愛立信的綠色智能工廠配備有實時監(jiān)測技術(shù)可持續(xù)性的傳感器2、阿塞拜疆國家石油公司利用數(shù)字孿生進一步影響可持續(xù)發(fā)展阿塞拜疆國家石油公司(SOCAR)最先進的用例之一是數(shù)字孿生，通過設計根據(jù)實時運營數(shù)據(jù)的能源網(wǎng)絡虛擬副本，利用數(shù)字技術(shù)獲得獨特見解和建議，從而優(yōu)化公司運營模式。基于這些虛-16-Petkim石油化工廠和煉油設施之間建立了一個數(shù)據(jù)模型，使二者相互連接。阿塞拜疆國家石油公司利用第四次工業(yè)革命技術(shù)、流程信息和外部數(shù)據(jù)源，設計了最佳能源解決方案，既滿足了生產(chǎn)計劃，又提高了能源利用效率。阿塞拜疆國家石油公司已在棕地Petkim石油化工廠和煉油廠部署了3000多個第四次工業(yè)革命傳感器，以增加設備的現(xiàn)有數(shù)據(jù)。同時，這些傳感器也在綠地煉油廠為機器學習統(tǒng)計工具提供信息，而這些工具有利于優(yōu)化業(yè)務部門的電力需求，平衡對蒸汽和風能的利用。該公司實驗室通過反復測量，提高了數(shù)據(jù)的準確性，并對結(jié)果進行驗證。此外，機器學習優(yōu)化了煉油廠的能源消耗解決方案。阿塞拜疆國家石油公司通過連接和Petkim的能源與蒸汽網(wǎng)絡，推動數(shù)字孿生能源優(yōu)化模型的建立，促進整體系統(tǒng)的整合。相互連接的蒸汽網(wǎng)和能源數(shù)據(jù)模型能夠自動分析生成蒸汽平衡建議并提供給運營商，從而提高蒸汽和電力使用的整體效率。該模型的動態(tài)設計最大限度降低了各業(yè)務部門的能源成本，指導運營商采用最佳能源解決方案，兼顧電力市場價格、天然氣價格、鍋爐效率、渦輪機負荷和故障等因素。數(shù)字孿生模型能通過連續(xù)的數(shù)據(jù)流實時了解影響效率的各項因素，從而隨時提供最-17-14%減少了13%，天然氣消耗量減少了6%。圖12Petkim-STAR建立了業(yè)務部門范圍內(nèi)的能源優(yōu)化模型、友達光電股份有限公司采用先進分析方法提高可持續(xù)性智能技術(shù)可以對系統(tǒng)進行優(yōu)化，使其達到理想性能，同時提-18-高可持續(xù)性。作為全球先進顯示器和太陽能電池板生產(chǎn)商，友達光電在其臺中工廠開發(fā)了一套內(nèi)部自動反饋能源系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用物聯(lián)網(wǎng)傳感器和虛擬模型，自動對設備運行參數(shù)進行實時調(diào)整，提高生態(tài)效率。自動反饋能源系統(tǒng)通過平衡功耗和載荷等設備參數(shù)，同時兼等環(huán)境條件，在各生產(chǎn)批次之間智能修改產(chǎn)品配方。這有助于對玻璃板各批次生產(chǎn)流程進行優(yōu)化，同時也有助于加強資源管理，提高水和原材料利用率。智能系統(tǒng)優(yōu)化了制冷機的制冷周期，使能源消耗占工廠總消15%-18%調(diào)節(jié)至合適的潔凈室作業(yè)溫度。統(tǒng)計模型能將各種參數(shù)聯(lián)系起來，如出口溫度、制冷機負荷和清潔干燥的氣流，模擬和預測模型則基于統(tǒng)計模型確定最佳控制點。經(jīng)過這些流程后，潔凈室便能收到基于歷史數(shù)據(jù)和控制點算法進行溫度優(yōu)化的冷卻水。另外，智能系統(tǒng)還為交換余熱的冷卻塔配備了一個預警系統(tǒng)，遇到問題后會對操作人員進行提醒。通過采用這一自動反饋能源系統(tǒng)，友達光電的耗水量減少了23%，碳排放量減少了20%，工廠整體能耗減少了。-19-圖：友達光電的自動反饋能源系統(tǒng)優(yōu)化公共能源消耗、西部數(shù)碼公司利用第四次工業(yè)革命技術(shù)優(yōu)化送貨物流物資運輸，特別是空運，需要耗費大量的資源。位于泰國巴真府的西部數(shù)據(jù)公司利用第四次工業(yè)革命技術(shù)減少了溫室氣體排放，同時削減了物流成本。該公司通過其自動化物流系統(tǒng)，利-20-用運營數(shù)據(jù)以及物聯(lián)網(wǎng)和機器學習工具開發(fā)了一個貨運整合和物流優(yōu)化程序。通過這一措施，該公司對空運進行了優(yōu)化，降低了成本，并消除了不必要貨運的溫室氣體排放。上述影響得益于一個能提高運輸可靠性的機器學習數(shù)據(jù)模型。西部數(shù)據(jù)公司的自動化物流系統(tǒng)可同時對物聯(lián)網(wǎng)傳感器數(shù)據(jù)和運營（運輸管理系統(tǒng)）數(shù)據(jù)進行處理，生成一個不斷更新的數(shù)據(jù)位置以及傾斜角度、溫度沖擊、濕度和光線等條件。此外，數(shù)字運輸管理系統(tǒng)簡化了運營數(shù)據(jù)，如承運人詳細信息、服務績效、貨運要求、提貨信息和客戶數(shù)據(jù)。西部數(shù)據(jù)公司將大量數(shù)據(jù)和分析能力相結(jié)合，建立了一個優(yōu)化模型。該模型能提供最佳的物流建議，而且通過將運輸時間、路線、沖擊、溫度和客戶滿意度等貨運性能數(shù)據(jù)點聯(lián)系起來，該可靠性模型創(chuàng)建了承運人績效“記分卡”，將其作為選擇承運人的依據(jù)。自動化物流系統(tǒng)基于該模型提供了方案建議，改善了路線規(guī)劃，實現(xiàn)了貨運整合，縮短了運輸時間，并同時減少延遲，實現(xiàn)實時決策。西部數(shù)據(jù)公司通過部署這一第四次工業(yè)革命自動化系統(tǒng)，將溫室氣體排放量減少了12%，將物流成本降低了46%。-21-圖14：西部數(shù)據(jù)公司采用自動化物流系統(tǒng)降低成本和減少溫室氣體排放、聯(lián)合利華公司部署優(yōu)化算法以提高質(zhì)量和產(chǎn)量聯(lián)合利華公司通過在其迪拜個人護理品工廠整合多個第四次工業(yè)革命解決方案，改善了生產(chǎn)線績效，促進了可持續(xù)性發(fā)展。該公司將嵌入式物聯(lián)網(wǎng)設備和生產(chǎn)線優(yōu)化系統(tǒng)相結(jié)合，以提高質(zhì)量和產(chǎn)量，同時減少廢物和耗水量。上述成效得益于一個復雜的云計算平臺。該平臺實現(xiàn)了對現(xiàn)-22-有信息技術(shù)架構(gòu)的整合，其中包括生產(chǎn)計劃、物料清單、物料管PLCERP）系統(tǒng)。此外，該計算平臺還利用了來自第四次工業(yè)革命技術(shù)的數(shù)RFID從嵌入的無線設備中獲得的數(shù)據(jù)。這一云計算平臺通過序列優(yōu)化軟件減少了轉(zhuǎn)換。該內(nèi)部軟件能為多產(chǎn)品方案生成有效的生產(chǎn)計劃序列。通過減少轉(zhuǎn)換，生產(chǎn)線設備綜合效率得到了提高，生產(chǎn)線清洗的耗水量也有所減少。同時，平臺利用基于物聯(lián)網(wǎng)設備和射頻識別傳感器/QR碼的跟蹤技術(shù)實現(xiàn)了智能驗證和生產(chǎn)控制。驗證流程檢查點與關(guān)鍵工作步驟自動化相結(jié)合，減少了人為誤差，進而降低了質(zhì)量出現(xiàn)偏差的概率，減少了浪費。最后，平臺的機上校正系統(tǒng)利用配量軟件提高了配量的準確性。連續(xù)自我優(yōu)化邏輯利用歷史誤差數(shù)據(jù)和實時傳感器數(shù)據(jù)，進一步減少了質(zhì)量偏差和浪費。通過將上述第四次工業(yè)革命技術(shù)應用于生產(chǎn)線，聯(lián)合利華迪拜工廠的材料浪費減少了42%15%26%。-23-圖15對環(huán)境的影響四、生態(tài)效率領(lǐng)跑者：“可持續(xù)燈塔工廠”新的“可持續(xù)燈塔工廠”稱號的設立是為了表彰推動可持續(xù)性發(fā)展的領(lǐng)先企業(yè)?！翱沙掷m(xù)燈塔工廠”除了達到其他先進“燈塔工廠”所具備的第四次工業(yè)革命技術(shù)成熟度外，還通過已部署先進用例的目的、影響和規(guī)模履行了對環(huán)境可持續(xù)性的承諾。其-24-中，愛立信（美國路易斯維爾）、漢高（德國杜塞爾多夫）和施耐德電氣（美國列克星敦）這三家企業(yè)脫穎而出，他們均廣泛應用了第四次工業(yè)革命技術(shù)，并逐步減輕了自身生產(chǎn)活