全球燈塔網(wǎng)絡(luò)

全

球

燈

塔

網(wǎng)

絡(luò)-1-一、燈塔網(wǎng)絡(luò)引領(lǐng)企業(yè)發(fā)展：今日之趨勢(shì)是明日之標(biāo)準(zhǔn)（一）全球燈塔網(wǎng)絡(luò)聚集行業(yè)領(lǐng)先企業(yè)2018絡(luò)。這一網(wǎng)絡(luò)中的各領(lǐng)先企業(yè)以實(shí)際情況表明，第四次工業(yè)革命技術(shù)能夠真正推動(dòng)制造業(yè)轉(zhuǎn)型。隨著網(wǎng)絡(luò)不斷發(fā)展，人們?cè)絹?lái)越清楚地認(rèn)識(shí)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(lái)越多的證據(jù)表明，敏捷性和以客戶為中心、供應(yīng)鏈彈性、速度和生產(chǎn)力以及生態(tài)效率這四個(gè)方面正在不同背景下實(shí)現(xiàn)持久轉(zhuǎn)變。來(lái)自不同行業(yè)、從事不同工作的企業(yè)在進(jìn)行同樣的轉(zhuǎn)變，這已成為當(dāng)今社會(huì)的發(fā)展趨勢(shì)。與此同時(shí)，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(lái)勃勃生機(jī)。截至2021年9月，自3月份以來(lái)，全球燈塔網(wǎng)絡(luò)新添21家不同行業(yè)的“燈塔工廠”，總數(shù)達(dá)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(luò)成員數(shù)量達(dá)901--圖：全球燈塔網(wǎng)絡(luò)在各行業(yè)的規(guī)模和多樣性均在不斷增長(zhǎng)-4-圖：“燈塔工廠”正在各生產(chǎn)工廠部署124個(gè)用例，并將價(jià)值鏈端到端連接起來(lái)-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(duì)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(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展在對(duì)“燈塔工廠”成功案例進(jìn)行詳細(xì)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(yùn)營(yíng)成本、定制化和上市速度方面均取得積極進(jìn)展。企業(yè)可利用數(shù)字化轉(zhuǎn)型提高競(jìng)爭(zhēng)力，從而大大提高能源及自然資源利用率，使設(shè)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(duì)“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(duì)全球氣候行動(dòng)呼聲的重要回應(yīng)《巴黎協(xié)定》的簽訂旨在抑制本世紀(jì)全球氣溫上升，將本世紀(jì)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(gè)國(guó)家以及歐盟（EU）共提出了700項(xiàng)可持續(xù)消費(fèi)和生-9-產(chǎn)相關(guān)政策。然而，2020年只有40個(gè)國(guó)家報(bào)告了可持續(xù)的公共采辦政策或計(jì)劃，這些政策或計(jì)劃將鼓勵(lì)行業(yè)生產(chǎn)更具環(huán)保效益的產(chǎn)品，推動(dòng)具有社會(huì)責(zé)任感的采辦行為，并提高供應(yīng)鏈的可持續(xù)性。2021年8月9IPCC）對(duì)日益加深的氣候緊急情況發(fā)出了有史以來(lái)最嚴(yán)厲的警告。聯(lián)合國(guó)秘書(shū)長(zhǎng)安東尼奧·古特雷斯說(shuō)，這是“人類的紅色警報(bào)”。在這些呼吁的驅(qū)動(dòng)下，企業(yè)首先開(kāi)啟了生態(tài)效率轉(zhuǎn)變進(jìn)程。生態(tài)效率的實(shí)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(shí)現(xiàn)生態(tài)效率，環(huán)境責(zé)任與運(yùn)營(yíng)績(jī)效增長(zhǎng)之間并不相互對(duì)立的新觀念也得到了很好的證明。除可再生能源采購(gòu)等更容易獲得公眾認(rèn)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(bào)率ROI），同時(shí)帶來(lái)一系列可持續(xù)發(fā)展成效。圖：生態(tài)效率可通過(guò)第四次工業(yè)革命轉(zhuǎn)型實(shí)現(xiàn)-10-（二）“燈塔工廠”指明方向：第四次工業(yè)革命推動(dòng)可持續(xù)發(fā)展第四次工業(yè)革命技術(shù)加速推進(jìn)了可持續(xù)發(fā)展進(jìn)程，企業(yè)能在解決經(jīng)營(yíng)問(wèn)題的同時(shí)，減少?gòu)U物、能源消耗和溫室氣體排放等對(duì)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(bào)告稱，第四次工業(yè)革命8如14個(gè)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(gè)消費(fèi)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(yíng)問(wèn)題的第四次工業(yè)革命活動(dòng)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(bào)告稱第四次工業(yè)革命轉(zhuǎn)型促進(jìn)了可持續(xù)發(fā)展以上數(shù)據(jù)說(shuō)明，第四次工業(yè)革命相關(guān)活動(dòng)，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(duì)環(huán)境產(chǎn)生積極影響。當(dāng)然，無(wú)論是僅實(shí)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(shí)現(xiàn)生態(tài)效率。要真正解決“人類的紅色警報(bào)”，就必須同時(shí)實(shí)現(xiàn)上述兩個(gè)方面。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，企業(yè)必須將可持續(xù)發(fā)展納入業(yè)務(wù)議程。“燈塔工廠”以實(shí)際情況表明，越來(lái)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(duì)可持續(xù)性影響：“燈塔工廠”用例研究本部分研究五個(gè)先進(jìn)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(jìn)電子產(chǎn)品等不同領(lǐng)域的外兩個(gè)用例則研究了采用間接影響接影響如何顯著促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展（圖102企業(yè)利用先進(jìn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)，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(cè)設(shè)備性能，并提供

持能夠自動(dòng)調(diào)整設(shè)置的實(shí)時(shí)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?gòu)U棄材料浪費(fèi)的同時(shí)，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(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展、愛(ài)立信公司利用工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)提高可持續(xù)性愛(ài)立信公司在美國(guó)德克薩斯州劉易斯維爾智能工廠推進(jìn)環(huán)保工作，第一步便是建造經(jīng)過(guò)專門(mén)設(shè)計(jì)的建筑，將包括暖通空調(diào)等4萬(wàn)加侖的水箱，用于對(duì)雨水進(jìn)行收集、處理和再利用。此外，工廠還配備有制冷機(jī)和儲(chǔ)冰罐，能對(duì)收集的水進(jìn)行高效的現(xiàn)場(chǎng)冷卻?，F(xiàn)場(chǎng)太陽(yáng)能電池板在為工廠提供充足電力的同時(shí)，還能利用日常作業(yè)后剩余的能量將雨水冷凍起來(lái)，供將來(lái)使用。基于這一綠色建筑設(shè)計(jì)，愛(ài)立信整合了第四次工業(yè)革命智能-14-4G/5G傳感器網(wǎng)絡(luò)可為智能管理平臺(tái)提供信息，該平臺(tái)能監(jiān)測(cè)和顯示整個(gè)設(shè)施的能源消耗、泄漏和氣溫。該網(wǎng)絡(luò)還可以通過(guò)分析能源消該網(wǎng)絡(luò)將提醒現(xiàn)場(chǎng)操作人員，同時(shí)為主動(dòng)維修解決方案提供相關(guān)建議。愛(ài)立信的這一先進(jìn)工廠獲得了“能源與環(huán)境設(shè)計(jì)先鋒獎(jiǎng)”金級(jí)認(rèn)證。該工廠的電力全部來(lái)自現(xiàn)場(chǎng)太陽(yáng)能電池板等設(shè)備提供的可再生能源。由于設(shè)計(jì)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(guò)將綠色工廠設(shè)計(jì)與第四次工業(yè)革命可持續(xù)發(fā)展工具相結(jié)合，愛(ài)立信旨在通過(guò)先進(jìn)的數(shù)字用例對(duì)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(shí)現(xiàn)生態(tài)效率的企業(yè)樹(shù)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(duì)可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生更為深遠(yuǎn)的影響。-15-圖：愛(ài)立信的綠色智能工廠配備有實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)技術(shù)可持續(xù)性的傳感器2、阿塞拜疆國(guó)家石油公司利用數(shù)字孿生進(jìn)一步影響可持續(xù)發(fā)展阿塞拜疆國(guó)家石油公司(SOCAR)最先進(jìn)的用例之一是數(shù)字孿生，通過(guò)設(shè)計(jì)根據(jù)實(shí)時(shí)運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)的能源網(wǎng)絡(luò)虛擬副本，利用數(shù)字技術(shù)獲得獨(dú)特見(jiàn)解和建議，從而優(yōu)化公司運(yùn)營(yíng)模式。基于這些虛-16-Petkim石油化工廠和煉油設(shè)施之間建立了一個(gè)數(shù)據(jù)模型，使二者相互連接。阿塞拜疆國(guó)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(shè)計(jì)了最佳能源解決方案，既滿足了生產(chǎn)計(jì)劃，又提高了能源利用效率。阿塞拜疆國(guó)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(gè)第四次工業(yè)革命傳感器，以增加設(shè)備的現(xiàn)有數(shù)據(jù)。同時(shí)，這些傳感器也在綠地?zé)捰蛷S為機(jī)器學(xué)習(xí)統(tǒng)計(jì)工具提供信息，而這些工具有利于優(yōu)化業(yè)務(wù)部門(mén)的電力需求，平衡對(duì)蒸汽和風(fēng)能的利用。該公司實(shí)驗(yàn)室通過(guò)反復(fù)測(cè)量，提高了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。此外，機(jī)器學(xué)習(xí)優(yōu)化了煉油廠的能源消耗解決方案。阿塞拜疆國(guó)家石油公司通過(guò)連接和Petkim的能源與蒸汽網(wǎng)絡(luò)，推動(dòng)數(shù)字孿生能源優(yōu)化模型的建立，促進(jìn)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(dòng)分析生成蒸汽平衡建議并提供給運(yùn)營(yíng)商，從而提高蒸汽和電力使用的整體效率。該模型的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)最大限度降低了各業(yè)務(wù)部門(mén)的能源成本，指導(dǎo)運(yùn)營(yíng)商采用最佳能源解決方案，兼顧電力市場(chǎng)價(jià)格、天然氣價(jià)格、鍋爐效率、渦輪機(jī)負(fù)荷和故障等因素。數(shù)字孿生模型能通過(guò)連續(xù)的數(shù)據(jù)流實(shí)時(shí)了解影響效率的各項(xiàng)因素，從而隨時(shí)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(wù)部門(mén)范圍內(nèi)的能源優(yōu)化模型、友達(dá)光電股份有限公司采用先進(jìn)分析方法提高可持續(xù)性智能技術(shù)可以對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，使其達(dá)到理想性能，同時(shí)提-18-高可持續(xù)性。作為全球先進(jìn)顯示器和太陽(yáng)能電池板生產(chǎn)商，友達(dá)光電在其臺(tái)中工廠開(kāi)發(fā)了一套內(nèi)部自動(dòng)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(dòng)對(duì)設(shè)備運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整，提高生態(tài)效率。自動(dòng)反饋能源系統(tǒng)通過(guò)平衡功耗和載荷等設(shè)備參數(shù)，同時(shí)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(duì)玻璃板各批次生產(chǎn)流程進(jìn)行優(yōu)化，同時(shí)也有助于加強(qiáng)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(jī)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(jì)模型能將各種參數(shù)聯(lián)系起來(lái)，如出口溫度、制冷機(jī)負(fù)荷和清潔干燥的氣流，模擬和預(yù)測(cè)模型則基于統(tǒng)計(jì)模型確定最佳控制點(diǎn)。經(jīng)過(guò)這些流程后，潔凈室便能收到基于歷史數(shù)據(jù)和控制點(diǎn)算法進(jìn)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(gè)預(yù)警系統(tǒng)，遇到問(wèn)題后會(huì)對(duì)操作人員進(jìn)行提醒。通過(guò)采用這一自動(dòng)反饋能源系統(tǒng)，友達(dá)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(dá)光電的自動(dòng)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(yùn)輸，特別是空運(yùn)，需要耗費(fèi)大量的資源。位于泰國(guó)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(shí)削減了物流成本。該公司通過(guò)其自動(dòng)化物流系統(tǒng)，利-20-用運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)以及物聯(lián)網(wǎng)和機(jī)器學(xué)習(xí)工具開(kāi)發(fā)了一個(gè)貨運(yùn)整合和物流優(yōu)化程序。通過(guò)這一措施，該公司對(duì)空運(yùn)進(jìn)行了優(yōu)化，降低了成本，并消除了不必要貨運(yùn)的溫室氣體排放。上述影響得益于一個(gè)能提高運(yùn)輸可靠性的機(jī)器學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)模型。西部數(shù)據(jù)公司的自動(dòng)化物流系統(tǒng)可同時(shí)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)傳感器數(shù)據(jù)和運(yùn)營(yíng)（運(yùn)輸管理系統(tǒng)）數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，生成一個(gè)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(yùn)輸管理系統(tǒng)簡(jiǎn)化了運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)，如承運(yùn)人詳細(xì)信息、服務(wù)績(jī)效、貨運(yùn)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(gè)優(yōu)化模型。該模型能提供最佳的物流建議，而且通過(guò)將運(yùn)輸時(shí)間、路線、沖擊、溫度和客戶滿意度等貨運(yùn)性能數(shù)據(jù)點(diǎn)聯(lián)系起來(lái)，該可靠性模型創(chuàng)建了承運(yùn)人績(jī)效“記分卡”，將其作為選擇承運(yùn)人的依據(jù)。自動(dòng)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(shí)現(xiàn)了貨運(yùn)整合，縮短了運(yùn)輸時(shí)間，并同時(shí)減少延遲，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)決策。西部數(shù)據(jù)公司通過(guò)部署這一第四次工業(yè)革命自動(dòng)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(dòng)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(guò)在其迪拜個(gè)人護(hù)理品工廠整合多個(gè)第四次工業(yè)革命解決方案，改善了生產(chǎn)線績(jī)效，促進(jìn)了可持續(xù)性發(fā)展。該公司將嵌入式物聯(lián)網(wǎng)設(shè)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(shí)減少?gòu)U物和耗水量。上述成效得益于一個(gè)復(fù)雜的云計(jì)算平臺(tái)。該平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了對(duì)現(xiàn)-22-有信息技術(shù)架構(gòu)的整合，其中包括生產(chǎn)計(jì)劃、物料清單、物料管PLCERP）系統(tǒng)。此外，該計(jì)算平臺(tái)還利用了來(lái)自第四次工業(yè)革命技術(shù)的數(shù)RFID從嵌入的無(wú)線設(shè)備中獲得的數(shù)據(jù)。這一云計(jì)算平臺(tái)通過(guò)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(jì)劃序列。通過(guò)減少轉(zhuǎn)換，生產(chǎn)線設(shè)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(shí)，平臺(tái)利用基于物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和射頻識(shí)別傳感器/QR碼的跟蹤技術(shù)實(shí)現(xiàn)了智能驗(yàn)證和生產(chǎn)控制。驗(yàn)證流程檢查點(diǎn)與關(guān)鍵工作步驟自動(dòng)化相結(jié)合，減少了人為誤差，進(jìn)而降低了質(zhì)量出現(xiàn)偏差的概率，減少了浪費(fèi)。最后，平臺(tái)的機(jī)上校正系統(tǒng)利用配量軟件提高了配量的準(zhǔn)確性。連續(xù)自我優(yōu)化邏輯利用歷史誤差數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)傳感器數(shù)據(jù)，進(jìn)一步減少了質(zhì)量偏差和浪費(fèi)。通過(guò)將上述第四次工業(yè)革命技術(shù)應(yīng)用于生產(chǎn)線，聯(lián)合利華迪拜工廠的材料浪費(fèi)減少了42%15%26%。-23-圖15對(duì)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(hào)的設(shè)立是為了表彰推動(dòng)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(dá)到其他先進(jìn)“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(guò)已部署先進(jìn)用例的目的、影響和規(guī)模履行了對(duì)環(huán)境可持續(xù)性的承諾。其-24-中，愛(ài)立信（美國(guó)路易斯維爾）、漢高（德國(guó)杜塞爾多夫）和施耐德電氣（美國(guó)列克星敦）這三家企業(yè)脫穎而出，他們均廣泛應(yīng)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