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1、燈塔工廠引領制造業數字化轉型白皮書2021年10月富士康工業互聯網股份有限公司e-works 研究院中信戴卡股份有限公司1專家觀點燈塔工廠引領制造業數字化轉型數字化轉型以數據作為關鍵要素,通過生產運營方式、產品服務模式和商業模式的系統性變革,實現運行效率、創新能力和盈利能力的全面提升。工業互聯網是制造業數字化轉型的路徑和方法論,基于數據驅動、機理融合與虛實結合的決策閉環,一方面變革產業資源配置方式,提升運營效率,另一方面形成創新增強范式,帶來全新的價值增長。在工業互聯網賦能制造業數字化轉型過程中,涌現了一批創新活躍、取得積極成效的示范工廠,形成了豐富的應用案例和路徑參考,我們也期待這些實踐經驗
2、能夠賦能到各行各業,切實推動制造業數字化轉型和高質量發展。數字化轉型不僅僅是一種技術轉型,更是一種認知轉型,是一種思維方式與經營模式的轉型,是涉及企業戰略、組織、運營、人才等的一場系統變革與創新。企業數字化轉型需要觀念和意識的轉型、需要良好的企業外部生態和內部生態、需要根據自身的條件判斷選擇具體的應用與步驟,同樣也需要“燈塔”企業的經驗指引,從而更好地迎接數字化轉型。中國工程院院士中國信息通信技術研究院總工程師 李培根胡堅波 工業富聯首席執行官鄭弘孟疫情帶來了數字經濟的大躍進,未來世界是基于泛在的數字連接,新型的5G移動通訊網絡基礎和數字科技將使能物理世界進入全新數字新時代。工業互聯網將網絡與
3、工業的連接提升質量和全新的商業模式,猶如數字化的森林,利用數據植樹造林,樹會扎根,樹木也會日益茁壯,樹林更會日新又新。工業富聯通過數據采集、數據傳輸、數據中臺,以及數據應用,帶給制造企業無限創意的可生產、可量產、可定制、可預測的能力,并打造和諧生態。2燈塔工廠引領制造業數字化轉型面對技術工人短缺、產業質量穩定性及不確定性需求等問題,柔性自動化能大幅提升勞動生產率,數字化和人工智能技術幫助大幅減少質量缺陷并提升綜合設備效率。數字化轉型同時需要跨職能轉型組織推動,以及產學研結合的技術攻關,最終以全球化的生態滿足新型數字化智造升級。數字化的崛起正以迅猛的勢頭在各行各業內推動著無數的顛覆和轉型,這是一
4、個不可逆的潮流,它改變著企業的商業模式、研發模式、制造模式、服務模式、運營模式以及決策模式,推動著企業自身業務重塑及轉型。當今世界,唯一的不變就是變,只有能夠順應數字化大潮的企業才能隨需而變,實現可持續發展。一場制造業“燈塔”風潮席卷全球企業,燈塔工廠成為建設新標桿,“燈塔工廠”作為引路明燈,正帶動一批批企業邁上數字化轉型之路。對于廣大企業而言,積極推進數字化轉型,打造數字化領先企業,將是企業決勝未來的必由之路!富士康鄭州燈塔工廠負責人王 雪 博士 / 工業富聯首席數據官劉宗長工業4.0的浪潮正在全球持續推進,利用數字技術提升企業生產能力將成為未來區域和產業發展的關鍵。云計算、AI、大數據等技
5、術的產業化應用將驅動高端制造領域的研發、設計、制造與運行維護的模式轉變。領跑的“燈塔工廠”們通過優化業務流程,改變生產部門員工的工作方式和使用技術方式,實現了運營系統的創新;通過大規模部署第四次工業革命技術,燈塔工廠正在借助新型商業模式拓寬收入渠道。2021年工業富聯發起了燈塔領航者計劃,攜手“燈塔網絡”成員及優秀的技術服務商將已被成功驗證過的數字化用例推廣到更多制造企業,并在更多行業聯合打造和發現新的燈塔。博士 / e-works CEO / 總編 黃培中信戴卡建設并推廣的“燈塔工廠”項目,帶動了全球鋁車輪制造行業生產、管理、研發的轉型升級,探索了中信集團產融協同的新可能,推動了中信戴卡數字
6、化發展的新模式,保持了行業地位和先進優勢。當前,國內外發展環境都在發生深刻而廣泛的變化,新一輪科技革命興起,中信戴卡將堅持創新引領,攻克“卡脖子”關鍵技術,為中華民族偉大復興貢獻智慧與力量。中信戴卡股份有限公司 鋁車輪六號工廠經理李志廣3前言燈塔工廠引領制造業數字化轉型制造企業對數字化轉型的認知在過去幾年中發生了巨大的轉變,率先實踐數字化轉型的行業先行者與跟隨者之間的差距已日益顯現。這意味著越來越多的制造企業已經開始突破“試點陷阱”,他們的數字化技術投資已經開始轉化為運營指標的提升及財務回報,并實現了規?;膹椭坪拖騼r值鏈各個環節的延伸。自2018年以來,世界經濟論壇(WEF)與麥肯錫公司展開
7、合作,共同發起了“燈塔網絡”項目尋找制造業中的數字化轉型典范,并將這些最優實踐背后的方法路徑進行總結,使之成為一個個生動詳實的轉型故事供其他制造企業參考。這些企業之所以稱之為燈塔,是因為他們成功運用數字化技術優化業務流程,改變了生產部門員工的工作方式及端到端價值鏈的協作形式,實現了系統化的運營模式轉變,而這種轉變帶來的影響也體現在運營指標改善和財務回報方面。入選為“燈塔工廠”的企業也證明了他們在突破“試點陷阱”擴大應用規模方面的成功,這體現在有近1/3的入選企業成功打造兩個以上的燈塔工廠,以及在抵御新冠疫情和供應鏈振蕩中的優異表現?!盁羲W絡”項目之所以影響日益廣泛,在于它并沒有公式化的標準,
8、沒有讓企業套用固化的框架,也并未使用評分的方式。其價值導向更加注重業務系統升級和創新技術應用帶來的商業價值,強調企業全員參與的文化與組織能力支撐,以及在以客戶為中心的端到端價值鏈中的改善,看重的是企業轉型故事中的“可借鑒價值”。因此“燈塔網絡”更具有廣泛的適用性和不斷演進的生命力。在過去三年評選出的90家成員中,涵蓋了“單一生產場所”、“端到端價值鏈”和“可持續發展”三種類型的最優實踐,每一年評選出的新成員都會帶來新的價值亮點,這說明雖然各個行業和不同企業之間面臨的挑戰不同,但成功的路徑也不止一條。在其中我們有幸看到一批率先探索的典型企業,包括工業富聯作為最早加入“燈塔網絡”的成員之一,也是此
9、項目的持續推動者與受益者,在將燈塔引領的轉型理念與方法傳播給更多在數字化轉型中探索的制造企業。相信在大家的共建之下,會有更多企業攜手點亮越來越多的燈塔,讓更多制造企業能夠源源不斷駛向數字轉型的價值新藍海。李杰鴻??萍技瘓F副董事長4目錄前言一、“未來已來”,燈塔工廠是否遙不可及?一場全球的數字化革命正在迅速蔓延,數字經濟成為增長新引擎 一場中國的數字化轉型浪潮迅速興起,智能工廠成為轉型新路徑一場制造業“燈塔”風潮席卷中國企業,燈塔工廠成為建設新標桿二、破解WEF“燈塔工廠”的建設“秘辛”數解“燈塔工廠”行業“燈塔”洞察破解“燈塔工廠”秘辛三、探秘身邊那些“近在咫尺”的“燈塔”工業富聯:從制造巨頭
10、到工業互聯網平臺的蛻變中信戴卡:打造柔性、閉環的制造系統,實現全球一致化生產敏實集團:借數字化之力打造面向QCD的精益企業海鷗住工:推動C2M模式轉型,打造住宅工業領域的標桿華潤三九:創新驅動、提質增效、升級中藥智造四、驅動“燈塔”工廠數字化轉型的關鍵技術與趨勢五、破局數字化轉型,打造面向未來的“燈塔”企業如何“點亮”企業燈塔?如何“賦能”區域產業燈塔?六、“燈塔”之路,與你同行燈塔工廠引領制造業數字化轉型356791011141920212426283032414348495“未來已來”,燈塔工廠 是否遙不可及?燈塔工廠引領制造業數字化轉型壹6從“結繩記事”到“文以載道”,從“電子計算”到“
11、數據建?!?,數字承載和見證了人類認識、改變世界的巨大進步。今天,隨著新一輪科技革命和產業革命的浪潮席卷而來,特別是大數據、人工智能、移動互聯網、云計算、5G等新一代信息技術的應用,人類進入數字經濟時代。根據中國信通院發布的一場全球的數字化革命正在迅速蔓延,數字經濟成為增長新引擎全球數字經濟新圖景(2020年),全球數字經濟規模大、體量連年增加,2019年全球數字經濟規模達到3 1. 8萬 億 美 元 , 全 球 數 字 經 濟G D P占 比 達 到41.5%,數字經濟在國民經濟中地位持續提升,一場全球的數字化革命正在迅速蔓延,數字經濟成為增長新引擎。全球數字經濟PEST分析燈塔工廠引領制造業
12、數字化轉型P戰略持續升級,搶奪戰略制高點n 從頂層設計轉向提升數字創新應用能力n 推動形成數字治理國際新機制S對社會各個方面的輻射加深重構商業模式、提高勞動生產率、促進產業升級、推動大眾創業、創造就業能力T數字技術引領科技和產業變革大數據、人工智能、移動互聯網、云計算、5G等迅速發展E后疫情時代,數字經濟逆勢發展n 經濟體量連年增長,達31.8萬億美元n GDP占比穩步提升,比重平均為41.5%n 增速逆勢上揚,平均名義增速為5.4%7經歷四十年改革開放和連續高速增長,中國經濟增長進入中速平臺和高質量驅動的階段,處在轉變發展方式、優化經濟結構、轉換增長動力的攻關期。而2020年,一場突如其來的
13、“疫情”讓中國的制造企業接受了一次“抗震測試”,暴露出經營管理、研發管理等多方面的問題,在經歷過人員不足、原材料短缺、復工復產緩慢等困境,看到了數字化基礎較好的企業“轉危為機”之后,決策者們開始重新審視數字化轉型對企業的價值與意義,并且在用實際行動加速企業數字化轉型的進程,數字化轉型已經成為中國制造企業發展的“大勢”。一場中國的數字化轉型浪潮迅速興起,智能工廠成為轉型新路徑制造企業推進數字化轉型的主要動因(來源:e-works)制造企業高層對數字化轉型的態度(來源:e-works)燈塔工廠引領制造業數字化轉型41.8%市場競爭51.7%行業發展趨勢50.5%經濟下行壓力56.7%企業戰略發展3
14、8.2%人力成本增加0.9%不支持25.2%支持,暫具體無計劃31.1%非常支持,有詳細計劃且是公司核心戰略42.8%支持,有初步規劃ABCD82020年6月30日,中央全面深化改革委員會審議通過關于深化新一代信息技術與制造業融合發展的指導意見,提出將進一步加快制造業數字化、網絡化、智能化步伐,加速“中國制造”向“中國智造”轉型。智能制造已成為推動制造業轉型、加快制造業高質量發展的重要抓手,而智能工廠作為制造業轉型的樞紐與核心備受企業青睞。中國領先企業的智能工廠建設投資規模分布(來源:e-works)企業數字化/智能化轉型的建設重點(來源:e-works)燈塔工廠引領制造業數字化轉型57.1%
15、新建數字化、智能工廠14.9%應用APS系統43.7%對老工廠進行數字化/智能化改造16.7%新建柔性自動化產線21.8%實現車間聯網41.3%實施MES系統23.9%設備數據采集(SCADA)28.4%對老生產線 /裝配線進行智能化改造12%9%45%24%10%10億元以上5-10億元1-5億元5千萬-1億元5千萬元以下單位:RMB9制造企業組織、業務、產品和價值鏈的復雜性,為制造企業的數字化轉型帶來諸多障礙。事實上,數字化轉型并非單項技術的應用,也不僅僅是個技術命題,更是一個戰略和管理命題。因此,制造企業需要深度剖析數字化轉型的需求和突破口,建立明確的數字化轉型路線圖。然而高層對數字化轉
16、型必要性、緊迫性和復雜性認識不足,企業內部已應用的系統孤島縱橫,重視自動化輕視數字化、轉型效果不顯著、持續投資難等問題嚴重制約了制造業的數字化進程,企業急需“燈塔”的指引。隨著世界經濟論壇的“塑造先進制造和生產的未來”平臺的全球燈塔網絡的建立,一批“燈塔工廠”(Lighthouse Network)脫穎而出,成為“數字化制造”和“全球化4.0”的示范者,為各細分行業的制造企業創新發展樹立了標桿?!盁羲S”們革新制造業價值鏈的各個環節,持續推進精益改善,實現透明工廠,通過數據洞察驅動企業的業務運營與決策,采集和分析工業大數據,開發智能互聯的創新產品,并推進預測性維護服務,催生了新的商業模式,被
17、視為第四次工業革命的領路者,成為創新變革的工業表率。對于入選燈塔工廠的企業而言,意味著在大規模采用新技術方面走在世界前沿,并在業務流程、管理系統以及工業互聯網、數據系統等方面都有著卓越而深入的創新,能形成快速反應市場需求、創新運營模式、綠色可持續發展的全新形態。因此,“燈塔工廠”也成為中國廣大制造企業的“新目標”。一場制造業“燈塔”風潮席卷中國企業,燈塔工廠成為建設新標桿燈塔工廠引領制造業數字化轉型10破解WEF“燈塔工廠”的建設“秘辛”燈塔工廠引領制造業數字化轉型貳11截止2021年9月,已有來自全球多個國家、不同行業的90家工廠入選“燈塔工廠”。其中,中國擁有31家“燈塔工廠”,分布在14
18、個省或直轄市。長三角數解“燈塔工廠”地區處于領先位置,共有11家,其中江蘇省8家位居榜首,蘇州市有5家。全球“燈塔工廠”地域分布燈塔工廠引領制造業數字化轉型“燈塔工廠”所屬行業千差萬別,截止當前,電子設備有12家“燈塔工廠”;其次是消費品11家、汽車10家、家用電器8家,其后分別是電子元件、油氣各6家,鋼鐵制品、醫療設備各5家。中國31家“燈塔工廠”中,電子設備有6家,包括富士康4家工廠;汽車和家用電器行業各有5家;消費品行業有4家,包括本土品牌青島啤酒1家;光電設備和工業設備行業各有2家?!盁羲S”的行業分布從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、光電設備
19、、農業設備、采礦、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,各行業制造企業都有實現“燈塔工廠”目標的潛力和機會。11%28%2%10%6%34%50%9%中東12全球及中國燈塔工廠行業分布情況燈塔工廠引領制造業數字化轉型90家燈塔工廠共計部署了124個應用案例,有的著眼于生產制造本身,有的側重打通端到端價值鏈。根據統計,53%(2020年數據為35%)的應用案例已經跨越工廠的制造環節,延伸至端到端價值鏈,并且這種趨勢越來越明顯。此外,面對國際社會日益關注環境影響問題,2021年9月世界經濟論壇評選出愛立信(美國,劉易斯維爾)、漢高(德國,杜塞爾多夫)和施耐
20、德電氣(美國,萊克星頓)這3家“可持續發展燈塔”工廠?!翱沙掷m發展燈塔”工廠的實踐表明,企業正在加速探索通過智能制造技術打造競爭力和可持續發展的雙贏局面。燈塔工廠分布及部分應用案例生產制造用例47%端到端用例53%智能和自動支出支持的高階分析型采購供應商和材料質量跟蹤大數據/人工智能賦能的產品設計和測試虛擬現實支持樣品設計端到端實時供應鏈可視平臺需求預測數字跟蹤和追溯全自動訂單管理互聯設備跟蹤和衡量消費者行為利用高級分析產生市場洞見典型用例:協作機器人和自動化數字精益工具(例如電子看板)使用增強現實進行遠程支持數字化賦能的管道泄漏預防和檢測數字化賦能的批量放行人工智能驅動的光學檢測基于傳感器的
21、生產KPI報告實時資產性能監控和可視化通過預測分析實現能源優化工業物聯網實時能源數據整合和報告看板典型用例:客戶連接性(數字化營銷和后服務)端到端交付(數字化物流)端到端規劃(數字化供應鏈)端到端產品開發(數字化研發)供應網絡連接性(數字化采購)供應網絡連接性(數字化采購)端到端產品開發(數字化研發)端到端規劃(數字化供應鏈)端到端交付(數字化物流)客戶連接性(數字化營銷和后服務)23%17%21%17%23%9%19%26%14%33%數字化可持續發展(環)數字化績效管理(法)數字質量管理(料)數字設備維護(機)數字裝配與加工(人)數字化裝配與加工(人)數字設備維護(機)數字質量管理(料)數
22、字化績效管理(法)數字化可持續發展(環)13全球及中國燈塔工廠行業分布情況燈塔工廠引領制造業數字化轉型“燈塔工廠”分為四種業務與制造模式扎根制造,以實現卓越制造為主要愿景。典型行業有鋼鐵、電子制造、半導體,數字化建設側重于裝配與加工、設備維護、質量管理、業績管理以及數字化可持續發展。扎根制造模式一注重快速交付,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,數字化建設側重于營銷、采購、供應鏈、物流。注重快速交付模式二以大規模定制生產為主,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,數字化建設側重于研發、采購、供應鏈、物流、后服務和營銷。以大規模定制生產為主模式三最佳產品
23、,形成以產品為中心的卓越產品生命周期管理。典型行業有電氣裝備、工業裝備行業,數字化側重于數字化研發、采購、后服務和營銷。最佳產品模式四“燈塔工廠”分為4種業務與制造模式燈塔工廠建設突破降本增效局限提高生產效率提升產出, 提升設備OEE, 降低運營成本提升敏捷性降低庫存, 縮短交貨時間, 減少換線時間加快上市速度減少設計迭代時間, 縮短新產品上市時間實現定制化實現多品種、 批量的定制化產提升企業可持續發展能力減少資源浪費, 提能源效率截止2021年9月,全球燈塔工廠數量達到90家。亞洲擁有45家,是創建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,數量達到31家,是創建“燈塔工
24、廠”最活躍的力量之一?!盁羲S”遵循2種獨特又互補的發展路線:生產制造創新和端到端價值鏈創新?!盁羲S”共計部署了124個用例,越來越多用例由單個工廠內部向互聯互通的端到端價值鏈進階。全球“燈塔工廠”分布于4個大類22個細分行業。燈塔工廠適用于傳統制造業,也適用于其他行業?!盁羲S”中國燈塔發展路線燈塔用例大類/細分行業SMSDF家家種個個14全球90家“燈塔工廠”中,離散行業有58家,流程行業有32家。研究發現,不同行業“燈塔工廠”的建設具有不同的特征,例如服飾、日用品、食品飲料等為代表的消費品行業“燈塔工廠”更注重如何提升定制化水平,應對消費者市場,改善客戶體驗。鋼鐵制品、油氣、化學
25、品等為代表的流程行業“燈塔工廠”更關注提升生產效率,降低生產成本,以及如何提高能源使用效率,實現可持續發展。家用電器、汽車行業等先進工業領導者將客戶體驗置于戰略核心地位,開展大規模個性化定制和商業模式創新。機械裝備行業“燈塔工廠”利用數字化解決方案與智能產線結合,實現高效率、低成本的多品種小批量生產。醫藥和醫療產品行業“燈塔工廠”偏向于通過突破性技術,降低質量波動,提升生產線效率和設備利用率。生物技術領導者正在以數據和算法為基礎,拓展生物研究的邊界,改變當前的科研方式。行業“燈塔”洞察燈塔工廠引領制造業數字化轉型15(1)電子行業結合“燈塔工廠”中電子行業“燈塔”的實踐發現,該行業企業變革背景
26、:-消費者需求多樣化,需要加快產品上市速度,提升客戶體驗及滿意度-消費者需求個性化,需要打通端到端價值鏈,實現多品種小批量生產模式-勞動力供不應求,需要提升設備自動化水平-企業運營模式、商業模式創新電子行業“燈塔工廠”建設主要集中在單個工廠內部的數字裝配與加工、數字質量管理、數字化績效管理、數字化可持續發展及數字設備維護。燈塔工廠引領制造業數字化轉型主要應用類型 主要應用名稱 KPI 影響 數字裝配與加工 協作機器人和自動化 120% 員工人均產出 65% 手工材料處理 10% 制造成本 制程連接和追溯 100% 消除材料使用錯誤 人工智能驅動的物料處理系統 22% 瓶頸工具閑置時間 通過大數
27、據分析 PLCs 進行生產周期時間優化 24% SMT 貼片性能 柔性機器人和敏捷工作方式 60% 交付時間和在制品緩沖 數字質量管理 人工智能驅動的光學檢測 92% 手動檢測 55% 檢測成本 15% 客戶投訴 10% 意外事件導致產品降級 5% 產量 2% 良品率 用于良品率管理和問題根源分析的分析平臺 20% 新產品上市時間 數字化質量管理 21% 百萬缺陷率 59% 產品不合格率 物聯網賦能的制造質量管理 99% 質量警報時間 數字化績效管理 數字化賦能的人機匹配 200% 勞動生產率 利用高級分析技術調度和派遣 50% 人員效率 與 OEM 進行高級分析來優化流程 50% 上市時間
28、數字工具來增強員工之間的互聯 28% 勞動效率 15% 生產線平衡優化 數字化可持續發展 通過預見性分析優化能源 49% 能源消耗 高級分析支持的可持續性優化 37% 單位能耗 20% 碳排放 基于 5G 傳感器的數據收集來進行能源管理 97% 二氧化碳排放 數字設備維護 用混合現實開展維護工作 20% 診斷維修時間 通過物聯網進行預測性維護 7% OEE 識別偏差問題根源的分析平臺 34% OEE 計劃外停機 16(2)汽車行業結合“燈塔工廠”中汽車行業“燈塔”的實踐發現,該行業企業變革背景:-消費者需求個性化,需要打通端到端價值鏈-為了維持競爭力,提高應對多種車輛配置的靈活性,降低制造成本
29、-提高產品質量、交付速度和客戶滿意度-企業運營模式、商業模式創新汽車行業“燈塔工廠”建設主要集中在單個工廠內部的數字化績效管理、數字裝配與加工、數字質量管理、數字設備維護,以及打通端到端價值鏈的端到端交付。燈塔工廠引領制造業數字化轉型主要應用類型 主要應用名稱 KPI 影響 數字化績效管理 在生產和維護過程中使用實時數字化績效管理系統 6% 產量和員工參與度 機器人運行數據分析 9% 每年機器人故障 通過員工互聯提升績效 13% 消除浪費 19% 非增值活動 數字裝配與加工 機器視覺驅動的生產周期和換線優化 10% 機器生產效率 通過自動導引車和協作機器人實現靈活的自動化 10% 單位成本 協
30、作機器人和自動化 5% 組裝效率 數字質量管理 基于人工智能的視覺檢測 100% 瑕疵率 高級分析技術減少質量保證 80% 每千輛汽車事件數量 基于物聯網的制造質量管理 90% 生產質量瑕疵診斷時間 數字設備維護 數據分析和預測性維護 25% 沖床意外停機 基于物聯網技術的設備運行監控 90% OEE 數字化刀具生命周期管理 10% 刀具庫存 端到端交付 端到端車輛交付追蹤 30% 發貨交付周期 智能自動化物流運輸 35% 物流成本 數字化跟蹤 10% 保修時間 17(3)機械裝備行業結合“燈塔工廠”中機械裝備行業“燈塔”的實踐發現,企業變革背景:-以競爭力的成本,大量生產最小批量的產品-柔性
31、化生產線支持多品種換線生產-不影響質量前提下,縮短產品的交付周期-打通了端到端價值鏈,確保從供應商到消費者的連接-企業運營模式、商業模式創新機械裝備制造行業“燈塔工廠”建設主要集中在單個工廠內部的數字裝配與加工、數字化績效管理、數字質量管理,以及打通端到端價值鏈的端到端產品開發、端到端規劃、供應網絡連接性。燈塔工廠引領制造業數字化轉型主要應用類型 主要應用名稱 KPI 影響 數字裝配與加工 數字化賦能的可變生產節拍時間 60% 生產周期 通過模塊化平臺快速實現生產線的重新配置 30% 開發和發布時間表 基于 RFID 的物料拉動系統 33% 勞動力 靈活的自動化組裝線 30% 勞動生產率 數字
32、化績效管理 用于監控 OEE 的數字看板 20% 資產利用率 利用數字化技術進行操作員績效管理 50% 生產周期 生產過程實時監控與可視化 40% 效率 數字質量管理 自動光學檢測 85% 效率 利用高級分析進行質量監控 30% 確定現場質量問題用時 人工智能化質量管理系統 57% 客戶投訴 端到端產品開發 數字研發和工程 40% 設計迭代周期 數字化產品開發 20% 研發周期 通過 3D 打印快速設計原型 89% 上市時間 端到端規劃 數字孿生工廠網絡 生產周期和成本 用數字線程貫穿生產流程 38% 一線員工生產率 供應網絡連接性 端到端供應鏈可視化平臺 6% 客戶服務水平 13% 庫存水平
33、 數字化供應商績效管理 30% 供應商質量 25% 按時交付 18(4)生物醫藥行業結合“燈塔工廠”中生物醫藥行業“燈塔”的實踐發現,該行業變革背景:-需求變化和增加,需要加強端到端管控-面臨成本壓力,需要提高生產率和良品率-OEE存在波動,需要提升設備利用率-降低人力勞動依賴度,提升創新速度為應對變革需求,生物醫藥行業“燈塔工廠”建設主要圍繞單個工廠內部的數字裝配與加工、數字化績效管理、數字設備維護、數字質量管理,以及打通端到端價值鏈的端到端規劃。燈塔工廠引領制造業數字化轉型主要應用類型 主要應用名稱 KPI 影響 數字裝配與加工 通過混合現實實現換線 30% 換線時間 人工智能引導的機器性
34、能優化 21% 產量 人工智能驅動的過程控制 50% 研發技術轉移的速度 數字化績效管理 生產周期監控和視覺化數字工具 9% 生產周期 數字化工具以增強員工之間的互聯 30% 設計變更 端到端規劃 端到端的實時供應鏈可視化平臺 1700 萬美元 庫存 基于動態仿真的實時生產調度 50% 勞動力 數字設備維護 設備故障先進分析 50% 設備故障 用先進數據分析提高機器性能 10% OEE 數字質量管理 質量偏差先進分析 80% 偏差 用深度學習圖像識別探測質量瑕疵 成本規避 19善用技術:第四次工業革命技術是“燈塔工廠”出現的重要推動力第四次工業革命技術是“燈塔工廠”不斷變革與創新的重要途徑。作
35、為全球制造業的燈塔,這些工廠主動擁抱趨勢,在大規模采用新技術方面位居前沿。而通過對科技的前瞻性運用和大規模推廣第四次工業革命技術,這些工廠取得了很好的經濟效益和社會效益。應時而生:三大抓手及兩大基本點是“燈塔工廠”轉型升級的核心要素全球“燈塔工廠”建設重點圍繞整個生產網絡、端到端價值鏈和商業模式轉型三個領域,打造卓越制造體系,打通端到端價值鏈,創新業務模式。與此同時,“燈塔工廠”以數字化能力和組織能力為兩大轉型基礎,為技術創新和業務轉型提供保障和支持。著眼長遠:“燈塔工廠”率先在可持續發展方面重點發力“燈塔工廠”采用敏捷工作模式,堅持快速迭代、快速試錯、持續學習、突破局限。他們深知員工技能提升
36、是充分釋放數字化轉型潛力的關鍵,始終將員工培養列為重點工作。他們追求降本增效的同時,不忘踐行綠色發展理念,利用新技術應對氣候變化挑戰,提升可持續發展能力。勇敢前行:“燈塔工廠”的強光將照亮制造業的新格局富士康、寶潔、施耐德電氣、雷諾、強生等全球性公司旗下擁有多座“燈塔工廠”。由此可見,由單個“燈塔工廠”建設試點逐步向多個工廠鋪開的大規模擴展方式很成功。而借鑒各個行業和地域“燈塔工廠”的成功經驗和路徑,其他制造企業能夠充分釋放自身的無限潛力。破解“燈塔工廠”秘辛燈塔工廠引領制造業數字化轉型20探秘身邊那些“近在咫尺”的“燈塔”燈塔工廠引領制造業數字化轉型叁21“燈塔工廠”之工業富聯:從制造巨頭到
37、工業互聯網平臺的蛻變燈塔工廠引領制造業數字化轉型工業富聯發源于富士康全球電子制造超級工廠。在工業4.0概念引發智能制造熱潮之際,富士康的工業互聯網構想初步成形。在“智能制造+工業互聯網”雙輪驅動戰略之下,工業富聯已成為一家能夠提供智能制造整體解決方案的工業互聯網公司。從制造巨頭到工業互聯網平臺的蛻變,工業富聯將告訴我們一個怎樣的轉型故事?基于對制造服務的長期積累,燈塔工廠脫穎而出工業富聯持續追求制造工藝優化和精益創新。多年積累的模具、治具等精密工具的研制經驗,為工業富聯打造智慧工廠奠定了基礎,工業軟件的應用則打通“六流”(人流、物流、過程流、技術流、信息流、資金流),以數據驅動各個運營環節的價
38、值協同。2019年,工業富聯位于深圳的“柔性裝配作業智能工廠”入選世界經濟論壇“制造業燈塔工廠”網絡,作為智能制造的典范,成為全球首批16家“燈塔工廠”之一。這也為富士康集團的數字化轉型之路探明了方向,開始了以燈塔標桿為牽引的轉型旅程。2020年富士康集團完成了內部10座符合燈塔標準的工廠認證,并成為全球電子科技制造服務領域唯一擁有4座WEF“燈塔工廠”的企業,同時工業富聯服務的中信戴卡也在今年成為“燈塔”新成員,這意味著燈塔引領的規模加速效應開始顯現。工業富聯推出的燈塔工廠整體解決方案,已經成功協助中信戴卡、敏實集團等各行業領軍企業打造了燈塔標桿。并且,2021年工業富聯又發起了燈塔領航者計
39、劃,攜手“燈塔網絡”成員及優秀的技術服務商將已被成功驗證過的數字化用例推廣到更多制造企業,并在更多行業聯合打造和發現新的燈塔。當前,全球經濟形勢錯綜復雜,人力資源、材料、能源、物流等成本不斷攀升,加之新冠疫情的疊加影響,中國的制造企業面臨著諸多嚴峻挑戰。另一方面,也涌現出了一批強調自主創新,大力推進智能制造,全面擁抱數字經濟的杰出制造企業,成為了“燈塔工廠”,他們向全世界展現了中國制造業極強的韌性。以下遴選出國內部分“燈塔工廠”以及行業標桿,分享他們成功的經驗,供更多企業學習參考。22燈塔工廠引領制造業數字化轉型燈塔轉型五大核心舉措工業富聯“燈塔工廠”的轉型成效生產效率30%庫存周期15%生產
40、人力92%轉型核心舉措一:打通業務流程的信息化平臺轉型核心舉措一:打通業務流程的信息化平臺, ,實現數字化六流實現數字化六流(人人/ /物物/ /過程過程/ /金金/ /訊訊/ /技術技術)管理管理,以數據驅動各個運營環節的價值協同以數據驅動各個運營環節的價值協同面向訂單全生命周期管理,實現客戶訂單的實時動態跟蹤;面向供應鏈管理,提高庫存周轉率,減少停機待料頻率;面向倉庫管理,優化倉庫流程,減少人員差錯;面向生產過程監控,實現可視、可追蹤、高度柔性的生產過程監控。轉型核心舉措二:轉型核心舉措二:SMTSMT工廠自動化與智能化熄燈狀態下的無人自主工廠自動化與智能化熄燈狀態下的無人自主作業作業利用
41、云端平臺連接機器;生產第一線配有機器人無需特別配備工人,實現無人值守的制造;配備基于人工智能的設備自動優化系統、智能自我維護系統,減少60%的意外故障;使用人工智能自動測試,減少50%的誤判;基于物聯網技術的噴嘴狀態監控,噴嘴壽命提高25倍。轉型核心舉措三:建設工業互聯網平臺軟硬結合實現產業鏈協同轉型核心舉措三:建設工業互聯網平臺軟硬結合實現產業鏈協同IT與OT融合,創新工業PaaS平臺創新,形成靈活擴展,開發運營一體化的先進工業互聯網平臺,加速富士康工業科技能力輸出;實現安全連接,打造高度安全的縱深防護體系,為用戶數據和平臺運行提供全方位的安全保障;攜手騰訊云,基于“全集成“的服務理念,利用
42、自身豐富的智造知識、積累形成的完整產業生態,構建工業互聯網,為產業全價值鏈、全要素數字化轉型升級賦能。轉型核心舉措四:以敏捷組織為基礎建設數字化組織轉型核心舉措四:以敏捷組織為基礎建設數字化組織數字化組織具有學習型組織和敏捷型組織的能力特征,能夠見“機”而行,快速迭代,為企業的戰略實現持續服務。工業富聯提出建設數字化組織,幫助企業創造產生價值和保護已有價值的能力。轉型核心舉措五:文化變革與持續人才培養轉型核心舉措五:文化變革與持續人才培養打造“燈塔學院”與“工業互聯網學院“,產學研三位一體的學習平臺,從業務管理到技術應用,提供理論、實訓及專業場景的實踐,按照4P人才發展體系培養數字化人才,賦能
43、制造業文化變革與持續的人才培養。23燈塔工廠引領制造業數字化轉型依托數字制造平臺+燈塔工廠,打造燈塔集團燈塔的價值在于指引前行之路。工業富聯基于可復用的IT架構打造以數據貫穿內部運營流程的數字制造平臺,基于全業務場景凝煉、整合燈塔工廠建設的五大核心途徑,形成工業富聯燈塔工廠規?;目焖購椭颇芰?。并且,依托智慧工廠頂層咨詢規劃的能力,工業富聯幫助集團內企業打造智慧工廠。2020年10月,集團內部孵化、認證了10座智慧工廠。工業富聯基于集團內智慧工廠的建設與運維服務,反哺解決方案,為走出集團、賦能行業龍頭奠定基礎?!爸悄苤圃?工業互聯網”雙輪驅動,構建平臺型企業工業富聯提出“智能制造+工業互聯網”
44、雙輪驅動發展戰略,深度整合智能制造和工業互聯網領域的軟硬件要素,并基于優質人才、專業技術、深度知識的資源優勢,打造跨行業跨領域工業互聯網平臺Fii Cloud,實現將制造系統和制造平臺相結合,形成可對外服務的工業互聯網平臺能力底座,結合行業級和企業級應用對外進行科技服務,將解決方案能力拓展至全產業鏈以及電子、汽車、水泥、機械、醫療等垂直行業,基于應用場景不斷開發新產品,不斷完善端到端的企業數字化轉型的解決方案。在致力于成為全球領先的智能制造和工業互聯網整體解決方案服務商的愿景下,工業富聯與超過400多家伙伴建立深度合作的生態體系,為中國制造業數字化轉型提供最佳路徑。在不斷打造行業級數字化轉型道
45、路上,協同區域政府和產業伙伴共同構建區域化科技基礎設施、科教基礎設施、產業技術創新三重創新,實現地區人力培養、核心技術創新、資源共享融通的能力。工業富聯智能制造與工業互聯網業務發展情況(2020年)工業富聯“智能制造+工業互聯網“雙輪驅動發展戰略工業富聯轉型為平臺型企業,基于自身的建設與內外部的賦能經驗創新商業模式,以“燈塔工廠”的標準,形成包含軟硬整合、頂層設計、管理運維的“燈塔工廠”整體解決方案,面向行業頭部企業提供“燈塔工廠”咨詢服務,切實幫助企業提質增效,進一步打造競爭優勢。通過數字化產品的制造創新,解決可制造性難題,實現更精密、更高效、更先進的制造技術;通過工業互聯網助力更多產業創新
46、和商業模式變革,給中國制造帶來更多改變。通信及移動網絡設備營業收入工業互聯網業務通信及移動網絡設備云計算業務2540.18億元同比增長3.87%云計算營業收入1753.06億元工業互聯網營業收入14.41億元同比增長7.60%同比增長130.85%燈塔工廠、場景化智能制造服務落地超過50家重要客戶頂層規劃: 全球領先的智能制造和業互聯整體解決案服務商制造工藝優化、精益創新、工業軟件應用、數據驅動,打造 “燈塔工廠”,成為智能制造典范業務整合,構建數字底座,凝煉燈塔用例,打造“燈塔集團”優質人才+專業技術+深度知識,打造工業互聯網平臺“智能制造+工業互聯網”雙輪驅動,構建平臺型企業新業務領域新技
47、術新商業模式工業互聯網業務24中信戴卡是1988年中信集團創立的中國大陸第一家鋁車輪制造企業,現已成為全球最大的鋁車輪、底盤鋁鑄件供應商。同時,作為行業標準制定者,中信戴卡正積極建設智能化的生產管理平臺,采用國際先進低壓鑄造、鍛造、鑄旋及差壓鑄造等技術工藝,生產輕量化的鋁鑄件產品及鋁合金車輪,代表著世界汽車零部件加工的先進水平。 中信戴卡一直堅持強化數字化建設促進效率提升,以實現集團內企業間高效協同、快速交付、品質保證與標準化。中信戴卡在全球擁有26個主要生產基地,遍及中國、北美、歐洲和非洲,對于每個制造基地生產的標準化、一致化是中信戴卡發展的重要內容之一。AI 與平臺的組合將海量數據轉化為可
48、全球共享的知識,推動中信戴卡高效協同和品質保證面對全球客戶的眾多車型配套需求,以及不斷向前發展的輪轂技術,中信戴卡積極開展新材料、新工藝研究,并不斷提升同步開發的能力?;跒槿蜓邪l人員提供的協同研發平臺,戴卡實現了跨時區7*24小時無間斷的全球協同設計、仿真與試驗。通過AI+大數據技術的人工智能設計分析平臺針對日積月累的海量產品數據進行處理,形成產品知識圖譜,面向戴卡的全球研發機構共享,實現輔助方案尋優、輕量化設計與仿真,以虛擬研發促進現實研發的效率提升。質量是企業安身立命之本,對于行業領先者來說,質量更是拉開與同行差距的制勝法寶。圍繞全集團質量和工藝水平提升的目標,戴卡利用AI、視覺檢測、
49、輪轂尺寸全數字化檢測以及5G技術,打造了從質量到工藝的閉環。質量是制造出來的。在機加工藝提升方面,戴卡利用輪轂尺寸全數字化檢測技術不僅實現了檢測的自動化,而且通過檢測尺寸數字化不斷積累的加工數據,用以構建和優化刀補知識圖譜,實現CNC機床自動閉環調優,形成質量閉環,提高一次成品率。同樣的技術思路也應用于壓鑄質量的提升,已積累的X光片缺陷數據將形成全球統一標準,規避人為或產地因素導致的實際執行標準不統一的問題,實現X光檢測的標準化。數字化技術的應用變革了輪轂傳統的設計與制造模式,數據驅動持續優化業務,幫助戴卡利用分散的資源構建全球共享的根因對策庫,提高了協同效率與制造質量,幫助每個制造基地實現生
50、產的標準化、一致化。而平臺化技術與AI技術在輪轂制造場景的融合應用,也為中信戴卡未來賦能行業奠定了實踐基礎。中信戴卡:打造柔性、閉環的制造系統,實現全球一致化生產燈塔工廠引領制造業數字化轉型25燈塔工廠引領制造業數字化轉型燈塔工廠建設五大核心途徑中信戴卡轉型成效設備綜合效率21.4%產品不良率20.9%交付時間生產成本33%激光二維碼自動識別、智能視覺識別以及工藝自動補償、機器人及智能物流配送系統多種技術組合打造柔性的制造系統最多的品種最多的品種14-24吋工藝自動切換,32種顏色噴涂最少的在制品最少的在制品全混線生產,零切換時間,無在制品最快的止錯最快的止錯狀態全數字監控,及時預警最短的生產