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根云-工業趨勢分析
返回1、什么是燈塔工廠？
"燈塔工廠"概念源于德國的工業4.0戰略，又稱“工業4.0示范工廠”或“標桿工廠”，代表工業領域頂級的智能制造能力。2018年，由世界經濟論壇和麥肯錫共同推出。
燈塔工廠是通過數字化、網絡化和智能化手段，運用先進的工業4.0技術和理念，實現生產過程的全面自動化、精確化和優化。它不僅實現了數字化與物理世界的深度融合，而且提高了生產效率和質量，降低了制造成本，實現了高度的靈活和個性化生產。
此外，“燈塔工廠”不僅自身具備優秀的生產能力，而且能通過示范和引領，帶動產業鏈中的上下游企業走向智能化，推動行業整體水平的提升。因此，“燈塔工廠”就像燈塔一樣，照亮工業生產的未來之路，指引整個行業向智能化制造的方向前進。
（2）數字技術日趨成熟與快速商業化推動制造業向精準、敏捷、柔性、協同創新變革，催生出一批行業標桿。
2、為什么打造燈塔工廠？
2.1 行業發展趨勢
裝備制造行業信息化建設與數字技術融合整體演進歷程：
（1）當前是數據技術的發展與制造業變革的歷史性交會時刻，數字技術在工業領域的應用已經由單點逐步邁向全面（數字化、網絡化、智能化、電動化）。（2）數字技術日趨成熟與快速商業化推動制造業向精準、敏捷、柔性、協同創新變革，催生出一批行業標桿。
制造業與新技術深度融合是未來十年發展主線，是數字經濟的基礎：
裝備制造行業信息化建設與數字技術融合進程正在加速演進：
2.2 行業痛點與訴求
裝備制造行業目前面臨的挑戰和核心訴求
行業痛點：
（1）運營管控
精益管控弱：已有基本的精益意識，但局限于點狀改進，效益提升有限；
信息斷層：工廠信息流存在較大斷點，人工介入較多，效率較低；
數據基礎差：生產運營過程不透明，數據不準確，異常反應慢；
（2）業務&數字化能力
工藝與制造信息存在斷點，基于無限產能計劃，可靠性低；
質量檢驗主要靠人工紙質傳遞，過程質量追溯困難；
現場管理不規范，執行不到位；
各業務單元有零散的信息化系統支撐，整體數據應用價值低；
（3）自動化基礎
生產制造、質檢設備普遍比較老舊，不能自動采集，數據主要靠人工記錄；
設備通訊接口不統一，數據采集未標準化；
局部設備更新換代，但工廠設備未能實現設備數據整體采集
核心訴求：
連接(Connectivity)：自公司到車間，流程與信息無縫連接
透明化(Visibility)：車間信息，隨時隨地可見；計劃信息，分享共榮
速度(Agility)：客戶需求，即時傳達
精準(Accuracy)：準時交貨，分毫不差
品質(Quality)：品質管控，溯及既往
2.3 標桿案例剖析
2.3.1 卡特彼勒
（1）精益+數字化管理
通過6 Sigma和精益優化現有流程，通過數字化進行管控，制造信息按照訂單拉動
（2）運營管理標準化
數字化管控的智能設備，作業者根據數字化傳遞的制造信息按照標準化作業來完成作業
（3）組織人才培養
所有人員完成系統培訓,人員信息在系統中進行指定并與認證崗位進行比對,授權者才能工作
（4）案例啟示
1、使用6Sigma和精益工具以消除浪費，并結合數字化，最終在整個卡特彼勒范圍內實現精益智能制造轉型；
2、通過從業務，技術，組織等三個維度進行全方位的提升優化，才能實現整體數字化轉型；
3、通過標準化作業建立并固化整體精益數字化管理方法論，并持續產生價值；
2.3.2 三一燈塔工廠
（1）自動化及信息化全集成
通過在工廠內全方位導入自動化方案實現現場作業少人化，通過信息化實現決策智能化
（2）數據中臺實現價值挖掘
通過數據中臺實現生產管理復雜數據的集中管理，支撐前端各類用戶的場景快速落地及敏捷迭代
（3）云平臺應用實現萬物互聯
通過三四互方案(現場視覺，設備互聯等)實現設備互聯，并通過云平臺實現集成化展示呈現
（4）案例啟示
1、綜合應用自動化及信息化相結合的手段，實現整個車間的作業無人化，管理數字化；
2、建立數字化工廠，數據質量，數據標準是最核心的一步，因此通過數據中臺實現全面的數據治理及管理 ；
3、建立數字化工廠，實現底層數據的全互聯，全透明是實現數字化工廠最關鍵的第一步；
2.4 燈塔工廠核心洞察
全球燈塔工廠整體效果分析：從“看得見”的角度，我們可以發現燈塔工廠落地實施了很多數字化場景，并取得了顯著的成效。
從燈塔工廠共性邏輯看，核心圍繞以價值實現的批量場景快速落地：從已有燈塔工廠案例剖析發現，各家有不同的價值側重點（亮點），但背后邏輯是一致的-強化組織、人才及技術平臺等要素，深度挖掘業務場景，支撐價值的可持續創造
流程診斷優化：圍繞工廠全價值流進行剖析，拉通工藝、生產執行、倉儲物流、設備等端到端流程，融合精益思想，實現整體運營優化；
（3）技術層面：通過新一代信息技術與制造的融合識別相關場景
從燈塔工廠共性邏輯看，核心圍繞以價值實現的批量場景快速落地：從已有燈塔工廠案例剖析發現，各家有不同的價值側重點（亮點），但背后邏輯是一致的-強化組織、人才及技術平臺等要素，深度挖掘業務場景，支撐價值的可持續創造
綜上，未來燈塔工廠需要聚焦于“看得見”和“看不見”兩方面：
（1）看得見
1、運營敏捷化
流程診斷優化：圍繞工廠全價值流進行剖析，拉通工藝、生產執行、倉儲物流、設備等端到端流程，融合精益思想，實現整體運營優化；
指標優化提升：工廠整體指標體系整體規劃，實現工廠運營數字化、透明化，支撐企業卓越運營；
2、場景化推進
問題解決角度：系統梳理工廠價值流堵點及痛點，分析解決該問題的價值點和可行性，對相關數字化場景落地優先級進行排序，如產銷協同、物料齊套等；
技術創新角度：參考行業標桿，對新技術與業務融合可行性進行深度評估，如5G工廠、AGV雙機聯動等；
（2）看不見
1、平臺化思維
統一平臺底座：打破傳統信息孤島，構建工廠的統一數字化底座，多老舊系統架構逐步演進過渡到統一平臺；
提升平臺能力：平臺是核心能力的內聚，是快速響應內外部需求實現敏捷創新的重要工具；
2、數據驅動
數據價值挖掘：拉通工廠工序內及跨工序數據鏈，支撐高價值數據場景落地，通過數據量化指標、構建模型、提升運營績效并不斷迭代優化；
數據資產體系搭建：數據作為企業的核心要素，需持續構建和完善數據資產運營體系、數據治理體系，如數據標準、物料主數據、數據質量管理等；
3、如何建立“燈塔工廠”？
3.1 燈塔工廠評定標準
3.1.1 燈塔工廠評選方向
燈塔工廠評選有3個方向：卓越燈塔工廠個體、端到端價值鏈、可持續綠色燈塔工廠。
（1）卓越燈塔工廠個體：比較關注工廠或者車間本身先進技術的應用，以及運營模式的管理。簡單來講就是更關注工廠端先進技術的應用，主要涉及以下用例：
（2）端到端價值鏈：不僅關注工廠本身，也會關注從工廠延展出來的上游和下游，主要涉及以下用例：
（3）可持續綠色燈塔工廠：在滿足先進技術應用以及規模化效益的基礎上，會更多地關注工廠在可持續性方面的一些技術用例和好的實踐。依托工業4.0技術，燈塔企業在運營表現和可持續性等指標上均取得了顯著成效。
（3）可持續綠色燈塔工廠：在滿足先進技術應用以及規模化效益的基礎上，會更多地關注工廠在可持續性方面的一些技術用例和好的實踐。依托工業4.0技術，燈塔企業在運營表現和可持續性等指標上均取得了顯著成效。
3.1.2 燈塔工廠的評判標準
“燈塔工廠”的評判標準包括是否擁有第四次工業革命的所有必備特征，具體包括自動化、工業物聯網（IIOT）、數字化、大數據分析、第五代移動通信技術（5G）等技術。是否構建覆蓋企業內部全流程、產業鏈上下游全環節、產品服務全生命周期的數字化體系，全面提升企業及產業鏈上下游的效率、降低成本；同時通過數據要素作用的發揮，探索新的模式進而形成新的增長點，成效顯著。
在整個評選過程中，專家評議會是非常重要的一個環節，燈塔工廠的最終入選名單由專家投票決定，而每位專家的關注點不一，因此很難像國內的一些權威性評選那樣有明確的評分表。第二點叫做規模化效益的獲得，更歡迎相對成熟、甚至經歷了長時間市場檢驗或者不斷迭代優化的技術；同時，這項技術為企業或者工廠的運營、財務指標等等帶來了明顯的規模化效益。
根據麥肯錫公司的數據，與數字技術成功結合的“燈塔工廠”，生產力平均提升超過2.5倍，利潤率提升8%-13%，運營指標提升50%-60%。
（2）數據層面：結合新技術商業應用成熟度及大數據構建數據模型場景
3.2 樹根科技燈塔工廠建設方法
3.2.1 樹根科技燈塔工廠建設
樹根依托工程機械的能力沉淀，全面賦能裝備制造“燈塔工廠”搭建，樹根燈塔工廠實施方法論：價值驅動，從業務、數據和技術三方面推進，建設階段包括燈塔工廠規劃、實施&監理、燈塔工廠申報輔導三大階段
（1）業務層面：縱向價值分解，對全業務進行場景分解及識別
（2）數據層面：結合新技術商業應用成熟度及大數據構建數據模型場景
（3）技術層面：通過新一代信息技術與制造的融合識別相關場景
3.2.2 燈塔工廠申報
1、燈塔工廠申報時間表
（1）至少于本輪次評選結果公布3個月前完成全部建設工作；
（2）針對亮點用例，建議預留1-3個月的效益數據積累時間；
（2）過去導入的優秀項目也應一并納入申報范圍；
2、燈塔工廠申報流程
（1）.提交申報意向
（2）安排現場評估
（2）安排現場評估
3.2 樹根科技能力
1、樹根科技提供咨詢+平臺+實施整體解決方案，包括：
（1）燈塔工廠規劃咨詢：對廠內工藝、計劃、生產執行、倉儲物流、設備與能源進行整體規劃，從運營、流程及數字化角度，優化成本，提升效率。
（2）精益規劃咨詢：新建工廠整體精益規劃，包括工廠布局、物流規劃等。
（3）數字化項目落地實施：工廠相關信息化項目（如MES、EAM、EMS、WMS及QMS等）及數據場景POC的規劃及實施服務。
（4）自動化建設咨詢及實施：現場自動化設備產線或物流倉儲整體及局部自動化規劃咨詢及實施服務。
2、燈塔工廠項目申報能力
2、燈塔工廠項目申報能力
3.3 樹根科技的優勢
1、豐富經驗積累：樹根科技依托三一燈塔工廠及26個左右工廠對廠內物流的經驗積累，摸索，能夠更好服務客戶。
2、咨詢實施一體化：樹根能夠根據經驗進行前期整體工廠咨詢，確定關鍵問題，再進行有效的實施落地。
3、交鑰匙工程服務：樹根能夠實現整體下料島EPC交鑰匙工程服務，而不是一個點的服務，更能讓客戶省心。
4、陪伴式的交付服務：樹根成功中心會結合交付團隊進行陪伴式的交付服務，伴隨客戶成長，讓客戶持續迭代提升。
5、新型數字化應用架構：樹根方案具備IIOT應用架構，敏捷實現，同時能夠柔性升級迭代，滿足目前定制化需求及市場的快速響應。
3.4 樹根給客戶帶來的價值
1、咨詢服務-診斷問題，有的放矢
基于價值驅動的燈塔工廠咨詢規劃方法論，對客戶進行整體的現狀調研和診斷，確定相關痛點、難點及價值點，有的放矢。
2、精益規劃管理-生產指標提升優化
樹根能夠通過精益管理咨詢，精益布局規劃及優化，系統分析現場管理存在的浪費，優化流程，優化管理，達到降本增效的目標。
3、自動化-現場生產實現少人化
樹根通過在工廠現場各個作業環節導入自動化設備，用設備代替人工作業，實現省人省力，最終釋放現場作業人員，降低人力成本。
4、信息化-運營管理數字化，智能化
樹根通過導入IIOT架構的數字化應用，實現作業流信息化管理，智能化決策，提升整體運營水平及整體生產運營效率。
4、樹根科技的“燈塔工廠”實踐
——三一樁機燈塔工廠實踐
2019年5月選取三一北京樁機工廠建立燈塔工廠，2021年9月燈塔工廠申請成功。
4.1 項目背景
經歷了行業周期陣痛，三一下決心通過智能制造來降本增效：
關鍵點1：內部-制造業市場多變
（1）制造業8年或10年一個經營低谷周期；
（2）市場變化巨大,如何快速高效應對；
關鍵點2：外部-市場快速發展緊逼
（1）通過向先進工廠對比,發現自身不足；
（2）通過向先進工廠學習，發掘提升自身能力新方向；
2019年5月選取三一北京樁機工廠建立燈塔工廠，2021年9月燈塔工廠申請成功。
4.2 建設內容
4.2.1 三一樁機燈塔工廠典型用例
（1）樁機燈塔工廠典型用例清單
（2）三一樁機燈塔工廠典型用例：工業智能賦能的工藝革新
（3）三一樁機燈塔工廠典型用例：AI+工業互聯網助力設備綜合效率提升
（4）三一樁機燈塔工廠典型用例：數據驅動的5G全自動重載物流
（5）三一樁機燈塔工廠典型用例：基于5G+AR/MR的人機協同
（6）三一樁機燈塔工廠典型用例：基于工業互聯網的能源管理
（7）三一樁機燈塔工廠典型用例：數字化智能化應用
4.2.2 樹根在三一燈塔工廠中做了什么
（1）設備互聯及數據采集
實現樁基礎施工裝備智能工廠電、氣、水、油等能耗數據的實時自動采集、集中監測、統一匯總、多維分析，為能源管理降本增效、過程管控、持續優化提供決策依據。減少能源、原材料的消耗和污染排放，提高能源利用效率。
（3）數據中臺
（2）工廠控制中心
構建數字化的“工廠控制中心（FCC）”，即工廠大腦，對工廠的人員、生產設備、倉儲物流、物料、質量等進行全方位的管理和調度，實現了從訂單、計劃到調度執行和控制的自動驅動與執行，打造自動化、數字化、智能化的5G燈塔工廠。
（3）數據中臺
（4）數據可視化應用
4.3 關鍵成效
面對多品種、小批量的工程機械市場不斷變化、日益復雜的需求，三一利用先進的人機協同、自動化、人工智能和物聯網技術，將勞動生產率提高85％，將生產周期從30天縮短至7天，減少77％。
(2）變革前后對比：
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