制造業加速邁向數字化

制造業是立國之本、強國之基。

自2018年開始，世界經濟論壇與麥肯錫咨詢公司在全球發起評選“燈塔工廠”項目，尋找制造業數字化轉型的典范。目前已有來自全球22個行業的90家工廠入選，其中，位于中國的“燈塔工廠”有31家。這些“燈塔工廠”廣泛分布于消費品、汽車、家用電器、鋼鐵制品、醫療設備、制藥、工業設備等多個領域，積極探索適合自身的數字化路徑，展現了傳統產業數字化轉型的巨大潛力。

“燈塔工廠”究竟什么樣？有哪些“過人之處”？中國在智能制造領域競爭力有多大？對此，本報記者進行了采訪。

位于重慶兩江新區的三一重工西南地區首個智能化工廠項目外景。新華社記者 徐 欽攝

智能化時代“最先進的工廠”

一條條生產線整齊排列，AGV自動運輸車來回穿梭，身形龐大的工業機器人舉重若輕，一臺臺搭載視覺傳感的機械臂靈活舞動，組裝著精密的工件……這是三一重工北京樁機工廠內的生產場景。

廠區內廣泛使用的庫卡機器人，精準“掌控”每一個生產步驟；基于5G的MES（生產過程管理系統）生產看板實時記錄、檢測每一個生產環節；產品出廠前，依托5G的機器視覺AI（人工智能），替代傳統工人完成產品質檢……這是美的集團位于廣東順德的微波爐工廠。

舒緩動聽的音樂伴奏下，機器人揮舞著機械臂，鑄造轉運、自動銑毛刺、自動插拔塞等工序有序完成，一只只輪轂實現了從毛坯到成品的蛻變……這是位于河北秦皇島的中信戴卡股份有限公司鋁車輪六號工廠。

這些工廠有一個共同的標簽——“燈塔工廠”。

“‘燈塔工廠’最大的特點是智能化、數字化、自動化等技術的集成與綜合運用，其評價標準主要看是否大量采用自動化、工業互聯網、云計算、大數據、5G等第四次工業革命新技術，并綜合運用這些新技術實現商業模式、產品研發模式、生產模式、質量管理模式和消費者服務模式等全方位變革，促進效率提升、節能減排和經營優化。”中國宏觀經濟研究院戰略政策室主任盛朝迅接受本報采訪時表示。

盛朝迅進一步解釋，“燈塔工廠”涵蓋了智能制造、數字化轉型等重要發展方向，是科技含量高、創新性強、勞動生產率高、經濟效益好、綠色低碳發展的“代名詞”，是智能制造和數字化轉型的先鋒模范，是智能化時代“最先進的工廠”。

自動化、數字化、智能化，多位專家和業內人士接受本報采訪時談到這幾個關鍵詞，可謂是“燈塔工廠”最顯著的特點。浙江大學經濟學院教授宋華盛告訴記者，提高生產效率、提升敏捷性、加快貨品上市速度、實現定制化、提升企業可持續發展能力……“燈塔工廠”給企業帶來的好處多多。

來自工廠的數據也印證了這一點。三一重工北京樁機工廠升級后，總體生產設備作業率從60%提升到將近90%，生產周期縮短了近80%，生產效率及產品質量均大幅提升。依托智能數字化賦能產業鏈，美的微波爐順德廠區訂單交付周期縮短56%、渠道庫存下降40%、產品品質指標提升15%、內部綜合效率提升28%。借助數字化賦能的柔性制造系統，中信戴卡鋁車輪六號工廠的最小生產批量從300件降到1件，一條生產線可同時生產多種不同樣式的輪轂，“千輪千樣”成為可能。

中國在一些細分領域領跑

“燈塔工廠”因其嚴格的評選標準，一直被視為第四次工業革命的領路者、“數字化制造”和“工業4.0”的示范者。在目前全球90家入選工廠中，位于中國的有31家，超過總量的1/3。宋華盛表示，這一數字充分說明，如果說在前三次的產業革命中，中國是西方國家的跟跑者，那么在第四次工業革命中，中國是并跑者，甚至在某些細分領域是領跑者。

記者梳理發現，位于中國的“燈塔工廠”中，除了大型跨國公司設在中國的制造業基地，還有很多本土制造商的工廠，其中有不少創造了行業紀錄。

三一重工北京樁機工廠，便是全球重工行業首家獲認證的“燈塔工廠”。

“重工行業是典型的離散制造，具有多品種、小批量、工藝復雜等特點。”三一重工智能制造研究院院長董明楷告訴記者，這為生產制造帶來了很大挑戰。例如，面對動輒幾十米長、幾十噸重的工件，同樣是工業機器人，抓取又大又重的工件，難度就更大；同樣是視覺識別，對大型復雜工件，識別起來就更難。這都需要全新定制算法、工具，需要在特殊環境里開發、配置、反復測試。

從2018年起，樁機工廠就開始了工業互聯網的基礎準備工作。表面上看，工廠實現了重工機械“大象跳舞”。實際上，工廠里8個柔性工作中心、16條智能生產線、375臺全聯網生產設備，實現了生產制造要素全連接。在后臺，“根云平臺”日夜不停采集工廠里近3.6萬個數據點數據，為每一道工序、每一個機型甚至每一把刀具等“算”出最優參數。

寧德時代新能源科技股份有限公司的寧德工廠，是全球首個獲評“燈塔工廠”的電池工廠。世界經濟論壇在認定其為“燈塔工廠”的評語中這樣說：“為了應對日益復雜的制造工藝和滿足高質量產品的需求，寧德時代利用人工智能、先進分析和邊緣/云計算等技術，在3年內實現了在生產每組電池耗時1.7秒的速度下僅有十億分之一的缺陷率，同時將勞動生產率提高了75%，將每年的能源消耗降低了10%。”

此外，青島啤酒廠、阿里巴巴犀牛工廠等在入選時，也是全球啤酒飲料業、服裝業的首家“燈塔工廠”。

“經過多年的培育發展，中國智能制造已進入加速發展期。全球自動化廠商更加重視中國市場布局，本土供給能力不斷提升，關鍵零部件、核心算法、系統解決方案實現長足進步，支撐體系建設逐步完善，標準、示范、平臺等支撐能力不斷增強。”盛朝迅表示。

事實上，“十三五”以來，中國制造業數字化網絡化智能化水平已經得到顯著提升，發展態勢良好。工信部數據顯示，在供給能力方面，智能制造裝備國內市場滿足率超過50%，主營業務收入超10億元的系統解決方案供應商達43家。在支撐體系上，中國構建了國際先行的標準體系，發布國家標準285項，主導制定國際標準28項；培育具有一定影響力的工業互聯網平臺70余個。在推廣應用成效上，試點示范項目生產效率平均提高45%，產品研制周期平均縮短35%，產品不良品率平均降低35%，涌現出離散型智能制造、流程型智能制造、網絡協同制造、大規模個性化定制、遠程運維服務等新模式新業態。

制造業向更高發展水平升級

業內人士普遍認為，從整體經濟角度看，越來越多的“燈塔工廠”有助于加速“中國制造”向“中國智造”轉型，是推動制造業轉型、加快制造業高質量發展的重要抓手。

事實上，“燈塔工廠”已經成為一個新趨勢和風向標，“照亮”未來智造之路。采訪中記者了解到，像美的、三一重工等行業內規模宏大、資金實力雄厚、數字化轉型積極的龍頭企業，充分利用已有經驗，正在努力打造更多的“燈塔工廠”，而且這些企業還具備了提供數字化解決方案的整體能力，可以對中小企業進行賦能。

不僅是企業，許多地方也瞄準了“燈塔工廠”這一目標，競相布局、加快構建智能制造的新生態。

上海力爭打造世界一流水平“智造之城”?！渡虾Ｊ薪ㄔO100+智能工廠專項行動方案（2020-2022年）》提出實施“10030”工程，即三年推動建設100家智能工廠，打造10家標桿性智能工廠，培育10家行業一流水平的智能制造系統集成商，搭建10個垂直行業工業互聯網平臺。

打造以“未來工廠”為引領、數字化車間、智能工廠為主體的智能制造群體，是浙江推進智能制造的重要抓手。浙江已經制定“未來工廠”建設導則和評價標準，截至2021年底，累計認定智能工廠（數字化車間）423家，“未來工廠”61家，企業生產效率提高47.8%，能源利用率提高16.3%，運營成本降低20.4%。

《南京市制造業數字化轉型實施方案（2021-2023）》部署了智能制造新模式新標桿培育工程，鼓勵行業龍頭企業對標世界一流的制造能力，打造全球“燈塔工廠”。這一方案還明確提出“到2023年，全市制造業數字化、網絡化、智能化水平明顯提升，規上工業企業數字化轉型比例達70%”的目標。

中國社科院工業經濟研究所研究員李曉華分析，目前，中國制造業發展的環境正在發生顯著改變。一是受逆全球化回潮、新冠肺炎疫情沖擊等影響，全球產業鏈價值鏈面臨重構，提高產業鏈韌性、加強產業鏈安全的重要性凸顯；二是綠色低碳成為全球共識，減少能源消耗和二氧化碳排放并最終實現碳中和，成為世界各國努力的方向，作為耗能和排放大戶的工業需要加快低碳轉型；三是隨著收入水平提高和新一代消費者成長，人們對產品的品質、附加價值的要求增加，彰顯個人價值的個性化、定制化產品成為消費新方向。

“數字技術是典型的賦能技術，數字化轉型和智能化發展能夠幫助制造業有效應對國內資源稟賦變化、外部環境變化等挑戰，有助于制造業重構競爭優勢，在保持穩健增長的同時向更高發展水平升級。”李曉華說。

中國《“十四五”智能制造發展規劃》明確提出，建設智能制造示范工廠，工信部也推出智能制造和數字化轉型相關的評價標準。今年2月，工信部、發改委等4部委公告了2021年度智能制造示范工廠揭榜單位和優秀場景名單，110家智能制造示范工廠和241個智能制造優秀場景上榜。

值得注意的是，這份名單中，除了制造業龍頭企業，還有諸多中小企業的身影。盛朝迅表示，應當看到，進入新發展階段，工業經濟的發展邏輯正在從“規模擴張”轉向“專精特新”，大量具有“專業化、精細化、特色化、創新化”特征的中小企業，立足獨門絕技、做優做精做強優勢產品，全球市場占有率穩居第一方陣，向產業鏈高端進軍，在智能工廠建設方面也可圈可點，具備獲評“燈塔工廠”的潛質和條件。

“中國產業體系完善、產業鏈條長、產業集群豐富，數字化應用場景廣闊，有助于在數字化轉型方面實現規模經濟和范圍經濟，且市場龐大、人口眾多，擁有‘工程師紅利’。”對于中國制造業數字化轉型的未來，宋華盛充滿信心。