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第四次工业革命最前沿的灯塔工厂能够带来有价值的方法。认真分析领先企业在第四次工业革命转型中的经验，学习如何突破“试点困境”，逐步增加数字化工具以创新运营方式。灯塔工厂在业务流程（Business Process）、组织系统（Organization System，包括管理系统、人员系统）和工业物联网及数据技术系统（IIoT/Data Technology System）三个方面同时发力，旨在对运营系统进行更深入地创新，获取全面的企业效益。
业务流程转型是指企业通过全价值链的数字化变革实现运营指标的提升，包括在销售和研发环节利用数字化手段增加收入，在采购、制造和支持部门利用数字化技术降低成本，在供应链、资本管理环节利用数字化方式优化现金流。成功的业务转型需要认清方向、明确愿景，制定分阶段的清晰的转型路线图；同时关注全价值链环节，以“净利润价值”为驱动，而不是简单地从技术应用顺利转型。
组织系统转型（包括管理系统和人员系统）是指在组织架构、运行机制、人才培养和组织文化上的深刻变革。成功的组织转型是一场自上而下推动的变革，需要企业高层明确目标，构建绩效基础架构，成为指导转型行动方向的“大脑”；形成转型举措和财务指标的映射，成为反映转型业务影响的“眼睛”；树立全组织一致的变革管理理念和行为，成为引领组织上下变革的“心脏”。此外，企业需要关注团队的构建，弥补员工的能力差距，建设数字化知识学习的文化并使之可持续发展；还需要推进数字化能力和人才梯队的建设，组成推动转型大规模推广的“肌肉”；构建敏捷型组织和团队，为又快又好实施和优化转型举措提供“瑜伽士”。
技术系统转型是指搭建企业数字化转型所需的工业互（物）联网架构和技术生态系统。工业互（物）联网架构是支撑数字化业务用例试点和推广的“骨骼”，数据架构是确保“数据——信息——洞见——行动”能够付诸实现的“血液”，而整体架构的构建需要始终以数字化转型的终极目标为导向。技术生态系统是一个囊括外部丰富数字化智慧和能力的朋友圈，部署数字化用例、数字化技术的迭代创新及新技术的引进都离不开技术生态系统其他合作伙伴的支持。成功的技术转型需要健全工业互（物）联网架构，创造并引领主题明确的技术合作伙伴生态圈，促进企业借力合作、取长补短、共同发展。
灯塔工厂全面转型的创新运营系统为今后建立企业现代化的运营系统提供了成功范例。灯塔工厂全面转型的秘诀在于结合运营系统（Operation System）与全面转型的六大推动（赋能）因素，并将其置于数字化转型的核心地位，企业便能成功地摆脱“试点困境”。
虽然灯塔工厂的转型方法各不相同，但它们的经验都证明，六大关键推动因素在创新运营系统的全面发展中功不可没。这些推动因素既有技术的因素，又有人的因素，以人为本的全面转型六大推动因素共同发力，使技术和创新带来的效益最大化，并且这六大推动因素也广泛应用于端到端灯塔工厂全价值链。
敏捷工作方式是企业成功扩展的核心，基于敏捷原则，企业以迭代的方式展开创新和转型，以期实现全面发展。敏捷工作方式赋能组织持续开展协作和管理变革，它们能够预判技术局限，从容打破瓶颈。对灯塔工厂而言，这意味着快速迭代、快速试错和持续学习。通过敏捷工作方式，项目（主要是软件）按规划的步调进行，并由一系列固定长度的迭代过程开发出产品。如图1-5所示，转型的企业要在两周的冲刺时间内生产出最小可行性产品（Minimum Viable Product，MVP）。同样的原则也适用于以月为周期的捆绑用例，从而分阶段快速推动转型。上述敏捷模式与以年为计算单位的传统试点项目形成鲜明对比，传统试点项目追求完美，但由于技术创新的更新速度过快，试点项目往往完成后便面临淘汰。
为了更加贴近客户，持续满足他们对5G服务的需求，爱立信（Ericsson）以空前的速度在美国打造了一家5G赋能的数字原生工厂（Digital Native Factory）。凭借敏捷工作模式、强大的工业物联网架构，以及数据基础，该工厂在12个月内成功部署了25个用例，其中有三个仅耗时短短16个星期就完成部署。爱立信甄选了80多个改造端到端运营所需的数字化用例，并制定了发展和采购策略。它们借助捆绑用例路线图进行快速的设计迭代，并依托工业物联网技术实现快速反馈，所有工作被均匀分配到六个冲刺阶段中。
图1-5 灯塔工厂生产出整个工业物联网运营系统的最小可行性产品（MVP）
技术生态系统是由一系列技术支持的各种关系组成。也就是说，包括数据共享（Data Sharing）在内的新型协作关系均建立在数字化基础之上。这些协作关系独一无二，使企业可以在技术协作平台上促进交换和消费，以及交换海量数据。技术解决方案和数据是企业的竞争优势，这种数据共享的转变可谓可圈可点。灯塔工厂与供应商、各行各业的合作伙伴都展开了这种合作。灯塔工厂深知网络效应的益处，也明白孤军奋战会使自己很快就落后于人，开放式协作（Open Collaboration）与使用最佳适用技术（Best-available Technology）是保持领先的关键。
第四次工业革命的领跑者正在利用内外部专业知识，为转型的团队提供资源和再培训，帮助员工提升能力、获取指引及相关技能，以适应不断变化的工作需求。鉴于组织对新技能的迫切需求，提升员工和管理层的技能是必然之举，因此，开展全面的再培训以提升技能，发展专注于技术的有效学习方法变得至关重要。这些再培训包括游戏化、数字化的学习途径，虚拟现实和增强现实学习工具，以及基于增强现实和数字化的个性化定制和实时的作业指引。
西门子深知，技能提升是充分释放第四次工业革命潜力的关键。为此，西门子基于第四次工业革命的发展要求，为每位员工量身定制了技能提升路径：与高校合作提供高级学习项目和学位支持；借助内部培训和讨论平台开展内部学习；用具有针对性的培训培养一支数字化赋能的员工队伍。他们用机器人技术改善物流运营、提高劳动效率；用数字工程优化各项措施；用人工智能驱动的过程控制加快工作进度；用预见性维护系统提高设备综合效率（Overall Equipment Effectiveness，OEE），并用远程质量优化分析平台改善流程的质量。
灯塔工厂正准备将现有的IT系统重新设计并更新技术功能，确保所选的工业物联网架构能够适应未来的考验。传统的IT基础设施勉强可适应早期的用例，但大多数老旧设施并不能满足最新用例对低延时、数据大流量和安全能力的要求。许多企业表示，推迟IT与数据架构的现代化进程似乎也无妨，它们本身就没有准备好迎接更为先进的用例的需求。灯塔工厂则采取了不同方法，它们深知速度的重要性，也明白突破耗时较长项目的技术障碍的不易，为员工提供几周之内就能完成创新的基础设施至关重要。雄心勃勃的首席信息官（CIO）已将部署技术的数量和速度提高了10倍，企业应在构建工业物联网架构时避免遭遇技术限制。在数字化转型的早期阶段（甚至在数字化转型之前）就超前部署可扩展的工业物联网架构的企业（最小可行产品），最有能力在整个组织中实现指数级扩展。
领先的灯塔工厂能够为开发团队创建空间，使其能进行敏捷工作方式的管理和运营。敏捷工作方式的氛围有益于员工参与和支持所有层级员工的创新。转译员、数据工程师、ERP系统工程师、工业物联网架构师和数据科学家共处一室是保持敏捷的必要条件，产品经理和敏捷导师的指导同样必不可少，这种搭配能够快速交付结果，快速迭代。
端到端领先者证明，拥有明确的治理模式是保障企业项目成功的必要条件。在生产和端到端价值链的灯塔工厂应该全面落实治理模式，支持最优项目实践的交流，优先聚焦成果效益和解决方案，而不是仅仅专注于技术。转型办公室应从三个方面推动转型成功。
（1）建立重点明确的治理结构，定期召开行动计划与执行的检讨会议，以此加快变革速度。
（2）通过计分制和问责制增加行动的透明度和影响力。
（3）强化变革管理目标，组织各级人员公开互动与沟通，表彰优秀员工。
在第四次工业革命的推动下，为了确保制造业生态系统的转型过程尽可能顺畅，同时避免加剧不平等程度和催生“赢家通吃”的结局，公共和私有组织的领导者需要采取相关行动。他们有能力影响第四次工业革命的结果，并主动采取以下行动来降低这些风险。
灯塔工厂惠普（HP Inc.）新加坡工厂的第四次工业革命之旅以提升员工技能为重点。产品日趋复杂，劳动力却供不应求，这使惠普新加坡工厂在质量和成本方面挑战重重。惠普一旦踏上了第四次工业革命之旅，就改被动的劳动力密集型模式为人工智能驱动的高度数字化模式，成功地降低了制造成本，提升了生产效率和质量。同时，也大大减轻了员工负担，给予员工更多时间和空间来提升自身技能。例如，操作员摇身一变成为技术专家，开始得心应手地处理复杂任务，其他员工的职责也相应发生转变。
当企业向数字—智能化转型迈出第一步时，所面临的关键障碍不是来自技术或市场的变化，而是没有足够的数字—智能化人才可以支撑公司未来战略发展的需要。加速数字化人才发展的破局之道是以用户为中心，激活员工成长的思维模式，链接工作场景和职业生涯发展，充分应用数字化技术，打造开放、共享的人才发展新环境。越来越多的企业将学习管理系统（LMS）与人才管理系统（TMS）、绩效管理系统（PMS）和目标与关键成果（OKR）进行整合，增强人才发展对人才管理、绩效管理和目标管理的支撑。
要想发挥第四次工业革命的全部潜力，就必须改变整个价值链和生产生态系统，并涵盖所有地理区域和众多中小企业。因此，企业应该把第四次工业革命技术推广到整个生产网络中，包括发展中经济体和各种规模的供应商。如此一来，既可以改善整体效果，还能确保知识得到更平等的传播。因此，政府必须给予企业必要的支持，鼓励它们采用技术，出台激励措施，并提供与高等院校和技术提供商合作的机会。
2020年，中央全面深化改革委员会审议通过《关于深化新一代信息技术与制造业融合发展的指导意见》，提出将进一步加快制造业数字化、网络化、智能化步伐，加速“中国制造”向“中国智造”转型。智能制造已成为推动制造业转型、加快制造业高质量发展的重要抓手，而智能工厂作为制造业转型的枢纽与核心备受企业青睐。
美国政府将网络安全视作“最严峻的经济和国家安全挑战之一”。工业互联网的出现使500亿台新设备新接入网。黑客若是关闭工厂或滥用至关重要的资产，第四次工业革命前进的脚步就会被拖慢。为了阻止这一点，公私领域的组织都必须确保其网络安全基础设施已达最高标准。企业可以通过跨组织活动进一步学习和维护网络安全，这样不仅能确保未来的经济发展，还可以保护员工、客户和当地社区。
各大企业应与多家私有和公有组织合作，打造第四次工业革命的开放平台，降低对几家大型提供商的依赖，避免被供应商绑定。同时，企业也要确保自身能够访问大型数据库，从而改进数据分析算法。数据的所有权可在协作者之间共享，但要制定明确的规定，还要具有极高的透明度，以避免数据遭到滥用。此外，企业还应集中存储数据，避免创造额外的“数据孤岛”，以免影响数据整合及新用例的部署。
有些人认为，企业若想提升生产力和盈利能力，只能以牺牲环境为代价。事实上，许多措施在提高生产力的同时，也在提升资源使用效率，促进绿色发展。深知并秉持这一理念的灯塔工厂正在斩获双重效益：降低成本，提升可持续发展能力。
一些企业开始更多关注专项环保举措，如减碳和节水等。数字化赋能的流程和机器优化、预见性维护、生产规划等能够提升资源的使用效率，进而改进生态效益；与此同时，减排和其他环保措施也能推动清洁生产。爱立信（美国，刘易斯维尔）、汉高（德国，杜塞尔多夫）和施耐德电气（美国，莱克星顿）获得了“可持续发展灯塔”的称号。“可持续发展灯塔”工厂的实践表明，企业正在加速探索通过智能制造技术打造竞争力和可持续发展的双赢局面。
例如，汉高为了进一步提高工厂能耗的透明度，在机器上安装了公用事业电表，并将机器纳入数字孪生技术方案，实现了30个工厂的互联和对比。数字孪生持续跟踪产品数据，不断提升产品的可持续性，以及安全性，从而将每千瓦时的能耗降低了38%，每立方米的用水降低了28%，每千克产品浪费的能源在2010年的基础上降低了20%。
在适应第四次工业革命的过程中，公私领域都面临重大挑战，比如，如何最大化扩散技术、如何提高员工技能、如何克服网络安全等。已经确定的灯塔工厂相当于第一个路标，但后续还有很多任务，整个世界需要一个平台去学习第四次工业革命，这不是通过个体努力就能够实现的。
世界经济论坛鼓励公有和私有组织加入灯塔网络，共同开启学习之旅。拥有灯塔工厂的企业之间可以相互分享灯塔工厂的发展成果和最佳技术，从而加快技术在生产环境和价值链上的扩散速度。若能与政府和学界共同展开合作，科技的扩散力度也会大大增加。没有灯塔工厂的组织应识别出潜在的灯塔工厂，制定远大的目标，支持并追踪其发展进度。灯塔工厂网络可以为潜在的灯塔工厂提供相关的学习机会，还能提供工具来评估它们的成熟度。为了加速这一进程，这些组织还可以跟政府和学术组织合作。技术提供商、新创公司和高等院校等可以跟灯塔工厂合作开发和测试第四次工业革命的新用例，与此同时，通过了解新方案以应对新的商业趋势和挑战。
2021年9月27日，世界经济论坛（WEF）公布了2021年度最新一批21座灯塔工厂名单。继深圳、成都厂区之后，富士康科技集团此次再度上榜，郑州、武汉和高雄厂区入选WEF灯塔工厂名单。作为全球电子科技制造服务领域唯一拥有五座WEF灯塔工厂的企业，富士康再次以绝对实力成为行业的领跑者。
在此次评选中，武汉厂区入选的理由是：为了满足客户要求，提升定制化水平，缩短交货周期，富士康武汉工厂大规模引入了先进分析和柔性自动化技术，重新设计了制造系统，将直接劳动生产率提高了86%，将质量损失减少了38%，将交货周期缩短至48小时（缩短了29%）。
富士康郑州厂区为了解决技能工人缺乏、质量性能不稳和市场需求不确定等问题，采用了柔性自动化技术，将劳动生产率提高了102%，并利用数字化和人工智能技术，将质量缺陷减少了38%，并将设备综合效率提高了27%。
面对面板行业的激烈竞争、客户更高的质量要求和毛利润的严重下滑，群创光电八号工厂采用先进自动化、物联网和先进分析等技术，将加工能力提高了40%，将成品损失率降低了33%，从而提高了利基产品的生产能力。
“数字化转型不是一道选择题，而是一种必然的发展趋势，只有主动拥抱数字化转型的公司，才能在未来持续保持行业领先地位。其中，灯塔工厂就是我们在数字化转型领域中的一个重要成果与实践。”基于集团在供应链系统、机构设计研发、系统整合服务等多年累积的优势，刘扬伟董事长亲自制定了F2.0数字化富士康转型战略及“One Digital Foxconn”转型目标。
2020至2021年，在集团工业互联网办公室的推动下，富士康已陆续推动了20座内部“灯塔工厂”的改造，涵盖模具生产、电脑数值控制（CNC）加工、表面装贴、系统组装等重点场域的升级，这些内部“灯塔工厂”在集团内率先成功导入自动化、数字化、智能化等先进制造技术，不仅在生产能力、生产管理等方面得到大幅提升，也通过逐步增加数字化工具，对运营系统进行深入创新。经过内部“灯塔工厂”的改造升级，这些工厂具备了角逐WEF灯塔工厂评选的实力。先后获评“2021年度WEF灯塔工厂”的武汉、郑州、高雄厂区正是在这20座内部“灯塔工厂”名单内。未来，富士康灯塔工厂集群建设在为集团F3.0转型夯实基础的同时，还将积极对外赋能，推动产业数字化、数字产业化高质量发展。