“可持续灯塔”盘点与启示（附灯塔工厂2023年白皮书）

来源：WEF官网

“灯塔工厂”指的是成功将第四次工业革命技术从试点阶段推向大规模整合阶段的工厂。

自2018年世界经济论坛（WEF）启动“灯塔工厂”评选，目前全球评选出的“灯塔工厂”都是“世界上最先进的工厂”，必须在多个领域有成功的先进工业4.0技术落地并且具备价值创造；其次，工厂不但要具有技术的先进性，还要有较高的端对端的数字化转型覆盖率以及显著的价值创造；同时，灯塔工厂还要将数字化转型充分应用在整体生产过程中，引领生态系统建设。

截止到目前，2023年1月13日第十批发布，全球累计132家灯塔工厂，中国企业达50家。

（附录：全球132家灯塔工厂在文章底部）

*图片来自WEF官网

“可持续灯塔工厂”又是在灯塔工厂中评选出，除了实现重大影响、成功整合多个用例、拥有可扩展的技术平台、在关键的推动因素中表现优异之外，更需要在具备生态发展的可持续性，可以说是“灯塔中的灯塔”。

为了表彰在环境保护上表现突出的灯塔成员，2021 年9月开始，全球灯塔网络推出了“可持续灯塔”的甄选。

这些生态先驱显著提升了生态效益：在提升企业可持续性，为环境带来积极影响的同时，还成功实现了业务目标。它考量的不是工厂及供应链单纯的硬件升级带来的双碳效应，而是先进技术推动生态可持续发展带来的直接的、巨大的效果影响。截止到目前，2023年1月13日第四批发布，全球累计共13家。

来源：纳净可零

2023年1月13日，本批评选出的3家分别来自巴西Flex、中国海尔和德国西门子，主要涉及电子、家用电器、工业自动化等领域。

全世界正从线性消费模式转变为循环经济。在近十年的历程中，Flex索罗卡巴团队开发了一个创新、智能和可持续的循环经济生态系统，用来衡量产品在生命周期产生的碳足迹影响：从产品设计到维修，直至产品和材料的回收和再利用。该系统利用了基于云的逆向物流系统、自动化材料分离和支持物联网的收集箱，通过维修、收集和回收零部件和材料，将电子垃圾转化为供应链中的材料。

该工厂还利用智能设施管理和数字化二氧化碳排放仪表盘等技术减少了能源使用、水消耗和范围1、范围2和范围3的温室气体排放。

值得一提的是，Flex索罗卡巴工厂的可持续成果包括：

注释：范围三排放

应用最为广泛的国际排放核算工具温室气体（GHG）核算体系，将温室气体排放分为三类或三个“范围”。范围一用于核算企业拥有或控制的排放源产生的直接排放量。范围二用于核算企业外购电力、蒸汽、供热或制冷的生产而产生的间接排放量。范围三包含企业价值链中产生的所有其他间接排放量。

作为唯一入选“可持续灯塔工厂”的中国本土企业，天津海尔洗衣机互联工厂早在2020年就开始围绕“双碳”进行探索实践。

广泛规划布局智能微电网、智慧照明等场景解决方案，如：通过设备用电参数的“秒”级采集和大数据分析，实现精准识别设备无效耗能、自动分析，以及预警。工厂还采用统一的能源数字化管理平台，配备自动检测净化技术的水资源管理系统，在制造和包装工艺上持续优化创新，减少废料产出和碳排放。

通过物联网、大数据算法、人工智能等技术的充分应用，海尔完成了对这座工厂从厂体设计到系统流程的全方位优化。据悉，该工厂实现了节电35%、减碳36%、节水54%、节省废料59%等一系列节能减排的显著成效。

*图来自Haier官网

作为被业界认为最接近工业4.0概念雏形的工厂，自 2016 年以来，西门子安贝格一直在使用基于可再生资源的绿色能源，产品已经接碳中和运行。碳排放主要来自建筑物的供暖以及为员工和食堂烧热水。通过使用工厂的数字孪生模型和场景模拟，西门子安贝格不断优化工厂基础设施，作为脱碳路径的一部分。

*图来自西门子官网

在西门子“DEGREE”的可持续发展框架下，安贝格工厂被选为开发 4IR 产品的孵化器，来使整个供应链脱碳（范围 3）。例如，在安贝格工厂，西门子开发了一种数字产品通行证系统，可以节省大量纸张和塑料；以及基于区块链开发的软件系统来管理供应链全程的碳排放数据，在不披露供应链机密信息的前提下，碳足迹相关信息可信共享，从而使生产的产品碳足迹完全透明。

西门子安贝格工厂已经实现了约70%的产量增长，同时减少49%的排放（自2015年以来）。西门子采用了数字流程效率分析和评估工具，将实现正常产量所产生的范围1和2温室气体排放量减少了69%。此外，尽管有疫情、材料和能源危机，西门子仍将单位体积的能耗降低了47%。

Arçelik乌尔米绿色工厂，实现了100%绿电供应，成功开展了数个可持续发展用例项目，包括用于能源管理的数字孪生项目以及集成了先进水处理工厂的水资源闭环管理系统。在用水紧张的背景下，该项目为每件产品生产节约25%用水量，降低17%能源消耗以及22%温室气体排放。

随着对内存和存储解决方案的需求不断增长，新加坡美光科技有限公司需要扩大和增加千兆字节产品的产量，同时减少对环境的影响。2018年到2021年，新加坡美光科技有限公司产量增加了270%，同时每生产千兆字节的资源消耗减少了45%。这得益于可持续的技术发展，通过跟踪环境足迹不断优化材料消耗。

为了实现企业的可持续发展目标，即到2025年将温室气体范围1和2的排放量减少70%（相较于2015年基线），并在应对产量快速增长的同时减少水资源消耗，联合利华达帕达开展了14个使用案例，如通过集成能源管理系统实现以机器学习驱动的能源优化，运用数字孪生技术加速制定生态友好型配方生产策略。达帕达将范围1和2的排放量减少了54%，范围3的排放量减少了43%，用水量减少了36%，提前实现了其减排目标。

在需求不断增长的情况下，西部数据在2017年至2021年期间将工厂拍字节（PB）产量翻了一番，同时减少了每PB产品的环境足迹，以实现企业的减排目标。这一结果由第四次工业革命的多项科技驱动，如运用机器学习动态优化水循环工厂性能以及根据实时操作数据检测异常能耗预测系统。这些措施使每PB产品水资源消耗减少了62%，能源消耗减少了51%。

杨森爱尔兰科克工厂长期支持旨在提高可持续性的地区行动倡议，目前正推动公司实现2030碳中和承诺。通过第四次工业革命技术支持下的实时发布、自适应性流程控制和其他可持续发展工作，该工厂优化了流程，在将产能提高34%以满足业务需求的同时，将每公斤产品的碳排放量减少了56%。

施耐德电气勒沃德勒伊工厂安装了工业物联网传感器，并将其与数字平台互联，释放了数据的力量，将能源管理效率提高了25%，将材料浪费降低了17%，将二氧化碳排放量减少了25%。工厂的目标是，到2025年在不抵消的前提下实现净零排放，在施耐德电气全球范围内率先实现可持续发展承诺。这座智能工厂配备了零废弃水回收站，将其连接至云端分析平台，并使用人工智能模型进行监测，以预测工艺漂移情况，将全球用水量减少了64%。

西部数据这座垂直整合的智能化工厂将能耗降低了41%，用水量降低了45%，材料浪费减少了16%。由于采取了物联网传感器、数字孪生建模、以数据分析为动力的工厂管理系统、自动熄灯和机器学习等第四次工业革命技术，工厂提升了可持续性，且在过去的四年中，该厂产能的年复合增长率达到了43%。在多项技术的共同作用下，该厂获得了马来西亚绿色建筑指标认证。

爱立信5G绿地工厂百分百采用现场太阳能装置提供的可再生电力和公用电网提供的绿色认证®可再生电力。这家智能工厂综合采用了储热/冰罐等可持续技术和工业物联网技术栈，积极监测能耗情况，旨在将能耗降低24%，将室内用水量减少75%，并在同类建筑物的基础上，将运营过程的碳排放量减少97%。今年，这家工厂成为爱立信在全球范围内首个获得LEED金级®认证的工厂。

为了进一步提高工厂能耗的透明度并改善相关决策，汉高在机器上安装了公用事业电表，并将机器纳入数学孪生技术方案，实现了30个工厂的互联和比对，便于实时采取可持续行动，从而将每千瓦时的能耗吨数降低了38%，每立方米的用水吨数降低了28%，每千克产品浪费的能源吨数在2010年的基础上降低了20%。

为了更清晰地了解工厂能耗的分布、时间和环节，莱克星顿智慧工厂采用了物联网技术，同时使用了电表和预测分析技术，旨在优化能源成本，因此将能耗（吉瓦时）降低了26%，将二氧化碳净排放量降低了30%，将用水量降低了20%，并获得了美国能源部卓越能效计划50001认证。

首先，从了解自身能耗开始。可持续灯塔工厂的范例提醒企业，了解自身能耗，不管是引入能耗预测系统，热能回收再利用等方式，只有先了解自身能耗，才能更好地控制能耗，减少对环境的影响。例如碳减排，企业可以采用碳排放报告、碳排放核算、碳排放清单等方式，了解自身的碳排放情况，并采取有效措施减少碳排放。也大大减少了生产单位能源消耗和碳排放。

其次，逐步使用数字化工具。企业可以采用工厂自动化、物联网、大数据分析等技术和系统，提高生产效率，减少能源消耗，实现可持续发展。例如西部数据由于采取了物联网传感器、数字孪生建模、以数据分析为动力的工厂管理系统、自动熄灯和机器学习等第四次工业革命技术，工厂提升了可持续性，且在过去的四年中，该厂产能的年复合增长率达到了43%。在多项技术的共同作用下，该厂获得了马来西亚绿色建筑指标认证。

最后，要尽早开始可持续发展计划。在灯塔白皮书里开展的一项调查显示，灯塔工厂与普通工厂最大差别在于观念和战略重点。且回顾看上文提到的可持续灯塔工厂入围企业，无一例外都很早就开始了可持续发展的探索。尽早开始可持续发展计划，企业可以尽早探索和规模化绿色的生产方式，提高节能减排水平，减少对环境的污染，实现可持续发展。

附录：全球132家灯塔工厂图表

来源：数字化企业

来源：纳净可零、数字化企业等

编辑：陈美珊