编者按：“母工厂”的建设成为企业提升竞争力的重要途径，也是城市实现制造业升级的有效手段。
南山所产业研究中心从国内外多个案例对制造业“母工厂”的建设经验及做法进行了对比研究，探讨了“母工厂”的核心要素、建设要点以及实际应用情况，包括生产运营方式、数字化转型、自动化技术等多个方面，为企业打造高效率、高品质、高柔性的生产体系提供有益借鉴，也为城市产业升级转型提供建议参考。
富士康深圳观澜灯塔工厂
作为全球最大的电子科技制造企业，富士康是专业从事计算机、通讯、消费性电子等3C产品研发制造的高新科技企业。为解决以往的工厂运营中客户短期量产、物料供应需求激增、设备保养维护优化等挑战，富士康注重优先引入第四次工业革命技术，采用全自动化制造流程，打造“灯塔工厂”引领企业数字化转型。2019年1月，富士康深圳观澜工厂成功入选世界经济论坛（WEF）制造业灯塔工厂名单，并持续将整体解决方案向企业内部和行业推广扩散。
生产制造力、客户服务、产品交付时间大幅提升。深圳观澜灯塔工厂主要从事手机精密机构件等精密金属产品的研发和生产，采用全自动化制造流程，促成敏捷的新产品导入、快速的产能爬升和智能化的生产。厂内配备机器学习和人工智能型设备自动优化系统、智能自我维护系统和智能生产实时状态监控系统，可实现从采购、物料准备、物料统计、叫料，到生产、包装、良率、库存、出货速度等全产业链的自动化控制。
以深圳案例引领企业内部“灯塔工厂”集群建设。灯塔工厂是富士康产业集群、数字化转型变革的引领者。富士康以深圳厂区为契机，在集团内多个厂区导入自动化、数字化、智能化等先进技术，形成系统的整体解决方案，大力推动“灯塔工厂”集群建设。截至目前，富士康已陆续在大陆地区完成30余座内部“灯塔工厂”改造，涵盖模具生产、CNC加工、表面贴装、系统组装等重点场域。继深圳厂区之后，2021年富士康成都厂区、武汉厂区、郑州厂区先后入选世界经济论坛（WEF）灯塔工厂名单。2022年，富士康在内部推动近20座“灯塔工厂”建置。通过构建标准化生产管理平台、技术验证与导入平台、推行标准评价指标体系、技术服务生态体系，计划将产业上游企业直连到一个平台系统（中央智造平台），提升协作效率，最终建成灯塔工厂集群，形成灯塔工业。
向外输出整体解决方案助力各行各业数字化转型。除了支持企业内部转型外，富士康通过对外输出场景化硬软整合产品、云及平台服务等，助力各行各业数字化转型。主要包括三种模式：一是面向大型企业提供从设计到开发部署、到运营导入的完整服务流程；二是面向产业或者区域的产业集群，提供工业互联网平台的相关服务，包括物流、众包设计，以及专门的软件应用SaaS服务等；三是基于数字底座打造工业互联网平台，开发硬软整合的标准化解决方案，目前已开发400多个专业工业APP，覆盖超10个行业和应用场景。迄今为止，“灯塔领航者计划”已链接了超300个合作伙伴。
特斯拉上海超级工厂
特斯拉是全球知名的电动汽车品牌，以其创新的技术、时尚的设计和环保的理念，在中国市场有着强大的竞争力。为更好服务中国消费者，特斯拉在上海建设了其在美国以外的第一座超级工厂。上海超级工厂于2019年1月7日开始动工建设，是中国首家外商独资新能源汽车整车生产项目和中国首批重大外资项目，实现了当年开工、当年竣工、当年投产、当年上市。主要生产特斯拉Model 3和Model Y两款主力产品，也是全球第一座生产两种车型的工厂。目前规模超1200亩（逾86万平方米），双层厂房包含冲焊涂装四大车间，以及电池、电机等核心零部件的组装车间，另设一座独立于生产体系之外的中国创新研发中心。
上海超级工厂是目前全球产能最高的生产中心工厂。与汽车行业相比，上海工厂单位面积产量是传统车厂的3-5倍。据介绍，目前汽车行业60、70秒下线一台车已属较高效率，但上海工厂二期总装车间一星期的产能已达到1.3万台，即是平均每台车下线用时45秒。与特斯拉其他工厂相比，上海工厂与美国德州的奥斯汀工厂、墨西哥的蒙特利工厂产能规划在同一量级，但面积仅为其1/12和1/20。乘联会数据显示，特斯拉2023年上半年交付电动汽车88.9万辆，创历史新高。其中，特斯拉中国总销量为46.4万辆。以此测算，上海工厂贡献了过半产量。随着产量的提升，上海超级工厂的Model 3和Model Y开始大量出口至欧洲等市场，成为特斯拉重要的电动汽车出口基地。
超级工厂快速交付离不开自动化技术的支撑。在车身制造流程中，通过制造工序集中化的方式，极大提高了整车的生产效率。工厂采用生产制造控制系统（MOS），具备人机交互、智能识别及追溯功能，可深度应用于整车制造、电池、电机等车间，提升工艺、工程设计、质量控制水平。生产线上有数百个机器人完成对应工序，几乎不需要任何员工，直到动力传动系统和车身集成以及进行最终组装过程。高可靠性的工业网络覆盖了特斯拉自动化生产线的各个角落，为设备自动化、生产设备无线联接、生产信息数据采集、人机交互、智能化决策等提供完善的网络服务。中央计算机系统会将车轮紧固螺栓的生产批次号、紧固数值、操作员等数据进行详细记录。
产品全生命周期质量管理确保产品安全可追溯。从供应商端到零部件检验，再到制造过程，到最后顾客使用，每一辆车都会被全生命周期质量管控。此外，特斯拉自主开发的大数据分析系统（FX），对压铸工艺参数实现100%数据统计，并进行参数波动报警功能，确保从源头控制零部件的品质100%稳定可控。通过仪器扫描对产品进行质量监控，由MOS系统对产品批号和可追溯性进行100%管理。
研发中心、数据中心辅助本土化运营和发展。研发创新中心以整车开发为基础，覆盖软件、硬件、电子、材料、动力及能源工程等方面。共设置28个实验室，现阶段专注于特斯拉在华软硬件、流程和技术的开发工作，同时承担中国市场的应用适配和标准测试。未来，中心还将围绕整车、充电设备及能源产品等进行更多原创开发工作，发展成为与美国研发中心同等规模的综合型研发中心。为响应中国数据安全管理的法律法规和要求，特斯拉表示所有在中国大陆市场销售车辆所产生的数据，都将存储在境内数据中心内，实现数据存储本地化。
目前，特斯拉在全球范围内已建设了四座超级工厂，除了已经稳定产出的美国加州弗里蒙特工厂和中国上海工厂外，美国德州奥斯汀工厂、德国柏林工厂都在进行艰难的产能爬升。2023特斯拉股东大会上，马斯克表示，新墨西哥蒙特利超级工厂正在奠基阶段，特斯拉会朝着年产2000万辆汽车的生产目标不断前行。上海工厂的高效经验也具有复制到其他工厂的重要意义。
丰田全球生产中心GPC
丰田汽车公司成立于1937年，是全球领先的汽车制造商。1957年，丰田开始将皇冠汽车出口到美国，自此开拓全球范围内的汽车销售市场。90年代后期，全球化进程迅速推进，生产领域的人力资源开发紧迫。为了应对发展问题，全面加强亚洲生产、销售和研发网络，丰田公司于2003年在丰田市的元町工厂建立了“全球生产中心（GPC）”，聚焦高附加值或小批量生产，重点向海外输出“丰田制造”的技术、模式等要素。
转变生产运营方式，以知识经验扩散为主要任务。传统模式下，在日本以外的地区建立新的生产基地时，会由日本一家生产同样型号的工厂充当“母工厂”，向新生产基地的核心人员提供培训。但长此以往，“母工厂”人员短缺的问题也逐渐显露，不足以支撑持续的子工厂培训。同时，各“母工厂”使用的培训方法存在差异，全球市场范围下的经验扩散质量不一且效率较低。因此，GPC尽管内设车身制造、涂装、组装的试验生产线，但生产规模较小且聚焦高附加值环节，中心重点在每个生产流程选取了最优秀的方法作为“最佳实践”，以保证技术方法持续保持先进性和前瞻性，极大减轻了单个“母工厂”的技术支援负担，缩短了海外工厂的车型升级周期。
形成技术培训体系，传播“丰田方式”保证生产质量。为加强本土其他基地的生产，有效启动新工厂，GPC通过培训生产经理和主管，向海内外扩散最佳实践。为便于学习培训，GPC开发出一套视觉手册，利用视频剪辑捕捉实际动作和计算机图形，使学员能够通过直接观察有效地掌握技能和诀窍。来自海内外生产基地的培训员在GPC接受课程教育，课程结束后培训员再带着有关材料和方法回到各自工厂的生产车间，开展人力资源培训。与传统方法相比，GPC将培训时间缩短一半。
建立海外支持中心，加速全球子工厂批量化生产能力。为进一步实现海外市场的本土化，丰田在海外主要地区建立了分支机构，将GPC的功能传播到其他国家。2005年泰国设立了“亚太全球生产中心（AP-GPC）”，负责进行全亚洲的员工培训。2006年丰田公司陆续在英国设立了“欧洲全球生产中心（E-GPC)）”，在美国设立“北美生产支持中心”，逐步形成全球质量统一的研发设计、生产制造、销售服务网络。
美蓓亚轻井泽工厂
美蓓亚（Minebea）是世界上最大的微小型轴承生产企业，主营业务是轴承和其它机械部件、旋转部件，以及其它电子设备和部件。为和公司的海外战略紧密配合，美蓓亚逐步减少日本国内工厂的生产规模，到了2000年代，本土产能已减少至每月几万件。与此同时，美蓓亚在日本国内的工厂实现了功能转型，轻井泽工厂就是代表之一。轻井泽工厂从2010年起不再承担轴承相关产品的大规模生产，核心功能转变为向海外工厂转移制造和大规模生产技术，为海外工厂提供支持，成为典型的非规模化生产“母工厂”。
扮演工厂间汇集信息的“票据交易所”角色。为保障规模生产技术的推广应用，轻井泽工厂从海外子工厂汇集信息，并将相关技术、经验在各个工厂之间分享。为此，美蓓亚基于组织架构，形成了与此功能相适应的及时、有效的数据反馈更新机制。在责任机制上，工厂内负责每项基本技术的部门分别管理海外子工厂的不同生产工序，比如，切削部门管理着泰国工厂、中国工厂和新加坡工厂的切削操作。一旦轻井泽工厂掌握了某项“最佳实践”，就会将原则、方法、操作等知识推广到其它的海外工厂。在数据更新上，工厂总部通过信息终端显示来自每个海外工厂的当前的生产量、目标生产量、成本，以及其他信息。生产量和其它类型的数据每6小时更新一次，成本数据每24小时更新一次。当数据信息发生问题或生产操作发生困难时，工厂将和海外工厂及时联系解决问题。
注重和海外子工厂建立“社区”关系。美蓓亚要求员工赴海外工厂访问考察，从而促进“母工厂”和海外子工厂员工之间形成团结一致的“社区”，加强工厂间的沟通效率。集团公司总裁等高层员工每年要访问亚洲各地的工厂约20次，总结这些工厂的运营情况及面临问题，形成报告并报送至轻井泽工厂。约400-500名部门中层主管需每月访问世界各地的工厂。新入职的日本籍年轻员工需先行前往海外工厂学习、熟悉、了解大规模生产技术和获取经验，以促使日本员工和海外工厂员工间形成团结一心的氛围。在此社区氛围下，当“母工厂”的日本员工试图了解海外子工厂的情况时，双方的沟通将十分顺畅，更高效地汇总和扩散知识。
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