灯塔操作系统：推动负责任的转型

灯塔操作系统：驱动负责任转型 白皮书 2025 年 4 月 Getty Images 图像： 目录 前言 3 执行摘要 4 1 为什么需要一个新的工业操作系统 5 1.1在传统改进方法论的基础上61.2一个共享愿景：开发并扩展一个开放的工业操作系统7 2灯塔操作系统：一种全面、端到端的方法8 2.1 为从业者设计的新操作系统标准 2.210六个适用于所有行业的根本性运营原则 2.312五个层次的运营成熟度至灯塔级卓越 2.414从行业领导者的集体经验中体现出来的卓越 2.515灯塔OS的六项原则 2.5.317端到端同步 2.5.418嵌入式可持续性 2.5.620加速数字化和数据 2.7从增量收益到系统性变革：应用Lighthouse OS212.6缺失的环节：连接能力发展与运营卓越21 323通过应用开发操作系统 3.1243.226脚注32结论及行动呼吁 29贡献者 30工厂改进——与科奇控股合作端到端供应链诊断——与塔塔钢合作 免责声明 本文件由世界经济论坛发布，作为对项目、洞察领域或互动的贡献。其中表达的研究发现、解释和结论是世界经济论坛协助和认可的协作过程的结果，但其结果不一定代表世界经济论坛的观点，也不一定代表其所有成员、合作伙伴或其他利益相关者的观点。 前言 Kiva Allgood负责人，高级制造与供应链中心；世界经济论坛执行委员会成员 维沙尔·万丘奥首席执行官，OXAGON，NEOM 如果全球的制造商都能访问一个经过验证、可扩展的系统来加速他们的转型——一个建立在最先进工业场所成功经验之上的系统，那会怎样？这正是灯塔操作系统的愿景所在，这是一个下一代工业操作系统，它将全球领先制造场所的宝贵经验浓缩成一个可操作的框架，为整个行业服务。 其他厂商，尤其是中小型制造商，在有效扩展这些解决方案方面存在困难。Lighthouse OS通过捕捉成功的要素、成功的理由以及如何大规模实施这些要素来应对这一挑战，为制造商提供工具和知识，以推动切实的商业成果、韧性和长期竞争力。 Lighthouse OS的核心理念在于设计上力求直观、灵活且能够反映现实世界的工业运作。它并非理论模型，而是制造商为满足实际需要而打造并由其构建的系统，通过行业领袖的洞察力得到验证，这些领袖已成功驾驭复杂数字转型。无论在生产车间还是在会议室，LighthouseOS为持续改进提供了共同的语言和结构，确保转型努力能够带来持久的成效。 这次旅程始于世界经济论坛、NEOM以及一群先锋行业合作伙伴之间的合作，专注于开发下一代工业操作系统（NGIOS）——一个将数字化、可持续性和劳动力转型整合到核心制造运营框架的框架。 随着工作的进展，逐渐明确，制造商需要的不仅仅是蓝图：他们需要一个实用、经过测试的系统，以弥合不同行业和地区的数字成熟度差距。在论坛全球灯塔网络（GLN）认定的189个灯塔工厂的支持下，该倡议发展成为灯塔操作系统——一种在工业组织中嵌入最佳运营实践的结构化、可扩展的方法。 为了将这一愿景变为现实，我们已组建了一个由论坛行业合作伙伴和灯塔站点组成的联盟，他们的专业知识将确保灯塔操作系统保持脚踏实地，专注于实现可衡量的成果。这份白皮书标志着迭代过程的第一步——开发、测试、精炼和规模化——目标是使灯塔操作系统对全球制造商开放访问。通过共同努力，我们可以开启一个工业卓越的新时代，确保在第四次工业革命中，没有一家公司被落下。 这种转型的必要性是显而易见的。虽然一些公司已经掌握了人工智能（AI）、自动化、数字孪生和以可持续性为重点的创新的使用，但许多公司仍然处于起步阶段，尚未充分利用这些技术。 管理摘要 灯塔操作系统引领制造业卓越之道。 制造业正经历一场由数字技术的快速演变、可持续性要求以及市场动态和客户期望的变化所驱动的关键转型。尽管传统运营方法奠定了基础，但它们已不足以应对日益增长的复杂性和波动性。本白皮书介绍了灯塔操作系统（Lighthouse OS），这是一个结构化、开源框架，旨在将最佳实践运营卓越与数字和可持续实践相结合，以推动负责任的行业转型。 组织；以及加速的数字和数据。这些原则在一个五阶段成熟度模型中得到体现，确保组织可以系统地朝着运营卓越的目标迈进。 迈向成功灯塔操作系统的道路需要一种范式转变。灯塔操作系统被设计为简单、实用且直观，确保不同操作成熟度的制造商都能易于访问。其目标是实现自我引导和开源，以促进各行业间的合作和持续改进。 基于全球灯塔网络（GLN），1世界经济论坛的一项倡议，该倡议旨在识别和认可世界上最具先进性的运营场所——灯塔操作系统，旨在定义一种新的工作方式，并构建一个帮助制造商走向卓越的改进引擎。如果灯塔代表了当前运营卓越的基准，那么灯塔操作系统就是一种结构化的方法，它将通过提供指导、最佳实践和清晰的转型路线图，使更多组织能够达到这一水平。 未来，该计划将专注于扩大试点项目，验证灯塔操作系统的价值，并开发一个数字化平台以促进广泛采用。该愿景是使这个平台成为一个最佳实践的动态存储库，使组织能够衡量其进展，获取相关知识（例如用例），并从操作原则的角度探索针对实施的定制推荐。 制造商、技术供应商和公共部门被邀请参与灯塔OS倡议，塑造工业运营的未来。通过参与这一全球努力，组织可以获取关键洞察，推动持续改进，并为一个更具弹性、可持续和数字化赋能的制造业生态系统做出贡献。 Lighthouse OS 的结构围绕六个核心原则展开，这些原则代表了日常运营的方式：适应性强且稳健的流程；互联且透明的流程；端到端同步；内嵌的可持续性；学习 1为什么需要一个新型的工业操作系统 这是时候采取一种新的制造方法了，这种方法能够释放新兴技术和可持续性的可能性。 推动灯塔操作系统（Lighthouse OS）倡议的雄心是刷新、修订甚至重塑过去全球生产系统，以适应数字时代——本质上，创建一个黄金标准参考框架，作为解决问题的引擎，以推动改进和绩效，开源并与世界共享。 地缘政治紧张、多元信息流、资源约束以及全球竞争需要积极引导以在端到端的供应链网络中保持效率和竞争力。 –管理不断增长的复杂性 人们：人机交互是至关重要的。人工智能和机器人正在实时重塑人类角色，通过更无缝的界面模糊界限，提升性能，同时使工作更安全、更有效、更具创新驱动性，保持工作以商业为导向的同时，也让工作更有意义和满足感。 此框架是与世界经济论坛全球灯塔网络（GLN）合作建立的，以确保最终的方法不仅从行业领导者及其经验中学习，而且支持制造商的连贯之旅。起点是理解制造业目前的状况及其发展历程。从高层次来看，有五个驱动力正在塑造制造业： –可持续性不再是可选项； 地球：制造商必须在效率与环境责任之间取得平衡。现代的社会和环境压力要求采取行动应对气候变化和资源稀缺。实现真正的可持续性需要从设计到生产、使用和再利用，对商业模式进行彻底的重新设计。 –为了满足不断增长的需求客户：大规模个性化定制和即时配送，制造商必须适应。定制已从功能选择演变为产品通常根据个人需求进行独特定制的情况。这种转变挑战制造商在确保质量的同时，在生产线中处理更大的灵活性——通常在更低的生产量下。 –上述四个业务主题 技术：利用技术释放潜在能力。利用数字解决方案和数据可以推动和加速进步，从提升工厂操作生产力到在整个业务流程中获得整体竞争优势。 –管理日益复杂供应链：供应链需要弹性和实时透明度。供应链 中断， 1.1 建立在传统改进方法之上 几十年来，制造商们一直依赖精益、六西格玛和约束理论等既定方法来推动持续改进。这些方法通过强大的丰田生产系统得到体现，在丰田工厂，“流程被严格脚本化，同时丰田的运营又是极其灵活和适应性的”。2 因此，关键问题是，如何设计一个工业操作系统，使其能够作为工业公司推动改进的参考框架，在单一平台上将生产系统的最佳元素与数字IT/OT系统的最佳元素相结合？ 今天，随着数字技术为工业操作提供了一个真正同步且无缝端到端执行的机遇，需要一种全新的、前所未有的运营方法，一种能够连接过去孤立的方法。这种新的方法必须通过用例捕捉生产过程的精细度，同时将其无缝连接成一个整体、端到端的框架，从而促进整个系统的更好调控和平衡。 虽然这一洞察可以追溯到20世纪90年代末——其他基础的管理方法甚至更早——但其核心原则仍然适用。持续改进仍根植于结构化的、科学的实验，通过不断地改进标准来挑战现状。 今天，数字和数据解锁了新的灵活性和敏捷性水平，同时保持对质量和交付的控制。复杂性在于，新兴技术可能显得高度概念化，而改进方法并不特别适合捕捉这种数字机会。 实现这一高目标可能需要不仅仅是渐进式的发展。它需要思维上的一个跃迁——一种面向当前、回顾未来的方法。 灯塔操作系统。这项工作目前正在与一群合作伙伴共同创建、开发和试点，并将以开源的方式与全世界分享，以鼓励持续改进和协作。 灯塔操作系统：一种全面、端到端的方法 行业领袖在Lighthouse OS倡议中将已证实的用例与六个基本运营原则相联系，铺展出预验证的高效途径以实现卓越。 将映射到五个成熟度级别 Lighthouse OS的核心是一个指导性的框架，用于负责任的工业转型——一种能够在各个行业和地区释放潜力的全新工作方式。虽然核心原则和关键要素已经得到了很好的定义，但该框架本身仍在不断发展，尤其是在这些要素如何相互连接以及与整体GLN框架如何对齐方面。该结构遵循多级方法，从一系列基本原理开始，分解为关键改进领域，并由一个映射到不同成熟度的能力库（工具、技术和最佳实践）支持。随着这项工作的推进，目标是精炼这些组件如何组合在一起，以提供一个结构化、可扩展的方法——这使制造商能够以标准化的方式建立能力。 以一贯可持续的方式，同时根据其特定需求定制转型路径（见图1）。 这样，Lighthouse OS将为整个行业的外包流程创新和问题解决制定蓝图，帮助行业参与者规划他们相互关联的旅程，加速并成功部署和扩展新兴技术。它还将帮助他们根据组织当前的状况和未来目标定制他们的方法，帮助他们实现最大程度的客户和商业影响。Lighthouse OS帮助制造商避免昂贵的错误，同时培养一个动态、不断发展的系统驱动工业卓越标准，该标准灵活适应并补充现有的操作系统。 2.1 一个为从业者设计的全新操作系统标准 灯塔操作系统正被设计成简单、实用和直观： –为了构建那些工具和直观：将技术按照逻辑实施顺序排列，与所需的企业能力相匹配，使用户在处理实施下一步之前理解所需的能力促进因素。这是系统方法的核心。 简单：系统易于用户识别，并反映了他们如何管理日常运营。这样，用户可以轻松地看到自己在整体系统中的位置以及他们在整体改进中的角色。 这些目标源于将Lighthouse OS应用于所有领域的需求，从流程层面的持续改进到业务范围内的重大变革和大规模转型。 –保持解决方案的焦点在工具上实用：用户可以通过哪些技术和方法来改善其工业系统。通过这种方式，用户可以专注于用例实现和自下而上的运营性能提升。 2.2 六项适用于所有行业的根本性运营原则 Lighthouse OS基于六个操作系统原则（图2），旨在代表日常运营中的所有核心能力和活动，其结构方式反映了工厂和价值链在现实中的运作——基于操作单个工作站所需的生产系统能力：；生产易适应且稳健的工艺生产线：; 覆盖连接透明供应链：;端到端同步和覆盖能力，以实现可持续的工业运营：在核心嵌入式可持续发展侧重于以人为本：.学习型组织 所有上述内容都是通过加速实现，提升能力得来的。数字和信息流在整个业务中。 这些操作系统原则不仅解决了上述挑战，还反映了行业运作方式。它们由NEOM的研究启发，并由一支跨行业专家团队根据灯塔站点的领先行业运作进行改编，它们在多个行业中的领先全球公司进行了压力测试，并通过早期发展阶段的项目进行完善。 适应性强且稳健的流程 连接且透明的流程 端到端同步 工作站和流程具有增值、灵活、准时、健壮，提供高