随着全球经济一体化进程加速，市场竞争愈发激烈、环境约束愈加严格，传统的制造业面临成本上升、效率低下、资源浪费等问题。同时，市场对高质量产品、快速交付和个性化定制的需求日益增长，制造业企业转型升级迫在眉睫。与此同时，以数字化、网络化、智能化为特征的第四次工业革命浪潮正在全球持续推进，利用数字技术提升企业生产能力将成为未来区域和产业发展的关键。云计算、AI、大数据、人工智能等技术的产业化应用将革新制造业价值链的各个环节，生产模式和空间布局将随之转变。

在此背景下，“灯塔工厂（Lighthouse Factory）” 应运而生。自世界经济论坛（WEF）和麦肯锡公司于 2018 年联合发起 “全球灯塔网络” 倡议以来，灯塔工厂的数量与影响力持续攀升。入选灯塔工厂意味着企业能成功运用数字化技术优化业务流程，大规模部署工业 4.0 技术提升生产效率，形成了快速反应市场需求、创新运营模式、绿色可持续发展的全新形态。因此，灯塔工厂作为 “工业 4.0” 的示范者，成为全球制造企业转型发展的新趋势、新目标。

灯塔工厂在全球尺度上的时空分布格局如何？不同生产模式的灯塔工厂分别有什么特征，在空间组织上又呈现出怎样的异同？工业 4.0 时代下的工厂及园区该如何进行数字化和智能化规划转型？本次研究基于全球灯塔网络白皮书中的统计名单，梳理全球 “灯塔工厂” 的入选时间、地理区位、行业类型等关键数据，尝试对 “灯塔工厂” 的不同生产组织模式和对应空间特征展开探讨，以期丰富和深化智能产业和空间的学术研究。

1 “灯塔工厂” 的总体发展情况

1.1 “灯塔工厂” 的定义与类型

灯塔工厂被誉为 “世界上最先进的工厂”，主要指系统应用计算、数据、人工智能、物联网、数字孪生等前沿工业 4.0 技术，实现生产模式创新，并在降本增效、价值链重构与可持续性发展方面具有显著示范效应的先进制造企业，主要可分为以下三种类别：

1.单一工厂灯塔：累计入选 125 座，以富士康、西门子为代表，依托工业 4.0 技术实现生产环节的数字化、智能化升级。

2.端到端灯塔：累计入选 60 座，以上汽大通 C2B 定制工厂（南京）、海尔中央空调（青岛）等企业为代表，广泛应用数字技术优化价值链上下游，依托工业互联网平台整合供应链资源，推动端到端产品开发、生产与交付。

3.可持续灯塔：作为 2021 年新增的遴选标准，以工业富联（深圳）、美的洗衣机（合肥）等企业为代表，顺应了制造业绿色化转型的趋势，依托数字化技术实现节能减排，重视工厂及供应链的能源高效利用和生态可持续性的表现。

图 1 灯塔工厂三种类型特征图

1.2 “灯塔工厂” 的评选标准

截至 2025 年 1 月，已有全球 33 个国家的 189 家企业成功入选，灯塔工厂的评选主要是基于企业提供的切实可见的成果和用例，没有绝对的量化标准，对行业和规模的弹性也很大，涵盖了员工不足 100 名到超过 1 万名的各类企业。纵观这十三个批次可知，灯塔工厂的评选标准并非一成不变的，而是呈现出较为明显的动态演进趋势：

1.数字化转型战略的重要性不断提升，入选企业的转型重点已经逐渐从早期的自动化产线改造转向企业级数字化战略的重构，新晋灯塔工厂战略规划的系统性、前瞻性较早期入选企业提升了 42%。

2.人工智能技术的渗透性逐渐加强，2023 年 12 月入选的灯塔企业已经 100% 实现了 AI 技术在供应链预测、设备维护、质量检测等场景的规模化应用。

3.绿色可持续制造的实践范例持续增多，2025 年起，可持续发展成为灯塔工厂评选的准入项而非加分项，其通过数字孪生优化能耗、区块链溯源再生材料、碳足迹智能监测等技术，验证了工业 4.0 与碳中和目标的协同实现路径。

总的来看，灯塔工厂的评选已经突破了传统工厂 “生产环节智能化” 的单一维度，更聚焦于企业如何通过实现生产资源的动态调配、生产过程全周期的数字化与智能化管控，最终构建敏捷生产与供应链协同的价值重构体系。

1.3 全球 “灯塔工厂” 的时空分布格局

灯塔工厂的发展见证了全球制造业数字化、智能化转型的加速推进，其数量增长与地域、行业分布的变化，深刻反映了智能制造在全球范围内的发展轨迹与趋势。

1.3.1 时间维度：增长态势显著，不同阶段性发展特征鲜明

自 2018 年首次评选以来，全球灯塔工厂的数量呈现出持续增长的态势，其发展历程可划分为三个阶段，各阶段都具有独特的发展特征和驱动因素。

（数据：2018/9-2025/1 全球及中国灯塔工厂数量变化：2018/9 全球 9 家、中国 3 家；2019/1 全球 7 家、中国 2 家；2019/7 全球 10 家、中国 6 家；2020/1 全球 18 家、中国 10 家；2020/9 全球 15 家、中国 4 家；2021/3 全球 21 家、中国 5 家；2021/9 全球 19 家、中国 10 家；2022/3 全球 17 家、中国 13 家；2022/10 全球 11 家、中国 6 家；2023/1 全球 18 家、中国 11 家；2023/12 全球 21 家、中国 5 家；2024/10 全球 19 家、中国 8 家；2025/1 全球 17 家、中国 12 家）

图 2 全球及中国灯塔工厂数量变化图

(1)2018-2019 年：起步探索阶段

灯塔工厂评选初期，全球对智能制造的探索尚处于初步阶段，企业对数字化转型的认知和实践较为有限，先进技术的应用和推广面临诸多挑战。这一时期内灯塔工厂数量增长较为缓慢，2018 年仅 9 家工厂入选，2019 年 1 月和 7 月分别新增 7 家和 10 家，总数达 26 家。这些早期入选的灯塔工厂主要由西门子、施耐德、宝马等欧美老牌企业主导，他们经过了前几轮工业革命的资本积累，拥有深厚的技术储备和资金实力，为灯塔工厂的建设奠定了坚实基础。

(2)2020-2022 年：快速增长阶段

随着全球制造业对数字化转型重要性认识的加深，越来越多的企业开始积极投入到相关实践中。5G 技术商用和工业互联网平台的快速发展也为智能制造提供了更强大的技术支撑和更广阔的应用场景。这一阶段，灯塔工厂的数量快速增长，2020 年 1 月、9 月新增了 18 家和 10 家。2021 年，逆全球化的趋势继续倒逼制造业转型，3 月和 9 月分别入选了 15 家和 21 家；2022 年 3 月和 10 月又新增了 13 家和 11 家，三年间总数增长了 88 家。中国的海尔、富士康等企业的工厂在这一时期纷纷入选。此外，新冠疫情也加速了企业数字化转型步伐，新能源汽车、生物医药等新兴产业领域的灯塔工厂不断涌现。

(3)2023-2025 年：全面扩张阶段

2023 年 1 月和 12 月公布了第九批和第十批入选灯塔工厂的名单，分别新增了 18 家和 21 家，这些工厂在前沿技术应用与价值驱动战略方面表现突出，生产网络扩张速度显著快于非灯塔工厂。2024 年新增 19 家，2025 年 1 月新增 17 家，其中施耐德电气无锡工厂二次入选（2021 年已入选过单一工厂灯塔，本次再度入选可持续灯塔）。可持续发展理念在制造业中的深入贯彻，也促使更多的灯塔工厂在绿色制造、节能减排等方面取得了显著成效。

1.3.2 空间维度：集聚趋势明显，中国数字化转型纵深推进

在发展初期，灯塔工厂主要集中在欧洲、北美等发达国家和地区，如德国凭借其在工业 4.0 战略下的技术积累和政策支持，成为灯塔工厂数量较多的国家之一。而随着全球制造业格局的调整和新兴经济体的崛起，亚洲地区的灯塔工厂数量迅速增加，逐渐成为全球灯塔工厂的主要集聚地，尤其是中国，凭借 “世界工厂” 的优势，灯塔工厂的数量在全球独占鳌头，印度紧随其后。

截至 2025 年，中国已有 79 家灯塔工厂，占全球总数的 41.8%，整体呈现 “沿海引领、内陆跟进” 趋势，东部沿海地区的灯塔工厂数量遥遥领先，该地区雄厚的制造业基础、完善的产业配套体系、丰富的技术人才储备和先进的科技创新能力均为灯塔工厂的发展提供了优越的环境。从区域分布看，江苏省的灯塔工厂数量位列全国第一（13 家），其中苏州市占了半壁江山（7 家），涵盖了电子、机械、化工等多个行业；广东省次之（10 家），山东省（7 家）、上海市、台湾紧随其后（分别拥有 6 家），五省入选总数占到了全国的 53.2%。

印度近年来在制造业领域的发展迅速，其灯塔工厂数量也达到了 16 家，主要分布在电子、汽车、消费品等行业，这些工厂凭借低廉的区位、人力成本和不断提升的技术水平在数字化转型方面取得了显著成效。美国本土的灯塔工厂只有 13 家，位居全球第三，但属于美国企业的全球灯塔工厂数量不容小觑，其行业布局也最为全面，主要集中在科技含量较高的医药及医疗产品、工业自动化等领域。

表 1 全球灯塔工厂数量分布统计表

1.3.3 行业分布：广泛覆盖重点突出，高新技术行业领域需加强

灯塔工厂所属行业千差万别，从 2018 年第一批 11 个行业，延伸至 2025 年 35 个不同行业，从最初的汽车、电子等传统制造业领域，逐渐拓展到化工、食品饮料、生物医药、新能源等细分行业领域。由此可见，不仅仅是汽车、消费品等大体量产业，各行业制造企业都有实现灯塔工厂目标的潜力和机会。

图 3 全球灯塔工厂行业分布统计图

截至当前，生物医药、消费品、电子产品及设备、家用电器和汽车及零部件制造等行业的灯塔工厂数量较为集中，合计占比超 55.5%，充分体现了这些行业在智能制造领域的积极探索与先行优势。电子设备和家电行业由于市场竞争激烈、产品更新换代快、生产工艺复杂等特点，对智能制造技术的需求极为迫切。消费品行业也拥有较多的灯塔工厂，主要是因为其市场需求多样化，对生产的灵活性和响应速度要求较高。

总体而言，全球灯塔工厂在行业分布上呈现出广泛覆盖且重点突出的特点，具体表现为以传统制造业为基础、消费品制造为主导、服务化转型为方向的特征，但在高新技术领域的深度转型和创新能力上仍需进一步加强。此外，虽然我国在传统制造企业数字化转型方面占据先发地位，但入选的灯塔工厂主要集中于离散型制造业，分布在贴近终端消费者的产业链下游，以电子元器件和家电制造最为突出，在高新技术产业上的发力不足，从传统加工组装向 “制造 + 服务” 的深度转型仍需进一步加强。

2 全球 “灯塔工厂” 的生产组织模式及空间特征

2.1 “灯塔工厂” 的模式分类

基于对灯塔工厂总体发展情况与分布格局的梳理，研究依托生产组织方式和空间组织形态等主要特征，将灯塔工厂主要分为三种生产组织模式。卓越标准制造导向型的灯塔工厂数量最多，功能上以产业链上中游的生产制造为主导，空间转型主要从产线的自动化和智能化改造入手。订单快速交付导向型的灯塔工厂具有一定的创新转型特征，注重供应链的数字化优化，相比其他两种模式，该模式下的一些行业工序更具备工业上楼的条件，工厂内部空间无人仓储和智能物流设施的应用规模更广泛。创新业务模式导向型的灯塔工厂数量整体较少，且目前主要集中在整车制造领域，由于顺应了制造业服务化转型的趋势，尤其是以销定产的 C2B 模式（Customer-to-Business），实现了价值链的升级，布局中增加了更多交互式的智慧体验空间。

表 2 灯塔工厂不同生产模式空间组织特征表

2.2 卓越标准制造导向型

卓越标准制造导向型主要是指针对于传统制造业领域数字化转型的制造企业，其聚焦利用工业 4.0 技术完成生产环节和流程的高度智能化与自动化，实现产品大规模、高精度的标准化生产，适用于技术门槛较高的制造领域，如电子元器件制造、钢铁等行业领域。在空间组织形态方面，由于卓越标准制造型的灯塔工厂多数属于龙头企业，占地规模较大，在 50-200ha 之间不等，内部功能以生产制造为主导，占比约为 60%-80%，配有少量研发办公、仓储和生活配套设施，考虑到生产过程中的部分污染情况，功能区的分区严格，边界较为明确。该模式又可以细分为龙头集团引领型和绿色智能制造型两种亚类。

龙头企业引领型以富士康位于中国深圳的龙华科技园为例，园区占地面积约 22 平方公里，容积率达 2.5 以上。园区内部严格分区，生活区配套设施齐全，呈现组团式布局，而生产厂房多以行列式布局，采用模块化车间设计，按产品类型划分为独立生产单元，如智能手机组装线、服务器生产线等，适应多品种大批量生产的需求。工厂内部大规模应用机器人完成从零部件的加工到产品的组装等大量重复性工作，满足大型自动化设备（如 SMT 贴片机）及悬挂式物流线的安装需求，结合智能生产实时监控系统已经基本实现了 “黑灯工厂”，规模效应显著。目前，富士康在大陆多个地区成功实施了 30 余座工厂的数智化改造，形成了一套较为成熟的灯塔工厂标准化建设体系。

图 4 富士康深圳龙华园区平面布局及照片（资料来源：作者整理绘制）

绿色智能制造型以宁德时代位于江苏溧阳的生产基地为例，工厂占地面积约 67 公顷，容积率在 1.5 以上。该生产基地内部包括电芯工厂、模组工厂、喷涂工厂和产品测试验证中心实验室等功能，关键工序车间层高达到 12-15 米，适配大型涂布机、叠片机等设备。除了产线高度自动化外，工厂在绿色制造方面也不断探索：厂房在屋顶表面均配置了自建的分布式光伏发电和储能电站，每年可以提供 7000 多万度的绿色能源，厂区内部通过使用电动叉车等实现了物流环节的零碳运转，工厂的二氧化碳排放量减少了 47.4%。

图 5 宁德时代溧阳工厂平面布局及照片（资料来源：作者整理绘制）

2.3 订单快速交付导向型

订单快速交付导向型主要是指以市场化需求为导向的制造企业，这些企业面向终端消费者，在电商经济的影响下面临短期交易的压力，通过数字化技术优化供应链与生产流程，实现资源动态配置和精准计划生产，完成从订单接收到产品交付的快速响应，适用于日消费品、家用电器制造、电商物流等行业领域。该模式下的灯塔工厂在园区空间形态组织方面往往采用环形放射式路网，内部生产区和仓库附近均有大量货车停放区域。同时，为了应对订单峰值或供应链中断等极限情况，往往会预留临时仓储区和备用生产线空间。

以宝洁广州黄埔工厂为例，该工厂是宝洁在亚洲最大的生产基地之一，承担日化产品的规模化生产，需容纳多条生产线、仓储及配套设施。同时，由于日化行业生产设备需要布置较大平面空间（如灌装线、包装线），且生产流程对垂直空间需求有限，工厂整体容积率较低。不过，工厂配备了自动化立体仓库和智能分拣系统，通过 AGV 机器人集群实现物料流转，其分拣效率达 20 万件 / 小时，可以支撑日均 30 万单的电商订单处理能力。

图 6 宝洁广州黄埔工厂平面布局及照片（资料来源：作者整理绘制）

2.4 创新业务模式导向型

创新业务模式导向型的企业同样面向终端消费者，但客户需求较为个性化，对产品质量和售后服务方面要求也较高，因此企业利用模块化设计、柔性产线等实现低成本的产品大规模定制，且该模式的企业已经逐渐完成从单纯产品的生产向提供 “产品 + 服务” 的转变。

在空间组织形态方面，由于该模式的灯塔工厂集中来自汽车制造行业领域，需要满足大量整车停放的需求，整体园区的占地规模在 200ha 以上。园区内部功能复合化程度较高，往往集中了总部、研发、生产、销售、售后服务等全产业链环节，甚至部分工厂出现了 AR/VR 智慧体验空间。

以广汽埃安智能生态工厂为例，该工厂搭建了 “积木式” 模块化平台，实现动力系统、底盘结构、智能座舱等核心模块的 100% 可重构组合，消费者可通过线上定制平台自由搭配续航里程、内饰风格、智能配置等选项，支持超过 2000 种车型组合方案，工厂的定制化订单数量占比超过 40%。为此，工厂建设了 “蜂窝式” 柔性车间，一条独立生产线配备 7-8 种车型兼容工装系统，利用智能机械臂视觉识别系统，可在 15 秒内完成不同车型的工装夹具自动切换。工厂还设计了空中连廊，实现了焊接、总装等车间的无缝衔接，类似底盘、电池等物料的传输效率提升 50%。在低碳方面，车间屋顶上方同样铺满了太阳能电池板，在光照充足的条件下，可以满足工厂日常 50% 的用电量。

图 7 广汽埃安智能生态工厂平面布局及照片（资料来源：作者整理绘制）

3 面向工业 4.0 时代智能工厂及园区的规划建设启示

基于工业 4.0 时代的发展需求和智能制造的不断升级迭代，未来的智能产业空间的发展趋势将表现为生产全流程贯通、纵向产业链深度整合与横向企业高效协同的复合型产业生态体系。智能工厂及园区的规划工作需要关注不同生产模式、行业类型的企业在升级转型时面临的不同困难与痛点，实施针对性的引导和政策支持。在具体的规划建设层面，可以从园区功能布局、空间场景营造等方面入手，积极推动智能工厂及园区空间的规划革新。

3.1 空间组织重构，园区功能复合化

空间组织重构将推动智能工厂及园区空间功能布局的调整。一方面，园区内部的生产空间与创新孵化、生活服务等功能将会在垂直空间上高度融合，推动用地的混合利用，如新型产业用地的规模将进一步扩大。另一方面，更加细分的产业门类和多样化的流程工序将催生出高度专业化的生产空间，以满足各环节的需求。例如，针对上游的研发和中试环节，园区应尽可能满足 8 米以上的层高来适配一些大型的实验室设施；对于轻型装配环节则需提供更大的载重以满足机械臂的使用。

3.2 生产模式革新，生产单元模块化

大规模个性化、定制化生产模式将推动工厂内部柔性产线的应用，具体表现为生产单元的模块化布局。传统工厂的生产线往往是根据固定的工艺流程设计的，限制了生产效率的提升和快速响应市场需求的能力。而在智能工厂中，将工厂中的各个生产单元按照标准化的模块进行设计，或者通过隔断实现空间的弹性分割，使得生产线可以根据需求快速进行重新配置和扩展，支持多品种的混线生产。例如，当产品需求增加时，工厂可以通过增加或更换特定的模块来提高产量，而不是重新设计整个生产线。这种灵活性能够帮助工厂应对不断变化的市场需求，提高资源利用效率和生产能力。

3.3 技术集成引领，产业载体智能化

未来智能工厂将进一步扩大机器人、自动化设备和智能控制系统等工业 4.0 技术设备的使用规模，推动向 “黑灯工厂”“无人工厂” 发展。如今，大量机械臂类自动化设备已经可以替代传统的人工操作，完成一系列如焊接、搬运、装配等的重复劳动，尤其是在仓储物流板块，智能工厂可以借助人形机器人和自动分拣设备实现货物的快速存储与精准分拣。同时，越来越多的智能工厂将会利用大数据搭建可视化数字管理平台，实时跟踪供应商的库存、产能和交付情况，并对原材料搬运入库到生产，再到成品自动化包装储存和运输的全流程地进行实时监控。

4 结语

随着工业 4.0 时代的深入推进，全球越来越多的制造业企业将走进智能化、数字化转型阶段，灯塔工厂的数量将继续保持增长态势。本文通过对全球范围内典型灯塔工厂的案例分析，探讨了三种模式下灯塔工厂的空间组织特征，研究发现：灯塔工厂的发展呈现出 “技术驱动、生态协同、柔性生产” 三大特征，产业链整合成为提升效率的关键。其次，灯塔工厂在空间上表现出 “复合化、模块化、智能化” 的规划趋势，不同行业在占地规模、层高和流线布局等维度上均存在部分差异。总之，灯塔工厂不仅是技术创新的试验场，更是全球制造业未来图景的缩影，其生产组织模式和空间特征的研究，不仅为行业提供实践参考，也为城市产业空间规划、区域经济协同发展等议题提供了新的思考维度。

值得关注的是，灯塔工厂的推广目前仍面临挑战，如中小企业转型成本高、区域发展不均衡等。未来研究应进一步探索适用于不同规模企业的数字化转型路径，并加强政策引导作用，推动全球制造业的转型升级。