江西省化工行業(yè)數(shù)字化轉型現(xiàn)狀及未來發(fā)展研究

郭 利

（國家工業(yè)信息安全發(fā)展研究中心，北京 100040）

0 引言

化工行業(yè)是我國國民經(jīng)濟支柱的產(chǎn)業(yè)之一，面對當前逆全球化趨勢和新冠疫情長期存在的基本形勢，化工行業(yè)企業(yè)和園區(qū)如何進行數(shù)字化轉型，實現(xiàn)自動化生產(chǎn)和數(shù)字化管理，提升自身的風險抵抗能力和在市場中的競爭力，是當前值得關注的重點課題。本研究通過向江西省重點化工行業(yè)企業(yè)和園區(qū)發(fā)放調(diào)查問卷，收集了共64 家企業(yè)和23 家園區(qū)填報的問卷數(shù)據(jù)。從問卷數(shù)據(jù)來看，超70%的行業(yè)企業(yè)在2020 年已經(jīng)開展了數(shù)字化轉型相關工作，進行了50 萬元以上到1 億元以下不等的資金投入，17 家園區(qū)在2020 年則進行了500 萬元以上到10 億元以下不等的資金投入。

1 江西省化工行業(yè)數(shù)字化轉型現(xiàn)狀

1.1 化工行業(yè)企業(yè)

1.1.1 數(shù)字化基礎

當前，江西省化工行業(yè)企業(yè)信息化發(fā)展總體仍處于較低水平，設備設施聯(lián)網(wǎng)率不高，數(shù)字化、網(wǎng)絡化基礎薄弱。化工企業(yè)的數(shù)字化建設離不開數(shù)據(jù)基礎、管理基礎、技術基礎的建設，然而當前行業(yè)數(shù)字化技術應用水平和管理水平較低，尤其是設備改造資金投入不足、基礎數(shù)據(jù)存在失真及殘缺的問題、數(shù)據(jù)管理水平較弱，企業(yè)的數(shù)字化建設進程較緩。

1.1.2 自動化生產(chǎn)

從填報數(shù)據(jù)來看，目前江西省化工行業(yè)企業(yè)的自動化水平參差不齊，少數(shù)大型企業(yè)自動化生產(chǎn)水平較高，具備成套成體系的自動化生產(chǎn)體系，而中小型企業(yè)自動化設備嚴重不足，部分企業(yè)仍以人工作業(yè)為主，作業(yè)風險較高，生產(chǎn)質(zhì)量難以得到有效控制。同時，由于自動化設備購置前期投資大，設備改造成本也較高，中小企業(yè)普遍表示缺乏足夠資金進行數(shù)字化改造。

1.1.3 生產(chǎn)管理

生產(chǎn)制造方面，超1／3 的企業(yè)在關鍵危險化工工藝及重點監(jiān)管的物料使用上廣泛引入了DCS（集散控制系統(tǒng)）或PLC（可編輯邏輯控制器）系統(tǒng)，實現(xiàn)生產(chǎn)半自動化或自動化。此外，近10%的企業(yè)應用了SIS（安全儀表系統(tǒng)），對生產(chǎn)過程的工藝指標（各個重大危險源區(qū)域的儲罐液位、溫度、壓力、氣體泄漏檢測）進行監(jiān)控。個別企業(yè)大力投資自動化生產(chǎn)設備和系統(tǒng)，實現(xiàn)了初級的自動化生產(chǎn)和實時在線監(jiān)控。總體而言，超一半的企業(yè)從設備和系統(tǒng)兩方面已經(jīng)開始推進生產(chǎn)自動化的升級改造，實現(xiàn)了部分工藝或生產(chǎn)流程的自動化，初步成果較為顯著。

1.1.4 企業(yè)經(jīng)營管理

據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，近1／3 的企業(yè)初步采用了OA辦公系統(tǒng)和ERP 系統(tǒng)賦能企業(yè)的數(shù)字化經(jīng)營管理。應用OA 管理系統(tǒng)實現(xiàn)對企業(yè)內(nèi)部項目以及內(nèi)部運行動態(tài)狀況的掌握。ERP 經(jīng)營管理系統(tǒng)則將財務、倉儲、人員、物料等信息數(shù)字化，為企業(yè)經(jīng)營管理提供支撐。

1.2 化工園區(qū)

1.2.1 園區(qū)環(huán)境監(jiān)測

由于化工行業(yè)的特殊性，園區(qū)基本對企業(yè)的污水、氣體排放情況都采取了一定的監(jiān)測手段。約1／4 的園區(qū)實現(xiàn)了對園區(qū)內(nèi)污染企業(yè)廢水排口、廢氣排口、雨水排口、廠界惡臭監(jiān)測、固廢視頻監(jiān)控為一體的實時在線監(jiān)測，構筑了比較系統(tǒng)完善的在線監(jiān)測體系，初步實現(xiàn)了對園區(qū)企業(yè)廢水、廢氣、雨水排污的精細化監(jiān)管。但仍有個別園區(qū)未能采取監(jiān)管措施，缺乏相關配套信息系統(tǒng)。

1.2.2 安全監(jiān)管和應急救援

近1／3 的園區(qū)表示已經(jīng)建有一定的安全生產(chǎn)監(jiān)管信息系統(tǒng)，包括將重點企業(yè)納入重大危險源在線監(jiān)測預警系統(tǒng)，將企業(yè)存在的隱患問題錄入安全生產(chǎn)監(jiān)管平臺，并實時更新進度，進行數(shù)字化管理，其中近一半的園區(qū)采取的是委托第三方提供的安全生產(chǎn)監(jiān)管服務。個別園區(qū)仍無安全生產(chǎn)監(jiān)管平臺，但表示已經(jīng)納入未來智慧園區(qū)建設計劃中，或正在籌建之中。

1.2.3 能源管理

只有個別園區(qū)完成了能源管控中心建設，對園區(qū)內(nèi)的能源使用情況進行管理。95%的園區(qū)暫無能源管理／能源管控中心，其中15%的園區(qū)表示未來將進行能源管理建設，將園區(qū)的能源管控納入智慧園區(qū)建設計劃，并與其他信息系統(tǒng)進行聯(lián)動，實時在線監(jiān)測企業(yè)能源使用情況。

1.2.4 公共服務平臺

近1／3 的園區(qū)已經(jīng)建立了公共服務平臺，其中個別園區(qū)擁有多家公共服務平臺，為企業(yè)提供技術咨詢、金融業(yè)務、企業(yè)管理、人才聚集等多樣服務。此外，個別園區(qū)構建了以創(chuàng)業(yè)孵化、科技中介、科技金融、知識產(chǎn)權為核心的科技服務體系，建成了省級科技企業(yè)孵化器、省級眾創(chuàng)空間，打造智能電子工程技術研究中心、金融服務中心等公共服務平臺，形成了 “公共技術平臺＋孵化器”的發(fā)展模式，讓公共服務平臺更好地發(fā)揮作用。

2 江西省化工行業(yè)數(shù)字化轉型存在問題分析

2.1 化工行業(yè)企業(yè)

2.1.1 企業(yè)自動化水平差異較大，部分工藝難以實現(xiàn)自動化

當前企業(yè)自動化建設水平差異較大，大型企業(yè)能夠?qū)崿F(xiàn)90%以上的全自動化，而中小型企業(yè)自動化水平仍較低。綜合來看，大部分企業(yè)的自動化生產(chǎn)局限于部分產(chǎn)線或少量關鍵工藝步驟，仍有部分操作還是采用人工，行業(yè)企業(yè)的自動化設備仍嚴重不足。此外，化工行業(yè)企業(yè)部分生產(chǎn)方式較傳統(tǒng)，如農(nóng)藥類，部分工藝很難實現(xiàn)自動化。部分化工企業(yè)生產(chǎn)活動中涉及一定量的危險化學品，生產(chǎn)過程中對安全規(guī)范的要求過高，難以滿足實現(xiàn)智能化、自動化的要求。

2.1.2 數(shù)字化轉型規(guī)劃不足，資源未得到充分利用

總體來看，化工行業(yè)企業(yè)領導層數(shù)字化意識薄弱，對企業(yè)數(shù)字化轉型缺乏清晰的、戰(zhàn)略性的長期規(guī)劃。由于對數(shù)字化轉型資金投入要求高，建設周期長，企業(yè)效益不能立馬顯現(xiàn)，企業(yè)數(shù)字化轉型動力不足。當前企業(yè)的ERP 系統(tǒng)和OA 辦公系統(tǒng)的應用也只局限于企業(yè)的基礎管理，未能達到優(yōu)化資源、增加經(jīng)濟效益的目的。同時，在實施數(shù)字化建設時，一些化工企業(yè)一味地追求系統(tǒng)功能的健全，導致化工企業(yè)的數(shù)字化系統(tǒng)跟自身的管理和業(yè)務流程匹配不上，不能實現(xiàn)理想的效果，最終導致投資的浪費與設備的閑置。

2.1.3 企業(yè)數(shù)據(jù)共享、協(xié)同管理困難

行業(yè)大部分企業(yè)由于歷史的原因，企業(yè)信息化建設不均衡，致使生產(chǎn)、經(jīng)營、設備、企業(yè)管理等系統(tǒng)分別運行在不同的數(shù)據(jù)平臺上，造成各系統(tǒng)之間無法實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，無法及時準確地為管理部門提供有效的跨部門、跨系統(tǒng)的綜合信息，無法為企業(yè)宏觀決策提供良好的系統(tǒng)支持。并且，由于開發(fā)時間與部門的差異導致多個軟硬件平臺的信息系統(tǒng)同時運行，這些系統(tǒng)數(shù)據(jù)相互獨立、隔離，無法實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，從而產(chǎn)生“數(shù)據(jù)孤島”問題。

2.1.4 數(shù)字化轉型相關人才短缺

相關專業(yè)人才的缺乏是阻礙企業(yè)數(shù)字化轉型的關鍵問題之一，而企業(yè)的自身培養(yǎng)及外部招聘短期內(nèi)都很難達到要求。當前化工行業(yè)員工整體文化素質(zhì)偏低，嚴重阻礙企業(yè)的數(shù)字化轉型工作的開展，企業(yè)急缺懂技術、懂業(yè)務、懂數(shù)字化相關知識的人才，亟須建設一支數(shù)字化能力過硬的團隊。

2.1.5 網(wǎng)絡安全問題

面對當前的上云趨勢，企業(yè)普遍表達出對上云的擔憂，企業(yè)上云后應用服務器的安全邊界越來越小，甚至還會出現(xiàn)很多漏洞，而且當前上云機制不完善、安全保障機制落后，企業(yè)數(shù)據(jù)的安全性難以得到充分保障。

2.2 化工園區(qū)

2.2.1 園區(qū)整體信息化建設缺乏統(tǒng)一規(guī)劃

化工園區(qū)與城市總體規(guī)劃缺乏統(tǒng)一協(xié)調(diào)，布局和建設缺乏宏觀的指導和信息服務，出現(xiàn)了定位不明、盲目布點、重復建設現(xiàn)象。園區(qū)自身信息化發(fā)展建設缺乏總體規(guī)劃，工作方向不明確，相關工作體系尚未構建，工作機制缺失現(xiàn)象嚴重。

2.2.2 園區(qū)重要位置的全面實時監(jiān)控尚未建立

園區(qū)范圍一般較大、出入口較多，難以實現(xiàn)區(qū)域整體門禁監(jiān)控監(jiān)管。目前，園區(qū)在封閉化管理、急救援指揮平臺等方面都存在短板，車輛無實時監(jiān)控，未全面建立完善的門禁系統(tǒng)和視頻監(jiān)控系統(tǒng)。對生產(chǎn)車間、危化品倉庫等重點監(jiān)管點位未全面實現(xiàn)實時監(jiān)控。

2.2.3 園區(qū)智慧管理平臺的功能未能充分發(fā)揮

智慧管理平臺使用率及功能集成度不高，如企業(yè)安全生產(chǎn)管理、企業(yè)能耗管理、應急通信等功能未完全實現(xiàn)，與污染源在線監(jiān)控平臺和應急救援數(shù)據(jù)指揮中心等平臺也未進行完全聯(lián)通。平臺建設沒有統(tǒng)籌性，還未形成系統(tǒng)性、整體性的解決方案。園區(qū)管理委員會和入駐園區(qū)的企業(yè)在平臺上交流不多，企業(yè)對平臺關注較小，缺少信息更新與信息共享，平臺提供的信息交流功能未發(fā)揮。公共服務平臺仍存在服務企業(yè)不夠多、吸引人才不夠多的突出問題，平臺效益雖然逐年遞增，但增速依然較緩。

2.2.4 園區(qū)安全監(jiān)管不完善，能源管控缺失

園區(qū)內(nèi)安全生產(chǎn)一直是監(jiān)管的重點和難點，目前園區(qū)的安全監(jiān)管和能源管理建設都比較薄弱，系統(tǒng)基礎架構尚未完全達到預期目標，相關平臺建成時間較短，無法對企業(yè)的生產(chǎn)活動做到百分百全覆蓋、實時監(jiān)控。在對園區(qū)和企業(yè)的能源進行實時監(jiān)控和動態(tài)管理方面缺乏管控系統(tǒng)，園區(qū)在節(jié)能減排工作上缺乏指導性數(shù)據(jù)支撐。

2.2.5 園區(qū)系統(tǒng)封閉獨立，“信息孤島”問題突出

當前園區(qū)數(shù)字化轉型依然存在 “各自為政” 的情況，園區(qū)內(nèi)有智慧園區(qū)、智慧安監(jiān)和環(huán)境在線監(jiān)測等多個平臺，安全、環(huán)保、應急、消防及能源等分散管理，重點企業(yè)的監(jiān)控需匯總各平臺數(shù)據(jù)，工作效率低。園區(qū)缺乏統(tǒng)一的數(shù)字智能系統(tǒng)，園區(qū)內(nèi)的信息建設自成體系，信息化水平低，缺乏遠程、集中控制，同時業(yè)務系統(tǒng)封閉運行，軟硬件系統(tǒng)相對獨立，數(shù)據(jù)庫相對獨立，數(shù)據(jù)采集不順暢，難以實現(xiàn)對整個園區(qū)企業(yè)的信息數(shù)據(jù)系統(tǒng)聯(lián)動，“信息孤島”問題突出。

3 江西省化工行業(yè)數(shù)字化轉型未來發(fā)展方向

3.1 化工行業(yè)企業(yè)

根據(jù)64 家企業(yè)填寫的數(shù)字化轉型需要建設的功能，流程化作業(yè)許可和作業(yè)過程管理、風險分級管控和隱患排查治理管理、培訓管理、智能巡檢、重大危險源管理5 項作為企業(yè)生產(chǎn)運營過程中最主要的建設方向被列為第一重要梯度；其次為基礎安全信息數(shù)據(jù)庫建設和統(tǒng)一數(shù)字化平臺、安全狀況分析預警、人員定位、安全績效考核，這些功能能夠助力企業(yè)在實現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)字化之后提升企業(yè)的運營管理效率；而5G＋AI 的不安全行為管理、模擬演練則相對排在最后。

3.1.1 生產(chǎn)自動化

企業(yè)以技術設備改造作為走向智能制造的起點，通過引進自動化設備，建設自動化生產(chǎn)系統(tǒng)，全面實現(xiàn)生產(chǎn)工藝全流程參數(shù)的信號集成、傳輸、處理反饋和控制，實現(xiàn)對車間進行全面的改造升級。通過在車間里部署高可靠、低時延的5G 網(wǎng)絡，實現(xiàn)機器與機器、機器與人之間高效安全的協(xié)同工作。

3.1.2 生產(chǎn)管理數(shù)字化

企業(yè)提升大數(shù)據(jù)思維，充分挖掘生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)的潛在價值。在智能設備的基礎上采集產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的數(shù)據(jù)，將海量數(shù)據(jù)進行篩選、分析，并最終歸納、整理出需要的多維數(shù)據(jù)。利用大數(shù)據(jù)技術，對數(shù)據(jù)進行建模分析，為企業(yè)生產(chǎn)規(guī)劃提供支撐。建設AI視頻智能預警系統(tǒng)，智能巡檢系統(tǒng)構建基于3D 和AR／VR 的仿真數(shù)字孿生系統(tǒng)等，實現(xiàn)生產(chǎn)設備、流程、工藝、環(huán)境等可視化展現(xiàn)。基于這些數(shù)字化信息系統(tǒng)，全面提升生產(chǎn)過程監(jiān)控、生產(chǎn)裝置穩(wěn)定性優(yōu)化管理、生產(chǎn)裝置預警管理等，實現(xiàn)生產(chǎn)管理數(shù)字化。

3.1.3 企業(yè)經(jīng)營管理數(shù)字化

企業(yè)建立并完善ERP 系統(tǒng)，對訂單、物料、設備、人力、生產(chǎn)進度進行實時動態(tài)管理；利用無紙化OA 辦公系統(tǒng)提升內(nèi)部管理，形成高效、有序的辦公模式，降低企業(yè)運營成本，提高企業(yè)的管理水平，支撐公司業(yè)務數(shù)字化轉型。

3.1.4 安全管理數(shù)字化

企業(yè)通過運用人工智能、云計算、大數(shù)據(jù)等新一代信息技術，建設集重大危險源監(jiān)測預警系統(tǒng)、可燃有毒氣體監(jiān)測報警系統(tǒng)、企業(yè)安全風險分區(qū)管理系統(tǒng)、人員在崗在位管理系統(tǒng)、企業(yè)生產(chǎn)全流程管理系統(tǒng)于一體的安全生產(chǎn)信息化管理平臺，對安全生產(chǎn)過程、生產(chǎn)環(huán)境實時智能地監(jiān)控，同時對可能的風險進行預警，全面提升企業(yè)安全生產(chǎn)管理水平。

3.1.5 加大相關人才培養(yǎng)力度

企業(yè)加強相關人才引進和培養(yǎng)，提高全體員工對產(chǎn)品生產(chǎn)數(shù)字化轉型的認識，提高他們技術理念、工藝管理、設備掌控、操作水平等業(yè)務能力。搭建在線培訓平臺，對企業(yè)員工進行安全和技能的培訓，通過定期培訓不斷提升員工數(shù)字化思維和技術水平。

3.2 化工園區(qū)

根據(jù)對園區(qū)的調(diào)查數(shù)據(jù)，江西省化工園區(qū)數(shù)字化轉型未來主要體現(xiàn)在園區(qū)基礎設施、安全監(jiān)管、環(huán)境管理、管理和服務等各個方面，是信息化不斷縱深發(fā)展的一個綜合性表現(xiàn)。未來，園區(qū)將重點從基礎的保障體系建設、環(huán)境管理、安全生產(chǎn)、應急管理等方面進行相關建設工作開展。更多園區(qū)將走上網(wǎng)絡全覆蓋化、平臺集約化、應用智慧化和運營社會化的發(fā)展道路。具體來說有以下幾個方面。

3.2.1 搭建安全監(jiān)管和應急處理信息平臺

大力加強智慧安全平臺的應急管理模塊、安監(jiān)管理平臺、數(shù)據(jù)管理模塊、系統(tǒng)基礎架構的基礎信息完善。對企業(yè)進行安全監(jiān)管，實現(xiàn)安全生產(chǎn)監(jiān)管、風險分級管控、隱患排查治理，提升應急處置救援能力，提高應急管理水平；對園區(qū)環(huán)境進行在線監(jiān)測，實現(xiàn)環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測、污染源監(jiān)測、環(huán)境溯源，實時對園區(qū)環(huán)境進行監(jiān)測；建設園區(qū)封閉管理系統(tǒng)和智慧消防，加強對化工園區(qū)內(nèi)人與車輛的管控；接入園區(qū)和企業(yè)消防設備各類實時數(shù)據(jù)，建立園區(qū)消防數(shù)據(jù)物聯(lián)感知圖，為應對園區(qū)突發(fā)事件做好保障。

3.2.2 搭建企業(yè)服務交流平臺

搭建企業(yè)服務交流平臺，利用平臺可實現(xiàn)園區(qū)內(nèi)信息互通互享。平臺一方面可提供包括產(chǎn)業(yè)對接、物流需求、用工需求、項目申報、企業(yè)上云申請等服務，還能整合優(yōu)質(zhì)的第三方服務資源（物流、用工、標準廠房、專家、科研機構等），降低企業(yè)甄選和服務使用成本。同時，平臺作為媒介傳達各種對園區(qū)內(nèi)企業(yè)有益的資訊和信息，為企業(yè)之間的溝通提供便利。依托平臺定期組織企業(yè)論談、座談，邀請專家學者作報告等交流學習活動，鼓勵企業(yè)走出去，交流有效經(jīng)驗，廣泛建立合作關系。

3.2.3 促進平臺信息化資源整合

建設集中統(tǒng)一的園區(qū)數(shù)據(jù)中心平臺，整合現(xiàn)有園區(qū)管理平臺、企業(yè)在線監(jiān)控平臺、應急處理信息平臺等數(shù)字化資源，實現(xiàn)平臺和系統(tǒng)的互聯(lián)互通，形成以“指揮中心、監(jiān)管平臺、運維體系”為核心的智慧化工園區(qū)綜合監(jiān)管系統(tǒng)，將整合的信息納入可視化平臺管理，對數(shù)據(jù)進行實時共享并科學比對，設置相應的預警措施，從而實現(xiàn)對園區(qū)進行實時動態(tài)的管理。

3.2.4 夯實智慧園區(qū)建設基礎

完善5G 網(wǎng)絡覆蓋，大力發(fā)展5G 等現(xiàn)代信息技術應用。制訂相關配套基礎工程建設計劃，加快建立系統(tǒng)化園區(qū)服務管理體系，加快完善園區(qū)數(shù)字化轉型工作機制建設，加強數(shù)據(jù)標準化、云數(shù)據(jù)和全數(shù)據(jù)管理工作體系建設。

4 結語

數(shù)字化轉型建設工作是一項復雜的系統(tǒng)工程，不僅需要企業(yè)具有數(shù)字化思維，制定明確有效的數(shù)字化轉型規(guī)劃，還需要資金的大量投入，以及專業(yè)人才隊伍的支撐。化工行業(yè)企業(yè)要實現(xiàn)數(shù)字化轉型，生產(chǎn)運營需要向數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化轉變，經(jīng)營管理需要由粗放型向精細化轉變，安全環(huán)保由事后管理向事前預測和事中控制轉變，同時通過數(shù)字化轉型實現(xiàn)企業(yè)的提質(zhì)增效、智慧化決策等。園區(qū)的數(shù)字化轉型要突出園區(qū)管理信息化、企業(yè)管理對接、產(chǎn)業(yè)供需配套等功能。數(shù)字技術的應用不是一蹴而就，企業(yè)和園區(qū)應當結合自身資源條件，合理規(guī)劃投資，逐步推進數(shù)字化改造進程。