關于“十四五”加快推進我國化肥行業智能制造的思考

韓永奇

(膠東產業研究中心，山東 煙臺 265600)

“十四五”將是中國化肥行業向智能化發展的重要階段。隨著5G的全面鋪開，我國社會經濟發展將進入5G智能時代，2021年是“十四五”的開局之年，也是中國化肥產業加快智能制造步伐的關鍵一年。中國化肥將面臨著由國內外形勢環境變化帶來的一系列機遇與挑戰。國外，全球新冠疫情下的智能化浪潮風起云涌，各國都在抓緊搶灘智能制造制高點；國內，雙循環格局抓緊構建，鄉村振興和農業農村現代化強力推進，智能制造被推到風口浪尖。加快推進智能制造已是箭在弦上。日前，國家發改委等部門發文要求，利用5G等新一代信息技術，大力發展智能制造[1]。在國家大力推進智能制造的背景下，如何助力化肥生產企業提升智能制造水平，這是“十四五”時期中國化肥行業發展的重要課題。那么，化肥行業智能制造的情況如何，還存在著哪些問題，如何推進我國化肥行業的智能制造，這是需要得到關注并迫切解決的問題。為此，筆者對一些化肥企業進行了調查，并結合行業現狀談談自己的一孔之見。

1 我國化肥行業智能制造發展的現狀

“十三五”以來，我國化肥行業努力把握以互聯網為核心的新一代信息技術革命的機遇，抓緊認真實施《中國制造2025》，提高了全行業制造水平，增添了化肥企業的競爭優勢和實力。

1.1 智能制造體系和框架初步形成

近年來，化肥行業一步步從傳統生產階段，走向流程型、自動化制造技術的開發和產業階段，再逐步邁向由大數據、云計算和人工智能等支持的智能化生產階段。經過“十三五”的努力，我國化肥企業智能制造的體系和框架初步形成，基本實現機械化、自動化，并逐步邁向數字化。一些大的化肥企業已初步形成了一套智能制造體系，覆蓋化肥生產銷售的各個環節。河南心連心、中鹽安徽紅四方通過建設綠色智能工廠項目以及推進工業化與信息化深度融合，推動化肥生產智能化，促進安全環保管理標準化，利用ERP云管理平臺與生產、倉儲系統集成對接，實現制劑訂單下達、生產、入庫、發貨一體化智能管理，推動工業化與信息化的融合；通過二維碼追溯系統、DCS智能控制系統實現公司內部設備、質量、物料、制造過程等信息互聯互通；建立小程序與ERP云管理平臺集成，實現銷售業務全流程管控，建立全面信用管理信息系統、客戶信息與公司信息共享的平臺管理[2]。有不少化肥企業在包裝袋上已印上了產品識別碼，相當于“身份證號”；通過識別碼，可以查詢到這批化肥從生產、包裝、物流，直至經銷商或農資零售店等環節的信息，生產時間甚至可以精確到秒，如果出現質量問題，可以通過這套智能化系統，進行有效追溯。某化肥公司車間的‘防竄貨系統’，采用這一系統，可實現‘一袋一碼’；公司幾條生產線均可實現二維碼產品數字化營銷，例如，消費者購買化肥后，只要掃描化肥包裝袋上的二維碼，即可實時了解商品批次、批號、工廠名稱等信息。做到跟蹤每一袋化肥、每一個人，實現物與人的連接、人與人的連接，并解決化肥行業急需解決的防偽、防竄貨、產品溯源、防偽碼查詢等難題，對企業來講，還可實時收集化肥的使用時間、地點等信息，依托產品大數據，為化肥商品的市場情況與分析提供數據依據，實現對不同地區化肥使用者人群的精準投放。實現了化肥行業質量安全信息可追溯。2018年，全國化肥二維碼追溯系統平臺啟動運營，有效地解決了化肥行業在生產經營中面臨的假冒偽劣、惡意竄貨、不合理用肥等問題。

1.2 培育一批智能制造示范企業

十三五以來，我國化肥行業由“中國制造”向“中國智造”轉變。在《中國制造2025》的指引下，一些規模較大的化肥企業率先進入智能制造，進行企業智能設計與規劃，企業智能化改造如火如荼，尤其是一些大的化肥企業已看到成效。走進生產車間，只見龐大的機器和縱橫的管道，卻看不到幾個工人。從生產線，到包裝、運輸，生產高度自動化，全程數字化；坐在中央控制室，從大屏幕上，可以看到每一個生產點位，并實時顯示生產成本、設備狀態等信息。技術人員拿著手機，就可以進行設備維護。工人們頭戴的是“智能頭盔”，上面安裝有攝像頭、芯片等。利用AI高速攝像頭，對生產、物流過程進行監控，自動識別不安全行為并提出預警，有效減少不安全事件發生的頻次 。還有智能生產線、智能車間和智能工廠閃亮登場，智能化肥生產線不僅有助于提高生產效率，還有助于提高化肥生產過程的安全、環保監管能力，在增加產能的同時提高化肥品質以及安全環保水平。近年來，我國化肥行業對于一些傳統生產線進行了智能化改造，改建了一批智能車間，新建了智能工廠。如中鹽紅四方公司結合企業實際與信息化發展趨勢，適應公司未來發展戰略需要，建設智能化工廠。采用DCS、MES、ERP等進行智能化改造，形成產供銷和上下游產業鏈的信息化鏈接，通過企業大數據的分析與應用，使得數據資產化，決策智能化。智能物流倉儲也出現在化肥行業，有效地降低了企業倉儲物流成本?！皟苫比诤霞铀倭藗鹘y企業的信息化運用，化肥企業作為傳統企業乘勢而上，改造了傳統生產線、車間，智能制造正在逐漸滲透化肥生產經營環節。河南心連心、中鹽安徽紅四方、司尓特、中化化肥等化肥企業在智能制造方面走在前列，其中一些化肥公司被評為智能制造示范企業，這些智能制造示范工廠上馬的智能生產線、智能包裝線、集中控制系統和生產線監控系統、無人值守的自動化立體倉庫以及智能物流系統，實現物料供應、生產、發運和產品追溯全供應鏈智能化、自動化流水線生產，在行業內起到了示范帶動作用。企業通過智能化增強了可持續發展的競爭力。

1.3 化肥智能制造的開發與應用開始破題

化肥行業是服務于農業的化學品行業，面對農業現代化和加速到來的信息化浪潮，傳統工農業加快融入信息化，“兩化”融合快速發展。隨著新型信息技術與制造業的不斷融合，智能化成了化肥生產、檢測設備目前的發展方向之一。同時，化肥企業面臨的形勢也在加速化肥智能制造的開發與應用。雙循環格局的形成、供給側結構性改革的推進、環保督查的常態化管理，產業發展的陣痛促使化肥生產不再單純考慮產品的產量，而是著重推動綠色新型肥料研發和運用大數據測土配肥、實現智能施肥云技術2條主線同步創新驅動，將人工智能融入到新品研發、制造與服務過程等。一方面，隨著資源、成本、管理費用等的大幅度提高，以及環保安全，尤其是碳中和、碳達標等的客觀要求，化肥產業的生產形態逐步走向了流程化、自動化開發和生產階段，智能制造將融入到新品研發、創造分銷等過程；另一方面，作為高環境污染的化肥，安全生產和使用將更加依托于自動化、智能化的高科技產業。我國化肥已開始對智能制造進行研究與應用，個性定制加工中心、無人車間、機器人自動檢測碼垛等現代化生產方式漸漸進入企業，一些有遠見的企業著手智能化研究與改造，并取得了一定的成果。如中化化肥運用大數據測土配肥、實現智能設備一鍵訂肥、遠程遙控水肥滴灌。中化化肥的智能制造及服務試點項目，可以高效滿足農業生產對定制化需求的肥料生產供應模式；手機鍵盤一按，不出家門就能定肥、購肥[2]。再如，有的研究項目針對化肥企業制造流程智能化升級，對工廠底層數據進行自動化抓取，實現數據可視化，并打造連接平臺、管理平臺、移動平臺和智慧平臺，運用大數據分析技術，完成化肥智能制造工廠的建設；通過遠程支持，實現技術專家實時支持工廠運行和維護；還有的項目利用云平臺、AR工具、CCTV和SRA系統等技術手段，進行遠程訪問、故障診斷、問題解決和系統優化；甚至有的研究利用虛擬仿真技術，建立虛擬化肥生產線，在虛擬的生產環境中去仿真實際生產情況，識別和發現生產效率和質量改進點，有效提高產品品質和生產線效率；有的研究項目深入研究了化肥生產工藝關鍵參數，開發了安全管理、質量管理、物流管理等系統，降低人員勞動強度，提高勞動生產率。當前重點是繼續將智能化的核心裝備與化肥生產設備結合起來，實現從原料投入到產品出來整個過程的實時監控以及數據采集，實現化肥生產過程的數字化、網絡化、智能化成為當務之急。目前，中國化肥企業的機械化階段已基本完成，正在向自動化和數字化階段發力。未來，特別是“十四五”期間，化肥行業的很多研究將會圍繞數字化進行破題，化肥智能制造將會進入一個新時期。

2 我國化肥行業智能制造存在的問題

近年來，農業現代化以及科技進步直接推進了我國化肥智能制造不斷向前發展。但要看到，我國化肥智造仍在起步階段，還存在著一系列的問題。

2.1 智能化制造發展不平衡

首先是對于智能制造一知半解，比如在建智能產線時，因為不明確什么是智能制造，而將只建成了具有基礎自動化、MES和ERP的產線，誤認為是智能產線。此類產線缺乏的正是智能制造的核心：智能系統。這類只有數據看板的產線只有工程師可以運行，問題較多，甚至出現了對此類智能產線投入則“快死”，不投入則“慢死”的兩難境地。智能工廠建設沒有很好地統籌生產運營管理、經營管理、決策支持等管理業務，實現一體化運營就只能成為空話。雖然企業都對智造十分感興趣，但由于認識水平、資金投入等方面的差異，導致全行業智能化制造水平不一，發展不平衡。一些化肥大企業在智能制造上投入大、兩化融合程度深、企業智能化改造進行得早和好，而一些中小化肥企業的智能制造就處于說說罷了的狀態，盡管對于智能制造有想法、有規劃，但由于穩定就業和囊中艱澀，智能制造就變成了一句口號而已，我國化肥業智能制造的發展不均衡，終究會滯后我國化肥智能化的進程。

2.2 化肥業大數據應用不夠

在化肥業智能化中，太多的數據將會噴薄而出，化肥企業要將大數據應用到生產、管理流程的優化上，才具有重要的意義，企業智能制造的動能才會加速。但我國化肥企業這方面重視不夠，對于大數據視而不見，對于這些量大而散、種類繁多的數據缺乏系統的整理，缺乏對大數據分析以及化肥業數據交換的研究，就很難合理應用，即使有企業應用，也是輕描淡寫、浮光掠影，目前大部分企業在基礎數據采集方面尚不能支持智能化應用的實現。例如自控率、設備完好率較低等，無法支撐智能化應用。一些企業數據采集與集成脫節、板塊相互脫節、信息孤島出現、光打雷不下雨等問題突出[2]。此外，沒有形成行業或者企業的數字創新中心，大數據在化肥業智能化中的應用還處于表層。整體看，我國對化肥業大數據的應用才剛起步，存在著“雙缺乏”(即數據整合與專業數據服務)等問題。當前，我國智造的主要問題體現在制造過程的首尾兩端，比如智能倉儲、來料及成品的運送等，而對智能制造的主體過程，比如生產過程的優化，涉及得不多。大多企業的應用架構沒有突破，基本上還是傳統的那一套，智能工廠仍在繼續探索和局部中應用。

2.3 自主創新亟待增強

目前，化肥行業的創新整體上有待加強，在核心技術上處于被動。在化肥行業的智能化過程中，一些關鍵零部件、核心技術仍需依賴國外。在智能制造的先進技術方面，自給率低、對外依賴度高，如智能控制技術與在線分析技術，以及智能化嵌入式軟件等都存在這樣的問題。此外，國產智能裝備在性能和穩定性方面還有瑕疵，給化肥業智能化發展帶來一些麻煩。所有這些，都加大了智能化改造成本，對我國化肥智能制造的發展帶來了影響。

2.4 標準亟待統一

當前，智能制造沒有統一標準，給企業智能制造帶來困難。統一標準已經成為智能化過程中的關鍵點，設備關鍵部件接口、信息網絡端口以及各種信息集成軟件等都要統一起來，若各行其是，就難以順利對接，實現網絡間信息的共享。現在是重技術，而對標準化(設備和技術管理)不太重視。由于不同廠商技術參數標準不一，就帶來了網絡、設備間的異質異構，若這一問題不能得到解決，勢必影響我國化肥制造智能化的進程。

2.5 化肥行業智能制造人才與服務業存在瓶頸

現代服務業是化肥行業智造的堅強后盾，先進制造服務業對智能工廠建設意義很大，但在這方面還存在著不少短板，如在智能制造服務業市場和相關政策體系以及市場化等方面還存在先進服務業占比小、供給少等問題；化肥行業智造專業人才少、培訓不力，人才需求就顯得力不從心。在智能制造中，大量工作都編入智能系統中了，工程師或技術人員主要在后臺持續優化此系統；優化后的系統由現場人員操作以完成生產；同時經理人員注重觀察此系統。因此，需要智能制造的各類人才，特別是高端復合型人才。

3 加快推進我國化肥業智能制造的建議

“十四五”期間，我國化肥發展進入高質量發展階段，中國化肥發展將面臨國內外社會形勢的轉變、國家總體戰略布局優化以及信息技術革命帶來的機遇與挑戰。百年未有之大變局下的中國化肥行業必須加快智能制造步伐，大力發展人工智能、虛擬現實、大數據、區塊鏈等新興信息技術，才能應對前所未有的機遇與挑戰。

3.1 “產、學、研、用”融合，筑就創新高地

2021年3月24日，國務院常務會議明確指出，將制造企業研發費用加計扣除比例由75%提高至100%，同時改革研發費用加計扣除清繳核算方式，激勵企業創新，促進產業升級[3]。國家在政策上大力支持企業創新，而創新必須以企業為主搞好產、學、研、用，為此，發展化肥智能制造，必須狠抓自主創新，促進產、學、研、用結合。以化肥智能制造實際應用為導向，著力培養創新型人才。搭建智造創新平臺，著力發展自主創新技術，強化前沿關鍵技術研發，促進智能需求與應用間聯動，實現“產、學、研、用”一體化創新和融合發展。對于政府和企業來說，要遵循創新人才成長規律，為一流的人才創造一流的環境和更多發揮才能的舞臺，打造政產學研用融合的創新生態；要統籌考慮各方需求，加強基礎研究，系統謀劃未來化肥產業智能制造發展；要發揮好企業在市場前瞻性、需求敏感性方面的優勢，支持化肥企業和科研院校與科創企業的深度合作，激發企業可持續的創新動力。

3.2 統一智能制造標準，推動智能化進程

標準問題事關化肥行業智能制造，標準統一先行將成為智能制造的關鍵。信息技術和先進制造深度融合并集成是智能制造的核心，其綜合性強、生產組織方式新、商業模式先進。但這一切離不開標準的統一和推廣。要發揮政府主導、行業指導、企業主體，推進標準統一，應結合實際，科學把握，構建體系框架、參考模型要多維度，如系統層級、生命周期、智能功能等。一些重要技術制定標準要從產、教、研綜合考慮。政府、行業和企業共同努力，分期、分批、分地區逐步實施，要典型引路、進行試點，發揮引領作用，把智能裝備制造標準化工作做細、做實、做出成效來。

3.3 強化行業大數據的應用

化肥業大數據必須得到應用，才能彰顯其價值。在大數據應用上，可以由行業或者企業與高?？蒲性核黄鸪鲑Y建設數字服務中心，在提高運算能力的基礎上，深入研究大數據在實際應用中的主要問題，尤其是在產品制造、物流、銷售等方面，多維度梳理大數據應用標準，逐步完善健全化肥大數據標準體系。此外，要把實際應用與推廣密切起來，多措并舉，引導企業，創新模式，讓大數據更多、更好地為化肥智能制造發揮價值。

3.4 搞好智能人才培訓和培養

隨著化肥業兩化融合的加快，化肥業智能制造將如火如荼地發展，對于化肥生產線、倉儲等裝備的智能改造的要求也將越來越迫切，還有新建化肥企業以及生產線對先進制造服務業更加青睞。新時代新格局下，化肥智能制造的步伐加快，尤其是“十四五”期間，方興未艾的化肥業智能制造迫切需要裝備制造服務業與之同步發展，在這樣的背景下，我國化肥行業也要把推進化肥智能制造與發展相關高端服務業有機結合起來，采取有效措施促進服務業發展，結合補短板，做好如下工作。

首先，打造智能生產網絡平臺，以實現共享(企業間的信息資源)與優化生產配置。政府要在政策上傾斜，鼓勵支持越來越多企業加入，把相關服務業市場培育壯大起來；其次，要搞多元投入，把各方社會資本的積極性調動起來，主動把資金投入化肥業智造，為智能化打下根基；最后，要搞好創新人才的培養，加大對技術工人的培訓，搞好相關服務體系建設，以科學的政策為杠桿，來撬動相關人才的培養，高等職業院校要根據化肥智能化所需做好專業人才培養，為化肥企業輸送合格的智能制造人才。化肥企業也要千方百計提高工資待遇，讓智能制造人才招進來、留得住，讓他們義無反顧地投入到化肥行業的智能制造建設上來，為中國化肥工業的智能化做貢獻。

4 結語

新發展階段下我國化肥業的出路在哪里，毫無疑問就是提升智能制造水平。中國化肥智能制造有強大的市場支撐，中國是擁有14億人口的農業大國，是全球最具成長性的內需市場和超大規模市場。盡管市場大，但中國化肥企業的傳統發展優勢已經不明顯，事實上，化肥行業的生產線效率差別很大。一方面，用工人數差異很大，產能相同的生產線用工數動輒相差數倍；另一方面，設備效率差異很大，這意味著成本也會相應相差數倍。在人工成本飛速提升的當下，智能制造無疑是降本增效的重要砝碼?！笆奈濉逼陂g，隨著互聯網技術、信息數字技術的迅速進步，中國化肥行業需要更多新型傳感器的智能機器人、智能化成套生產線等，也需要更優良的智能制造系統與智能制造服務。隨著智能化水平的提高與成本、質量控制以及單位GDP能耗下降的要求，中國需要越來越多的智能制造化肥企業，智能制造將會在行業大范圍推廣應用，中國化肥智能制造的春天將很快到來。只要我們立足新發展階段、貫徹新發展理念、構建新發展格局，堅定信心、抓住關鍵、補齊短板、迎頭趕上，就一定能夠推動智能制造在全行業普及，將中國化肥由“大”變“強”的夢想變為現實，為全面建設社會主義現代化國家做出應有的貢獻。