化工廠是否可以實現(xiàn)無人工廠？

眼下工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、智能工廠等概念非常熱，無論從國家政策引導(dǎo)、企業(yè)自身訴求還是資本關(guān)注的熱點，對這些都有非常美好的規(guī)劃和設(shè)想，在技術(shù)方面也不斷取得進(jìn)步提升，再加上人口結(jié)構(gòu)的變化、愿意從事一線產(chǎn)業(yè)工作的年輕人不論從絕對數(shù)量還是相對比例上都在不斷下降，大家看到機器人、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)在不斷涌現(xiàn)，似乎很多以前靠人來完成的工作都可以由機器和算法來實現(xiàn)，于是，“無人工廠”成了一個非常誘人的想法和期待。

大家都對特斯拉汽車工廠科幻片一般的制造場景津津樂道，期待這樣的場景能夠在更多的工業(yè)制造中實現(xiàn)，覺得這代表了未來、代表了強大的生產(chǎn)力。

化工廠一直以來都給人以安全環(huán)保問題突出、過程不夠高大上（比如會誤解為化工的自動化程度低）的印象，前些年因為一些安全環(huán)保問題，更是在社會上造成了談化色變的尷尬局面，甚至有些不負(fù)責(zé)任的媒體污名化化工行業(yè)，這令人十分痛心，也促使我們這些化工人在內(nèi)心里掙扎一個問題：我們化工行業(yè)真這么不招人待見嗎？

事實上，化工是國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)，中國化工行業(yè)去年的總產(chǎn)值是14.2萬億，占了我們國家GDP的14%，中國化工在全球的占比已經(jīng)高達(dá)40%。我們環(huán)顧周邊，你身邊用的哪一樣材料不是通過化工行業(yè)生產(chǎn)出來的？供養(yǎng)中國14億人口的糧食，并不完全是袁隆平院士的功勞，這里面還有更大的貢獻(xiàn)來自化肥。

這里插一句題外話，最近聽到一個國外智庫報告，預(yù)計很有可能會出現(xiàn)全球性的糧食問題，這其中最主要的一個因素是俄烏戰(zhàn)爭，這兩個國家都是糧食出口大國，更重要的是，俄羅斯是全球化肥出口大國，因為俄羅斯有豐富的天然氣，因為俄烏戰(zhàn)爭，西方對俄羅斯實行全方位的制裁，影響俄羅斯化肥出口，進(jìn)而影響全球糧食生產(chǎn)。

很多人因此就想，既然化工生產(chǎn)這么多的安全環(huán)保問題，那是不是可以讓化工廠實現(xiàn)全面自動化，以至于實現(xiàn)“無人工廠”？

這里我要說這是難以實現(xiàn)的美好幻想。

我認(rèn)為化工廠可以努力少人化，但是無人化是不可能的，至少短期內(nèi)是不可能的。我認(rèn)為我們不要試圖追求無人化，而是應(yīng)該怎么給人賦能，讓化工人更安全，工作更高效。

化工廠不能實現(xiàn)無人化的根本原因在于化工生產(chǎn)管理是需要將機械化、自動化等的“機器智能”與“人的智能”很好的結(jié)合起來。

化工，是以化學(xué)反應(yīng)過程為核心的工業(yè)生產(chǎn)。

化學(xué)反應(yīng)與物理過程的一個重要差異在于化學(xué)反應(yīng)難以有精準(zhǔn)的數(shù)理方程描述，化學(xué)反應(yīng)受多因素的影響，濃度、溫度、壓力、催化劑性能等，還有復(fù)雜反應(yīng)（并行反應(yīng)、串聯(lián)反應(yīng)、主副反應(yīng)相互影響），還有反應(yīng)平衡（熱力學(xué)因素）、反應(yīng)速率（動力學(xué)因素）等相互作用，所以對于工業(yè)上的一個反應(yīng)過程，往往只有近似模型描述，這類近似模型有其適用邊界條件。

化學(xué)工業(yè)還經(jīng)常是多流程耦合，上下游之間相互影響。

這樣的具有內(nèi)在模糊性、流程耦合高度復(fù)雜的體系，又伴隨著有毒有害物質(zhì)、易燃易爆風(fēng)險的系統(tǒng)，在一些主流化工生產(chǎn)企業(yè)，都已經(jīng)有DCS、SIS、PLC等先進(jìn)的自動化系統(tǒng)管控，我們化工的自動化水平在工業(yè)領(lǐng)域是處于領(lǐng)先的，而不是像人們印象中的那樣認(rèn)為化工生產(chǎn)方式比較粗放落后。

但是因為化工生產(chǎn)的復(fù)雜性，僅僅依靠自動化這樣的“機器智能”還是不夠的，因為很多情況是無法建立自動化執(zhí)行方案的，化工生產(chǎn)依然離不開“人的智能”。

對工廠來說，并不是只關(guān)心處于正常生產(chǎn)的狀態(tài)，系統(tǒng)開停車階段就是非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，這時候流程和設(shè)備很多是偏離正常設(shè)計條件下運行的，需要生產(chǎn)組織者面臨隨時可能出現(xiàn)的突發(fā)情況，一個團(tuán)隊是否有處理復(fù)雜局面的“肌肉記憶”是衡量團(tuán)隊是否優(yōu)秀的重要依據(jù)。

工廠有大量的各類設(shè)備，這些設(shè)備都需要日常的保養(yǎng)維護(hù)、故障處理，這些又是工廠是否能處于良好狀態(tài)的重要基礎(chǔ)，就像人，需要有好的生活方式作息規(guī)律，定期體檢，發(fā)現(xiàn)問題要及時處理。

對這些問題的處理都離不開高素質(zhì)的人。

簡單追求“無人工廠”，就會失去對這些異常狀態(tài)的處理能力，也不能指望人在缺少實踐感知基礎(chǔ)上能有應(yīng)對復(fù)雜狀態(tài)的快捷響應(yīng)。

人的智能主要體現(xiàn)在：模糊判斷、彈性決策、靈活調(diào)整等人的思維的特征，這一方面能夠彌補“機器智能”的僵化，在出現(xiàn)各種復(fù)雜局面時人可以根據(jù)自身的知識儲備、生產(chǎn)經(jīng)驗和當(dāng)時的具體情況做出更加彈性靈活高效的決策。

人的智能在工廠中并不是在特定的某些崗位上起作用，更多的是我們工廠的生產(chǎn)管理體系已經(jīng)將人的智能融入其中，我們工廠都有機電化儀的專業(yè)分工，也有從基層一線到車間中層、分廠、總廠的不同層級，是一個高度組織化的體系，這些體系中每一個崗位都是將人的智能內(nèi)化到其日常工作中。

但是人在提供“彈性決策”的智能時，也會帶來問題，這是人的特點所決定，比如責(zé)任心、知識經(jīng)驗等方面的差異都會對其決策的正確性和有效性帶來不確定影響，知識經(jīng)驗只存在于人的頭腦中，一旦人員發(fā)生變動，這樣的經(jīng)驗和知識就被帶走了，而沒有能有效地沉淀在工廠。不同人的判斷依據(jù)不同，導(dǎo)致決策的差異，更多的是并行決策，而不能形成知識的迭代。

所以我們認(rèn)為，化工數(shù)字化建設(shè)，除了關(guān)注“自動化”這個點，還應(yīng)該關(guān)注生產(chǎn)管理體系的數(shù)字化建設(shè)。

幫助不同層級的人員提升能力、降低事務(wù)性工作消耗，把時間精力聚焦在專業(yè)問題上，消除人為的隨意性和不確定性，為人的決策提供快速全面的信息支持，將人的知識經(jīng)驗沉淀在系統(tǒng)中，既能被復(fù)用，又能不斷迭代提升。

人的能力素質(zhì)如果低于要求，就會成為負(fù)擔(dān)，如果高于要求，就變成了資產(chǎn)?；?shù)字化建設(shè)，就要通過系統(tǒng)來提升人的能力，讓人成為資產(chǎn)，并且這種提高是系統(tǒng)化可持續(xù)的。

當(dāng)下數(shù)字化建設(shè)解決短板問題還是長板問題？

首先，這個問題沒有標(biāo)準(zhǔn)答案，每個企業(yè)、每個管理者都有自己的情況和關(guān)注點。

我這里想要提醒的是我們要時刻想清楚自己搞數(shù)字化建設(shè)的初衷是什么？

大家常掛在嘴邊的化工生產(chǎn)的“安穩(wěn)長滿優(yōu)”，這個順序大概能反應(yīng)出事情的輕重緩急，這5個字的順序也基本上列出了從短到長的五塊板。

一般來說，流程型的化工生產(chǎn)，其原料消耗、工藝過程、生產(chǎn)能力基本上是確定的，日常所要關(guān)注的是如何讓工廠能夠在安全穩(wěn)定的前提下達(dá)到設(shè)計能力，在此基礎(chǔ)上盡可能降低消耗，提高設(shè)備使用效率。一次非計劃停車帶來的損失少則數(shù)十萬，多則上千萬。

就我們接觸的數(shù)百家化工企業(yè)而言，大家日常關(guān)注的大部分還是集中在如何消除企業(yè)的短板問題：一線工作能夠真正落實到位、能夠及時發(fā)現(xiàn)隱患并高效準(zhǔn)確處理、工藝和設(shè)備處于良好運行狀態(tài)。

對于流程性能優(yōu)化等問題，企業(yè)管理者比較關(guān)注，但是仔細(xì)研究會發(fā)現(xiàn)，真正的“優(yōu)化問題”，可能還是要消除短板問題：PID設(shè)定是否合理、設(shè)計的自動化控制能否有效投用、運行參數(shù)是否與設(shè)計條件接近或一致等。

對于真正意義上的優(yōu)化，我們可能發(fā)現(xiàn)要實現(xiàn)優(yōu)化的目標(biāo)，還是需要堅實的基礎(chǔ)，同樣需要流程和設(shè)備處于良好狀態(tài)，相關(guān)的優(yōu)化措施能夠有效執(zhí)行，以我本人比較熟悉的大型煤氣化生產(chǎn)工藝為例，我們想要達(dá)到良好的氣化效率（有效氣產(chǎn)率、原料煤和氧氣消耗等），必須要關(guān)注煤質(zhì)的穩(wěn)定（分析數(shù)據(jù)要準(zhǔn)確）、計量儀表的準(zhǔn)確、設(shè)備性能的可靠。

所以，我們認(rèn)為，當(dāng)下數(shù)字化更應(yīng)該關(guān)注的是企業(yè)的短板在哪里，把短板問題解決好了，原來的長板可以更長，或者說才有機會更長。

就我們服務(wù)過的200多家化工企業(yè)來看，我們發(fā)現(xiàn)一個非常有趣的現(xiàn)象，往往越是頭部的企業(yè)，他們數(shù)字化建設(shè)的關(guān)注點越具體，把這些具體的點解決好了，就能串聯(lián)起一張兜住底線的網(wǎng)，扎牢籬笆墻。

這個非常值得我們探索數(shù)字化建設(shè)路徑的企業(yè)思考。

如何積小勝成大勝

我們認(rèn)為，化工數(shù)字化建設(shè)是一個企業(yè)生產(chǎn)管理模式的演化過程，并不是交付項目。

要做好這個過程，調(diào)動起一線的積極性和主動性是關(guān)鍵，一線既能反饋真實的需求場景，也是數(shù)字化建設(shè)推進(jìn)的橋頭堡。

企業(yè)一線人員日常需要處理的事情非常多，如果數(shù)字化建設(shè)對他們而言是在他們已有工作上增加出來的負(fù)擔(dān)，那他們就會在內(nèi)心產(chǎn)生抵觸，不愿意接受新事物，這是人性使然，無法通過宣傳教育來改變。

我們很多企業(yè)負(fù)責(zé)數(shù)字化建設(shè)的管理者大概都有這樣的苦惱和擔(dān)心：老板認(rèn)為我們企業(yè)需要進(jìn)行智能化數(shù)字化建設(shè)，這是企業(yè)未來發(fā)展的必然趨勢，也愿意為此提供預(yù)算資金的保障。我們執(zhí)行者接下來就會面臨如何推進(jìn)此項工作，如何給老板定期反饋進(jìn)展。

如果失去了一線人員的參與，很容易陷入的局面就是轟轟烈烈開場、勞心費力規(guī)劃、苦口婆心推進(jìn)、黯然神傷結(jié)局。

這些年我們看到了很多企業(yè)的數(shù)字化建設(shè)規(guī)劃都遇到了這樣的問題。

我們分析其背后的原因還是落在了化工數(shù)字化是過程這個關(guān)鍵點上，本身數(shù)字化建設(shè)目前就沒有現(xiàn)成案例可以參考照搬，而且工業(yè)軟件的設(shè)計存在一個“不可能三角”：

功能完整：能夠覆蓋生產(chǎn)管理的全部場景

邏輯嚴(yán)密：讓數(shù)據(jù)信息能夠準(zhǔn)確組織流動

體驗良好：一線員工能夠接受，不增加一線的負(fù)擔(dān)

這三個目標(biāo)是難以同時滿足，不得不有所取舍。

怎么選取，并無一定之法，要看主要訴求是什么。大型管理軟件，更看重功能完整和邏輯嚴(yán)密，比如SAP，或者歐美的大型安全管理軟件（如gensuite），這些軟件功能強大，底層扎實，但是這些軟件經(jīng)常被抱怨的是很難用起來，這就是很難實現(xiàn)良好的用戶體驗。

因為用戶體驗不僅僅是交互設(shè)計的問題，還要考慮跟用戶工作習(xí)慣的匹配問題，這個問題如果不解決好，人就會覺得上這些系統(tǒng)是給他們增加了負(fù)擔(dān)，而不是幫他們解決問題，越是基層一線，這個問題越突出，這個不是通過簡單的宣貫教育就能解決的問題，這有人性在其中。

哈佛商學(xué)院變革大師約翰*柯特教授及麥肯錫的調(diào)研發(fā)現(xiàn)，70%的變革都是失敗的，變革成功率只有30%，而其中只有10%的變革超出了預(yù)期。如何提升變革成功率？在GE內(nèi)部有一個公式：

E=Q*A

E：是指變革成功，Q：決策質(zhì)量，A：團(tuán)隊對決策的認(rèn)同程度。

失敗的變革項目90%都有一個很高的決策質(zhì)量Q，但因為團(tuán)隊對目標(biāo)缺乏認(rèn)同度A而宣告失敗。可見，人的因素是決定變革成敗的關(guān)鍵因素。

企業(yè)的變革包括戰(zhàn)略、商業(yè)模式、技術(shù)、流程與制度、企業(yè)文化、領(lǐng)導(dǎo)力、人才等變革，如果企業(yè)只想著改變戰(zhàn)略、商業(yè)模式、技術(shù)等條件而忽略了人的因素，那么變革注定是失敗的，因此企業(yè)變革的核心是管理變革，而變革成功的關(guān)鍵在于如何轉(zhuǎn)變?nèi)诵摹?/p>

約翰*柯特教授在《引領(lǐng)變革》等著作中提出“變革八步法”：增強緊迫感、建立指導(dǎo)團(tuán)隊、設(shè)定愿景、感召眾人、賦能行動、創(chuàng)造短期成效、再接再厲、鞏固成果。

可以看出來，我們化工企業(yè)數(shù)字化建設(shè)在某種程度上就是一場變革，上述關(guān)于變革成敗的分析完全適用，尤其是“變革八步法”，與我們數(shù)字化建設(shè)的目標(biāo)、實現(xiàn)路徑高度吻合，所以如何讓一線員工感受到數(shù)字化給他們帶來的幫助（賦能行動、創(chuàng)造短期效益），并且能夠在此基礎(chǔ)上激發(fā)出他們對數(shù)字化建設(shè)的真實需求（再接再厲），以達(dá)到真正落地數(shù)字化建設(shè)成果并不斷形成與企業(yè)實際情況相貼合的系統(tǒng)（鞏固成果）。

如何才能激發(fā)一線員工的熱情？

我們的實踐經(jīng)驗是要提供貼合一線日常使用場景的產(chǎn)品，并且能夠讓一線員工感受到數(shù)字化產(chǎn)品給他們工作帶來了幫助：降低了工作復(fù)雜繁瑣度，又給他們賦能。

在一線員工感受到了數(shù)字化產(chǎn)品的幫助后，就會激發(fā)出他們對數(shù)字化建設(shè)的認(rèn)同，并源源不斷產(chǎn)生新的需求，這些需求是真實的需求，相當(dāng)一部分是有價值的需求。這些需求不斷被滿足，數(shù)字化建設(shè)就具備了自我生長的能力，能夠生根發(fā)芽。

我們在服務(wù)企業(yè)過程中，深刻感受到伴隨一線不斷產(chǎn)生需求形成的產(chǎn)品，是具有強大生命力的。反而是一些早期規(guī)劃時候做了很多美好設(shè)想的方案，后來能落地的不多。

所以回到我們所說的“不可能三角”，其中系統(tǒng)的友好度是一個非常值得重視的維度。

不斷發(fā)展的IT技術(shù)也給化工生產(chǎn)管理帶來了新的工具和方法， 這是可喜的一面。

但是這些快速發(fā)展的技術(shù)如何真正能夠應(yīng)用到場景中，還需要有可執(zhí)行的方法，從企業(yè)的角度，我們要理解工廠的人員日常精力都是圍繞他們自己的業(yè)務(wù)，難以對這些外部發(fā)展的技術(shù)有真切的理解和感受，而且如果只是零星地應(yīng)用一些單點的技術(shù)，同樣會面臨工作量增加和不確定的預(yù)期結(jié)果。

所以我們看到很多有望提升生產(chǎn)管理能力和效率的技術(shù)總是在外圍打轉(zhuǎn)，美好的理想碰到了骨感的現(xiàn)實，總覺得傳統(tǒng)行業(yè)的人是不是太土了，不能理解和接受新興事物。

這個現(xiàn)象背后的原因說到底還是角度問題，外部供應(yīng)商對于化工企業(yè)內(nèi)部從事生產(chǎn)管理的真實工作狀態(tài)和關(guān)注點缺乏了解認(rèn)知。

文章來源： 中國石油和化工

編輯：云朵匠 | 數(shù)商云(微信公眾號名稱：“數(shù)商云”)

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