數(shù)字化賦能中小型化工企業(yè)綠色轉(zhuǎn)型存在的問(wèn)題及對(duì)策

李涵之，陸 莎，杜歡政

（1.浙江省長(zhǎng)三角循環(huán)經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院，浙江 嘉興 314000；2.同濟(jì)大學(xué) 環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，上海 200092；3.聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署-同濟(jì)大學(xué)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展學(xué)院，上海 200092）

后疫情時(shí)代，數(shù)字化和綠色化成為全球經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇的主旋律。化工行業(yè)是推動(dòng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支柱產(chǎn)業(yè)之一，其中中小型化工企業(yè)占比約八成左右，在促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的同時(shí)也帶來(lái)了嚴(yán)重的環(huán)境和氣候問(wèn)題。在綠色發(fā)展的新發(fā)展理念下，化工企業(yè)環(huán)境污染防治成為生態(tài)文明建設(shè)的重要內(nèi)容，節(jié)能降耗、污染物減排、提質(zhì)增效等方面都需要通過(guò)數(shù)字化賦能實(shí)現(xiàn)。因此，數(shù)字化轉(zhuǎn)型需求更加迫切。

傳統(tǒng)行業(yè)的數(shù)字化升級(jí)具有周期較長(zhǎng)和結(jié)構(gòu)復(fù)雜的特點(diǎn)。據(jù)麥肯錫統(tǒng)計(jì)，石油等傳統(tǒng)制造企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的成功率低于11%。目前我國(guó)中小型化工企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型總體還處于起步階段，綠色低碳發(fā)展仍是重中之重，數(shù)字化浪潮為化工企業(yè)推進(jìn)綠色革命帶來(lái)了歷史機(jī)遇。在綠色化、數(shù)字化政策的雙向驅(qū)動(dòng)下，二者的深度融合也將推動(dòng)我國(guó)從化工大國(guó)向化工強(qiáng)國(guó)轉(zhuǎn)變。

1 政策驅(qū)動(dòng)“兩化”融合發(fā)展

為實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)，化工企業(yè)加速綠色低碳發(fā)展轉(zhuǎn)型升級(jí)，肩負(fù)率先突破的攻堅(jiān)責(zé)任?！笆濉睍r(shí)期，化工行業(yè)的平均綜合能耗和“三廢”排放水平總體下降，主要污染物排放量明顯降低。但與國(guó)際先進(jìn)水平相比，我國(guó)化工行業(yè)的污染排放水平仍有降低潛能。2021 年11 月，《環(huán)境保護(hù)綜合名錄（2021 年版）》發(fā)布，其中涉及石化行業(yè)的“高污染、高環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)”產(chǎn)品803 種。新版名錄的發(fā)布倒逼化工企業(yè)進(jìn)行綠色轉(zhuǎn)型與升級(jí)。2021 年12 月，生態(tài)環(huán)境部印發(fā)《企業(yè)環(huán)境信息依法披露管理辦法》，提出企業(yè)應(yīng)當(dāng)披露污染物產(chǎn)生、排放與治理等相關(guān)環(huán)境信息，督促我國(guó)化工企業(yè)履行社會(huì)責(zé)任?！笆奈濉币?guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要要求推動(dòng)綠色發(fā)展、深入開展污染防治行動(dòng)，加速了化工企業(yè)綠色化改造。在國(guó)家政策推動(dòng)下，化工企業(yè)應(yīng)在節(jié)能減排、低碳轉(zhuǎn)型、環(huán)境治理等方面，以綠色低碳發(fā)展目標(biāo)作為轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要機(jī)遇，主動(dòng)布局綠色產(chǎn)業(yè)鏈，積極參與環(huán)境污染防治，全面推動(dòng)高質(zhì)量發(fā)展。

產(chǎn)業(yè)數(shù)字化是國(guó)家及各地區(qū)的重要發(fā)展方向，世界各國(guó)爭(zhēng)相出臺(tái)政策推動(dòng)數(shù)字賦能企業(yè)綠色化轉(zhuǎn)型。例如，美國(guó)從實(shí)施“信息高速公路”戰(zhàn)略到“先進(jìn)制造業(yè)”戰(zhàn)略并發(fā)布《國(guó)家網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)略》，英國(guó)出臺(tái)《數(shù)字發(fā)展戰(zhàn)略》和《政府?dāng)?shù)字服務(wù)：2021～2024 年戰(zhàn)略》，德國(guó)實(shí)施“工業(yè)4.0”發(fā)展戰(zhàn)略等。我國(guó)相繼發(fā)布了《關(guān)于深化制造業(yè)與互聯(lián)網(wǎng)融合發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》《關(guān)于深化“互聯(lián)網(wǎng)+先進(jìn)制造業(yè)”發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的指導(dǎo)意見(jiàn)》《中國(guó)制造2025》《“十四五”工業(yè)綠色發(fā)展規(guī)劃》等相關(guān)文件，加快“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+綠色制造”戰(zhàn)略實(shí)施。二十大報(bào)告指出，數(shù)字化變革可以幫助傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)推進(jìn)質(zhì)量變革、效率變革和動(dòng)力變革，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展，其中也包括綠色環(huán)保板塊。

數(shù)字化和綠色化的協(xié)同是實(shí)現(xiàn)化工行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的內(nèi)在需求。面對(duì)諸多困境與挑戰(zhàn)，既需要化工企業(yè)通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新提供綠色化解決方案，也需要數(shù)字化賦能企業(yè)綠色轉(zhuǎn)型，從而促進(jìn)化工行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[1]。

2 數(shù)字化賦能中小型化工企業(yè)綠色轉(zhuǎn)型存在的問(wèn)題

2.1 平臺(tái)建設(shè)不成熟

當(dāng)前我國(guó)化工企業(yè)的數(shù)字系統(tǒng)建設(shè)缺乏整體規(guī)劃，集成與互聯(lián)互通程度低，數(shù)據(jù)管理困難。報(bào)告顯示，在近500 家已部署自動(dòng)化和信息系統(tǒng)的流程企業(yè)中，僅有14%的企業(yè)偶爾依賴人工干預(yù)以保證信息自由流動(dòng)，大部分企業(yè)對(duì)人工干預(yù)依賴程度高，對(duì)數(shù)據(jù)的綜合利用率較低[2]。

（1）數(shù)字平臺(tái)建設(shè)缺少統(tǒng)籌規(guī)劃，不同系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)難以共通共享。隨著自動(dòng)化、數(shù)字化、智能化技術(shù)在化工行業(yè)的持續(xù)深入應(yīng)用，中小型化工企業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈間及自身使用系統(tǒng)多樣化。一是企業(yè)的控制系統(tǒng)來(lái)自國(guó)內(nèi)外不同廠家，接口標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，導(dǎo)致數(shù)據(jù)分散，不易打通，容易產(chǎn)生信息孤島；二是由于業(yè)務(wù)需求不同和投資成本的限制，導(dǎo)致信息化的路徑設(shè)計(jì)不同；三是中小型化工企業(yè)所處區(qū)域發(fā)展、產(chǎn)業(yè)發(fā)展、企業(yè)發(fā)展不平衡，難以規(guī)劃打造上下游統(tǒng)一協(xié)同管理的信息平臺(tái)。

（2）中小型化工企業(yè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理能力不足。因行業(yè)細(xì)分多，產(chǎn)品千差萬(wàn)別，對(duì)于碳排放、能源消耗、污染物排放等并未設(shè)置較為統(tǒng)一的管理標(biāo)準(zhǔn)。作業(yè)過(guò)程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)仍需人工二次處理，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)融合能力不足，容易出現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程難追溯、信息傳遞不及時(shí)、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)費(fèi)時(shí)費(fèi)力等問(wèn)題。

2.2 管控能力不足

近年來(lái)，我國(guó)眾多化工龍頭企業(yè)向智能化邁出了堅(jiān)實(shí)一步，但部分化工企業(yè)數(shù)字化智能化水平仍然較低。以江西省為例，雖然2020 年重點(diǎn)化工企業(yè)有超70%開展了數(shù)字化轉(zhuǎn)型相關(guān)工作，但中小型企業(yè)普遍存在自動(dòng)化水平低，數(shù)字化轉(zhuǎn)型規(guī)劃不足等問(wèn)題，人工作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)較高，生產(chǎn)質(zhì)量難以得到有效控制[3]。

（1）生產(chǎn)時(shí)能源利用不充分，缺少能耗管理監(jiān)控系統(tǒng)。中小型化工企業(yè)往往生產(chǎn)的產(chǎn)品種類較多、精細(xì)化程度高、工藝流程和工藝機(jī)理復(fù)雜，非自動(dòng)化生產(chǎn)線仍大量存在。此外，傳統(tǒng)生產(chǎn)方式能源消耗高，單從碳排放來(lái)說(shuō)，化工行業(yè)每萬(wàn)元增加值產(chǎn)生碳排放量1.29 t，大于全國(guó)工業(yè)的平均水平1.14 t。能源利用效率不高，加之缺乏數(shù)字化能耗管理監(jiān)控系統(tǒng)，不利于企業(yè)的綠色發(fā)展。

（2）污染防治時(shí)效性較弱。雖然絕大部分化工企業(yè)進(jìn)行污染物排放實(shí)時(shí)監(jiān)控，但仍存在由于監(jiān)測(cè)范圍有限、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，不能及時(shí)從水質(zhì)、大氣、固廢等監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)中挖掘環(huán)境管理中存在的問(wèn)題和風(fēng)險(xiǎn)，并作出預(yù)測(cè)預(yù)警[4]。

（3）中小型化工企業(yè)在倉(cāng)庫(kù)管理、環(huán)保設(shè)施運(yùn)行方面數(shù)字化投入不足，導(dǎo)致監(jiān)管不到位，時(shí)有存在危險(xiǎn)廢物貯存不當(dāng)、危廢散落在生產(chǎn)場(chǎng)所等現(xiàn)象，帶來(lái)環(huán)境污染和安全隱患。

2.3 人力資源管理不到位

企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵資源是人才，而當(dāng)前中小型化工企業(yè)人才隊(duì)伍建設(shè)能力明顯不足。

（1）招聘時(shí)，對(duì)高素質(zhì)技能型人才的需求量大。由于校企合作機(jī)制不完善，高校教育內(nèi)容和行業(yè)需求存在脫節(jié)現(xiàn)象，環(huán)保與數(shù)字領(lǐng)域的復(fù)合型人才缺口大，具有豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的人才輸入不足。

（2）培訓(xùn)時(shí)，對(duì)人員綠色化和數(shù)字化技能提升不夠重視。一是培訓(xùn)教材籠統(tǒng)，缺少個(gè)性化定制內(nèi)容，如數(shù)字化賦能節(jié)能降耗、污染防治等；二是缺少移動(dòng)平臺(tái)提供權(quán)威學(xué)習(xí)資源和交流平臺(tái)。

（3）管理時(shí)，安全保障能力不足。企業(yè)仍需人工評(píng)估統(tǒng)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)。在化學(xué)品、廢物、污染物危險(xiǎn)性鑒定和測(cè)試過(guò)程中，員工理論和實(shí)操水平欠缺，脫離規(guī)范化、綠色化工作后，容易引發(fā)安全事故和造成環(huán)境污染。

2.4 管理體系不健全

調(diào)研顯示，有1/3 的企業(yè)已經(jīng)在數(shù)字化升級(jí)規(guī)劃中施展拳腳，25%左右的企業(yè)在觀望[2]。中小型化工企業(yè)對(duì)數(shù)字化賦能綠色轉(zhuǎn)型的認(rèn)同感和認(rèn)知度以及管控能力不足，具體表現(xiàn)在以下幾方面：

（1）決策管理者綠色化和數(shù)字化意識(shí)較為薄弱。對(duì)數(shù)字技術(shù)推動(dòng)企業(yè)技術(shù)研發(fā)和生產(chǎn)工藝改進(jìn)的作用認(rèn)識(shí)不到位，在具體數(shù)字化與智能化設(shè)施應(yīng)用方面認(rèn)知不足，同時(shí)在信息化軟件與硬件方面投入力度有限。

（2）前期建設(shè)缺少統(tǒng)籌考慮，購(gòu)買大量硬件設(shè)備或不適用的軟件，無(wú)法與管理和業(yè)務(wù)流程相匹配，缺少系統(tǒng)的解決方案，容易導(dǎo)致實(shí)施過(guò)程中信息系統(tǒng)建設(shè)失敗，數(shù)字化流于形式、不能充分發(fā)揮作用。

（3）管理制度存在明顯缺陷，不夠精細(xì)化。制度中缺少高標(biāo)準(zhǔn)和細(xì)致內(nèi)容，系統(tǒng)性不強(qiáng)，生產(chǎn)過(guò)程中不同環(huán)節(jié)銜接效果不佳[5]。人工采集、數(shù)據(jù)散落等行為都會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)失真，缺乏參考性，信息化管理難以在實(shí)踐中真正落地。

3 數(shù)字化賦能中小型化工企業(yè)綠色轉(zhuǎn)型對(duì)策

3.1 建設(shè)企業(yè)數(shù)字化統(tǒng)一平臺(tái)

根據(jù)企業(yè)所處發(fā)展階段，在“雙碳”目標(biāo)下，積極完善數(shù)字化頂層規(guī)劃，構(gòu)建數(shù)字化統(tǒng)一平臺(tái)，充分利用大數(shù)據(jù)，優(yōu)化內(nèi)部管理，通過(guò)有效管理手段，強(qiáng)化節(jié)能減排、低碳轉(zhuǎn)型、環(huán)境治理工作，助力綠色發(fā)展。

（1）制定數(shù)字化綠色轉(zhuǎn)型總體架構(gòu)，建立統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)體系，為企業(yè)綠色化轉(zhuǎn)型互聯(lián)互通提供支撐。中小企業(yè)可以將行業(yè)龍頭、協(xié)會(huì)等建立的標(biāo)準(zhǔn)納入企業(yè)綠色供應(yīng)鏈管理，利用產(chǎn)業(yè)鏈帶動(dòng)效應(yīng)對(duì)標(biāo)達(dá)標(biāo)，并通過(guò)連接綠色低碳相關(guān)信息→挖掘數(shù)據(jù)→優(yōu)化應(yīng)用→管控增效的途徑實(shí)現(xiàn)綠色轉(zhuǎn)型，見(jiàn)圖1。

圖1 中小型化工企業(yè)數(shù)字化賦能綠色轉(zhuǎn)型架構(gòu)圖Fig.1 Architecture diagram of digital enabling green transformation of small and medium-sized chemical enterprises

（2）集成和深化企業(yè)信息化系統(tǒng)，提高生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)（MES）的應(yīng)用普及率及應(yīng)用深度。合理運(yùn)用大數(shù)據(jù)平臺(tái)，建設(shè)能源管理、污染排放等集控中心，實(shí)現(xiàn)協(xié)同管理和調(diào)度。建立產(chǎn)品全生命周期管理工具，從設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、物流等全鏈條追溯碳足跡、能源利用情況[6]。

（3）開發(fā)數(shù)據(jù)整合工具，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳和快速精準(zhǔn)查詢響應(yīng)，方便管理人員進(jìn)行可視化分析，優(yōu)化生產(chǎn)調(diào)度、運(yùn)營(yíng)管理、安全環(huán)保、分析決策等業(yè)務(wù)場(chǎng)景。

3.2 提升數(shù)字化管控能力

數(shù)字技術(shù)能夠促進(jìn)中小型化工企業(yè)能源優(yōu)化、成本優(yōu)化、風(fēng)險(xiǎn)預(yù)知及決策控制，整體上實(shí)現(xiàn)節(jié)能、降本、增效、提質(zhì)。

（1）使用數(shù)字技術(shù)推動(dòng)技術(shù)研發(fā)和生產(chǎn)工藝改進(jìn)。如用AR/VR 技術(shù)仿真模擬產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及工藝合成過(guò)程，開發(fā)綠色低碳工藝，從源頭節(jié)能減排；用AI 技術(shù)分析企業(yè)生產(chǎn)因素，用能源密集型生產(chǎn)工藝降低運(yùn)營(yíng)和物耗成本。對(duì)于勞動(dòng)力密度強(qiáng)的工段進(jìn)行機(jī)器化升級(jí)改造，如運(yùn)用智能化車間、機(jī)械手設(shè)備、無(wú)人值守系統(tǒng)等提高生產(chǎn)效率，減少用工人數(shù)，提高能源利用率。

（2）運(yùn)用能源管理在線監(jiān)測(cè)數(shù)字設(shè)備記錄能耗數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)掌握能源信息的采集、存儲(chǔ)、管理，分析數(shù)據(jù)并制定提升效率的措施，實(shí)現(xiàn)能耗高效利用。

（3）使用遙感等技術(shù)加強(qiáng)污染監(jiān)控和防治?？焖?、實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)地監(jiān)測(cè)大范圍環(huán)境中的污染物，并有效識(shí)別污染物來(lái)源、濃度和種類，免除人工統(tǒng)計(jì)、上報(bào)審批等流程[7]。同時(shí)可以結(jié)合環(huán)境法律法規(guī)建立污染物預(yù)警模型，作為生態(tài)環(huán)境治理的重要手段。

（4）合理運(yùn)用智能立體倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)，提高管理效率。以三維場(chǎng)景為依托，實(shí)現(xiàn)倉(cāng)儲(chǔ)的庫(kù)區(qū)、倉(cāng)庫(kù)、貨架、設(shè)備等逐級(jí)可視。結(jié)合射頻識(shí)別系統(tǒng)（RFID）賦予化學(xué)品電子標(biāo)簽，增加產(chǎn)品可追溯性，推動(dòng)綠色、安全生產(chǎn)。

3.3 加強(qiáng)復(fù)合型人才建設(shè)

加強(qiáng)復(fù)合人才隊(duì)伍建設(shè)，探索人才培育機(jī)制。隨著數(shù)字技術(shù)與各領(lǐng)域深度融合，對(duì)人才也提出更高要求，需要在人才培訓(xùn)上投入更多資源、調(diào)動(dòng)主體，強(qiáng)化人才體系構(gòu)建。

（1）優(yōu)化復(fù)合人才培養(yǎng)模式，定制專項(xiàng)教材，提升學(xué)習(xí)的精確度。在教材中開設(shè)互聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大數(shù)據(jù)、環(huán)境工程、污染控制等相關(guān)課程，有針對(duì)性地填補(bǔ)知識(shí)空白。采取移動(dòng)培訓(xùn)模式，提高學(xué)習(xí)效率。云平臺(tái)賦能企業(yè)數(shù)字化人才培養(yǎng)，方便員工利用碎片化時(shí)間學(xué)習(xí)數(shù)字化管理與運(yùn)營(yíng)的新場(chǎng)景和新要求、中小企業(yè)轉(zhuǎn)型的成功案例，更好適應(yīng)快速更迭的數(shù)字時(shí)代。

（2）樹立綠色安全管理意識(shí)，加強(qiáng)員工安全教育和?；に嚺嘤?xùn)。對(duì)于環(huán)境突發(fā)事件需采取應(yīng)急預(yù)案，加強(qiáng)培訓(xùn)與實(shí)操，預(yù)防和消除環(huán)境突發(fā)事件，減少污染影響，確保人員安全。

3.4 提升數(shù)字化賦能綠色化體系建設(shè)

我國(guó)正邁向數(shù)字化綠色發(fā)展轉(zhuǎn)型的新時(shí)代，中小型化工企業(yè)在應(yīng)對(duì)快速的變化和激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，積極做好綠色轉(zhuǎn)型準(zhǔn)備的基礎(chǔ)上，亟待國(guó)家層面的力量支持。

（1）在國(guó)家層面加強(qiáng)數(shù)字化領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究和前沿技術(shù)布局。突破芯片、操作系統(tǒng)、工業(yè)軟件等基礎(chǔ)性技術(shù)瓶頸，加強(qiáng)自主創(chuàng)新，保障數(shù)字技術(shù)產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈的戰(zhàn)略安全，并提供技術(shù)支撐。研發(fā)和試驗(yàn)云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能、量子計(jì)算等技術(shù)，全面推動(dòng)數(shù)字技術(shù)與實(shí)體經(jīng)濟(jì)融合，加快化工產(chǎn)業(yè)數(shù)字化、智能化、低碳化發(fā)展。

（2）有關(guān)主管部門與行業(yè)協(xié)會(huì)，要以企業(yè)需求為導(dǎo)向，統(tǒng)籌數(shù)字化建設(shè)體系。建立基于化工產(chǎn)業(yè)上下游的公共資源庫(kù)，全面存儲(chǔ)能耗、廢棄物、污染物、應(yīng)急等數(shù)據(jù)資源，增強(qiáng)數(shù)據(jù)兼容性，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享交換，為管理者提供決策參考，通過(guò)信息化建設(shè)幫助企業(yè)解決環(huán)保問(wèn)題和困難[8]。

（3）結(jié)合行業(yè)法律法規(guī)，國(guó)家及行業(yè)管理部門要制定相關(guān)的全流程管理標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)宣貫執(zhí)行，確保綠色生產(chǎn)與數(shù)字化技術(shù)管理的同步性。明確生產(chǎn)等過(guò)程中的責(zé)任，推動(dòng)化工生產(chǎn)朝標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化、綠色化方向發(fā)展。

4 總結(jié)

在當(dāng)前綠色發(fā)展和可持續(xù)發(fā)展的要求下，中小型化工企業(yè)應(yīng)擔(dān)起責(zé)任，實(shí)施綠色發(fā)展戰(zhàn)略，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展。充分利用數(shù)字化技術(shù)融合的智慧應(yīng)用，加速產(chǎn)業(yè)一體化綠色發(fā)展，重新構(gòu)造綠色供應(yīng)鏈，有效防治環(huán)境污染，釋放發(fā)展新機(jī)遇，切實(shí)推動(dòng)企業(yè)綠色轉(zhuǎn)型。