關于“十四五”加快推進我國化肥行業(yè)智能制造的思考

韓永奇

(膠東產業(yè)研究中心，山東 煙臺 265600)

“十四五”將是中國化肥行業(yè)向智能化發(fā)展的重要階段。隨著5G的全面鋪開，我國社會經濟發(fā)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(yè)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(huán)境變化帶來的一系列機遇與挑戰(zhàn)。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(huán)格局抓緊構建，鄉(xiāng)村振興和農業(yè)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(fā)改委等部門發(fā)文要求，利用5G等新一代信息技術，大力發(fā)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(yè)提升智能制造水平，這是“十四五”時期中國化肥行業(yè)發(fā)展的重要課題。那么，化肥行業(yè)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(yè)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(yè)進行了調查，并結合行業(yè)現狀談談自己的一孔之見。

1 我國化肥行業(yè)智能制造發(fā)展的現狀

“十三五”以來，我國化肥行業(yè)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(yè)制造水平，增添了化肥企業(yè)的競爭優(yōu)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(yè)一步步從傳統(tǒng)生產階段，走向流程型、自動化制造技術的開發(fā)和產業(yè)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(yè)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(yè)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(huán)節(jié)。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(yè)化與信息化深度融合，推動化肥生產智能化，促進安全環(huán)保管理標準化，利用ERP云管理平臺與生產、倉儲系統(tǒng)集成對接，實現制劑訂單下達、生產、入庫、發(fā)貨一體化智能管理，推動工業(yè)化與信息化的融合；通過二維碼追溯系統(tǒng)、DCS智能控制系統(tǒng)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(yè)務全流程管控，建立全面信用管理信息系統(tǒng)、客戶信息與公司信息共享的平臺管理[2]。有不少化肥企業(yè)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(huán)節(jié)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(tǒng)，進行有效追溯。某化肥公司車間的‘防竄貨系統(tǒng)’，采用這一系統(tǒng)，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(yè)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(yè)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(qū)化肥使用者人群的精準投放。實現了化肥行業(yè)質量安全信息可追溯。2018年，全國化肥二維碼追溯系統(tǒng)平臺啟動運營，有效地解決了化肥行業(yè)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(yè)

十三五以來，我國化肥行業(yè)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(guī)模較大的化肥企業(yè)率先進入智能制造，進行企業(yè)智能設計與規(guī)劃，企業(yè)智能化改造如火如荼，尤其是一些大的化肥企業(yè)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(tài)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(jiān)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(fā)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(huán)保監(jiān)管能力，在增加產能的同時提高化肥品質以及安全環(huán)保水平。近年來，我國化肥行業(yè)對于一些傳統(tǒng)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(yè)實際與信息化發(fā)展趨勢，適應公司未來發(fā)展戰(zhàn)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(yè)鏈的信息化鏈接，通過企業(yè)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(yè)，有效地降低了企業(yè)倉儲物流成本?！皟苫比诤霞铀倭藗鹘y(tǒng)企業(yè)的信息化運用，化肥企業(yè)作為傳統(tǒng)企業(yè)乘勢而上，改造了傳統(tǒng)生產線、車間，智能制造正在逐漸滲透化肥生產經營環(huán)節(jié)。河南心連心、中鹽安徽紅四方、司尓特、中化化肥等化肥企業(yè)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(yè)，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(tǒng)和生產線監(jiān)控系統(tǒng)、無人值守的自動化立體倉庫以及智能物流系統(tǒng)，實現物料供應、生產、發(fā)運和產品追溯全供應鏈智能化、自動化流水線生產，在行業(yè)內起到了示范帶動作用。企業(yè)通過智能化增強了可持續(xù)發(fā)展的競爭力。

1.3 化肥智能制造的開發(fā)與應用開始破題

化肥行業(yè)是服務于農業(yè)的化學品行業(yè)，面對農業(yè)現代化和加速到來的信息化浪潮，傳統(tǒng)工農業(yè)加快融入信息化，“兩化”融合快速發(fā)展。隨著新型信息技術與制造業(yè)的不斷融合，智能化成了化肥生產、檢測設備目前的發(fā)展方向之一。同時，化肥企業(yè)面臨的形勢也在加速化肥智能制造的開發(fā)與應用。雙循環(huán)格局的形成、供給側結構性改革的推進、環(huán)保督查的常態(tài)化管理，產業(yè)發(fā)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(fā)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(chuàng)新驅動，將人工智能融入到新品研發(fā)、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(huán)保安全，尤其是碳中和、碳達標等的客觀要求，化肥產業(yè)的生產形態(tài)逐步走向了流程化、自動化開發(fā)和生產階段，智能制造將融入到新品研發(fā)、創(chuàng)造分銷等過程；另一方面，作為高環(huán)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(yè)。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(yè)，一些有遠見的企業(yè)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(yè)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(yè)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(tǒng)等技術手段，進行遠程訪問、故障診斷、問題解決和系統(tǒng)優(yōu)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(huán)境中去仿真實際生產情況，識別和發(fā)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(fā)了安全管理、質量管理、物流管理等系統(tǒng)，降低人員勞動強度，提高勞動生產率。當前重點是繼續(xù)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(jiān)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(yè)的機械化階段已基本完成，正在向自動化和數字化階段發(fā)力。未來，特別是“十四五”期間，化肥行業(yè)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(yè)智能制造存在的問題

近年來，農業(yè)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(fā)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(fā)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(tǒng)。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(tǒng)籌生產運營管理、經營管理、決策支持等管理業(yè)務，實現一體化運營就只能成為空話。雖然企業(yè)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(yè)智能化制造水平不一，發(fā)展不平衡。一些化肥大企業(yè)在智能制造上投入大、兩化融合程度深、企業(yè)智能化改造進行得早和好，而一些中小化肥企業(yè)的智能制造就處于說說罷了的狀態(tài)，盡管對于智能制造有想法、有規(guī)劃，但由于穩(wěn)定就業(yè)和囊中艱澀，智能制造就變成了一句口號而已，我國化肥業(yè)智能制造的發(fā)展不均衡，終究會滯后我國化肥智能化的進程。

2.2 化肥業(yè)大數據應用不夠

在化肥業(yè)智能化中，太多的數據將會噴薄而出，化肥企業(yè)要將大數據應用到生產、管理流程的優(yōu)化上，才具有重要的意義，企業(yè)智能制造的動能才會加速。但我國化肥企業(yè)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(tǒng)的整理，缺乏對大數據分析以及化肥業(yè)數據交換的研究，就很難合理應用，即使有企業(yè)應用，也是輕描淡寫、浮光掠影，目前大部分企業(yè)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(yè)數據采集與集成脫節(jié)、板塊相互脫節(jié)、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(yè)或者企業(yè)的數字創(chuàng)新中心，大數據在化肥業(yè)智能化中的應用還處于表層。整體看，我國對化肥業(yè)大數據的應用才剛起步，存在著“雙缺乏”(即數據整合與專業(yè)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(yōu)化，涉及得不多。大多企業(yè)的應用架構沒有突破，基本上還是傳統(tǒng)的那一套，智能工廠仍在繼續(xù)探索和局部中應用。

2.3 自主創(chuàng)新亟待增強

目前，化肥行業(yè)的創(chuàng)新整體上有待加強，在核心技術上處于被動。在化肥行業(yè)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(wěn)定性方面還有瑕疵，給化肥業(yè)智能化發(fā)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(fā)展帶來了影響。

2.4 標準亟待統(tǒng)一

當前，智能制造沒有統(tǒng)一標準，給企業(yè)智能制造帶來困難。統(tǒng)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(tǒng)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?，F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(yè)智能制造人才與服務業(yè)存在瓶頸

現代服務業(yè)是化肥行業(yè)智造的堅強后盾，先進制造服務業(yè)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(yè)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(yè)占比小、供給少等問題；化肥行業(yè)智造專業(yè)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(tǒng)中了，工程師或技術人員主要在后臺持續(xù)優(yōu)化此系統(tǒng)；優(yōu)化后的系統(tǒng)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(tǒng)。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(yè)智能制造的建議

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

3.1 “產、學、研、用”融合，筑就創(chuàng)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(yè)研發(fā)費用加計扣除比例由75%提高至100%，同時改革研發(fā)費用加計扣除清繳核算方式，激勵企業(yè)創(chuàng)新，促進產業(yè)升級[3]。國家在政策上大力支持企業(yè)創(chuàng)新，而創(chuàng)新必須以企業(yè)為主搞好產、學、研、用，為此，發(fā)展化肥智能制造，必須狠抓自主創(chuàng)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(yǎng)創(chuàng)新型人才。搭建智造創(chuàng)新平臺，著力發(fā)展自主創(chuàng)新技術，強化前沿關鍵技術研發(fā)，促進智能需求與應用間聯動，實現“產、學、研、用”一體化創(chuàng)新和融合發(fā)展。對于政府和企業(yè)來說，要遵循創(chuàng)新人才成長規(guī)律，為一流的人才創(chuàng)造一流的環(huán)境和更多發(fā)揮才能的舞臺，打造政產學研用融合的創(chuàng)新生態(tài)；要統(tǒng)籌考慮各方需求，加強基礎研究，系統(tǒng)謀劃未來化肥產業(yè)智能制造發(fā)展；要發(fā)揮好企業(yè)在市場前瞻性、需求敏感性方面的優(yōu)勢，支持化肥企業(yè)和科研院校與科創(chuàng)企業(yè)的深度合作，激發(fā)企業(yè)可持續(xù)的創(chuàng)新動力。

3.2 統(tǒng)一智能制造標準，推動智能化進程

標準問題事關化肥行業(yè)智能制造，標準統(tǒng)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(yè)模式先進。但這一切離不開標準的統(tǒng)一和推廣。要發(fā)揮政府主導、行業(yè)指導、企業(yè)主體，推進標準統(tǒng)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(tǒng)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(yè)和企業(yè)共同努力，分期、分批、分地區(qū)逐步實施，要典型引路、進行試點，發(fā)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(yè)大數據的應用

化肥業(yè)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(yè)或者企業(yè)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(yè)，創(chuàng)新模式，讓大數據更多、更好地為化肥智能制造發(fā)揮價值。

3.4 搞好智能人才培訓和培養(yǎng)

隨著化肥業(yè)兩化融合的加快，化肥業(yè)智能制造將如火如荼地發(fā)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(yè)以及生產線對先進制造服務業(yè)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(yè)智能制造迫切需要裝備制造服務業(yè)與之同步發(fā)展，在這樣的背景下，我國化肥行業(yè)也要把推進化肥智能制造與發(fā)展相關高端服務業(yè)有機結合起來，采取有效措施促進服務業(yè)發(fā)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(yè)間的信息資源)與優(yōu)化生產配置。政府要在政策上傾斜，鼓勵支持越來越多企業(yè)加入，把相關服務業(yè)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(yè)智造，為智能化打下根基；最后，要搞好創(chuàng)新人才的培養(yǎng)，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(yǎng)，高等職業(yè)院校要根據化肥智能化所需做好專業(yè)人才培養(yǎng)，為化肥企業(yè)輸送合格的智能制造人才?；势髽I(yè)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(yè)的智能制造建設上來，為中國化肥工業(yè)的智能化做貢獻。

4 結語

新發(fā)展階段下我國化肥業(yè)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(yè)大國，是全球最具成長性的內需市場和超大規(guī)模市場。盡管市場大，但中國化肥企業(yè)的傳統(tǒng)發(fā)展優(yōu)勢已經不明顯，事實上，化肥行業(yè)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。“十四五”期間，隨著互聯網技術、信息數字技術的迅速進步，中國化肥行業(yè)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(yōu)良的智能制造系統(tǒng)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(yè)，智能制造將會在行業(yè)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(fā)展階段、貫徹新發(fā)展理念、構建新發(fā)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(yè)普及，將中國化肥由“大”變“強”的夢想變?yōu)楝F實，為全面建設社會主義現代化國家做出應有的貢獻。