1 研究背景

加快推进传统产业数字化转型，建设现代化产业体系，成为推动我国经济高质量发展的新动能和新路径。在此背景下，材料化工行业的转型升级也面临着新的要求和挑战。一方面，材料化工行业作为典型的传统制造业，对传统要素如资源、投资等的依赖程度高，随着经济进入新常态，仅依靠资源、劳动力投入已经难以支撑材料化工行业的持续高速发展，并且对环境保护带来了巨大的压力。数字化转型可以提高企业全要素生产率，成为提升企业竞争力的关键途径。材料化工行业作为技术密集型的流程产业，在其生产流程中呈现工艺链条长、原料构成复杂、中间控制严苛等显著特点，传统企业在实际运营中面临一系列亟待解决的痛点问题，包括生产工艺和设备的复杂性、能耗消耗高、安全生产和环境保护的刚性约束。

2 研究方法

本文依托工业和信息化部和国家标准化管理委员会在2020年发布的国家标准《智能制造能力成熟度模型》（GB/T 39116-2020），该模型由成熟度等级、能力要素和成熟度要求构成。其中，成熟度等级分为5个等级，每一级逐步增加智能化程度，从对企业核心业务的改造到智能生产模式实现创新引领。能力要素涵盖人员、技术、资源和制造4方面，作为企业实施智能制造必需的条件，下分12个能力域和20个能力子域。

本文选取成都市材料化工企业作为案例进行研究，进一步探究数字化转型的要素和路径，并遵循典型性、启发性和数据可获得性原则进行选择。本文作者深入参与此次诊断评估活动，实地走访调研企业，获得了较为丰富且详细的一手数据，使研究更加完整、科学。

3 材料化工行业数字化转型现状及挑战

3.1 材料化工行业智能制造成熟度等级

根据电子标准研究院发布的《智能制造成熟度指数报告（2022）》，该报告以在智能制造评估评价公共服务平台上近6万家制造业企业填报的数据为支撑，覆盖我国制造业31个大类和31个省市自治区，数据具有代表性和权威性。

从行业智能制造成熟度排名来看，材料化工行业在全国31个大类中排名第十，具有一定的数字化生产基础。受行业连续流程生产、原材料多样、设备工艺复杂的特性影响，企业愿意引入自动化生产装备、安全管控、能耗监测平台等设备软件，来满足生产流程复杂性及安全生产的刚需要求，行业整体智能制造成熟度行业排名靠前。

与全国制造业智能制造成熟度等级分布相比，材料化工行业的数字化转型呈现出以单点突破为主的特征，跨业务协同优化尚未取得显著进展。71%的材料化工企业智能制造成熟度处于一级规划级及以下水平，而仅有14%的材料化工企业达到二级规范级，7%的材料化工企业达到三级集成级，这远低于全国制造业企业平均水平（全国制造业企业达到二级规范级占比21%，达到三级集成级占比12%）。这表明尽管部分材料化工企业引入了自动化生产设备，但在数据集成与跨业务协同方面仍存在明显不足，导致标杆项目和引领型企业的发展空间依然广阔。

3.2 材料化工行业数字化转型的挑战

3.2.1 数字化转型的战略规划和人才建设滞后

数字化转型已成为企业在信息技术革命与产业变革中的必然路径，尽管此观念已获多数企业认同，但清晰的组织战略规划缺失成为关键阻碍。部分企业对数字化转型的认识不到位或者有认知偏差，视其为单纯的业务信息化，单点部署信息化系统且缺乏整体规划，导致数字化战略与业务运营脱节。此外，材料化工领域的数字化转型亟需既精通复杂生产工艺又擅长信息技术整合的复合型人才，而当前企业普遍面临员工技能单一、数字化转型人才储备不足的问题，这进一步制约了企业在组织与人才层面的战略规划与发展。

3.2.2 数据要素赋能潜力尚未释放

材料化工企业具有较好的自动化基础，行业企业虽普遍使用PLC/DCS等过程控制系统，但数字化且联网的生产设备较少，产线和复杂工序的数据采集未能全面覆盖。不同时期部署的工控系统、自动化生产设备等标准规范不统一，数据不能有效采集并流通，“数据孤岛”现象林立。上述情况导致企业内数据难以全部贯通，缺乏统一的数据平台对生产和业务等跨环节的数据进行集成分析，通过数据要素挖掘对生产环节精益管理、设备预测性维护、需求和配送自动优化等场景应用尚未实现，数据要素的赋能潜力尚未释放。

3.2.3 产业链上下游协同水平不高

材料化工企业在产业链上下游协同上面临危化品运输存储和企业需求对接的挑战。化工类企业在运营中需储备一定量的原材料和备品备件，这不仅涉及易燃易爆、有毒有害原辅料物流和仓储的安全难题，同时也占用了企业大量的流动资金，对企业的物流运输、上下游产业链直接配合提出较高需求。在原料产品的信息发布、生产需求对接方面，也需要上下游企业之间打通信息壁垒，避免产能过剩导致恶性竞争。

4 成都市材料化工企业数字化转型案例分析

4.1 成都市材料化工企业智能制造成熟度等级分布

智能制造成熟度区域特征显著。成都市材料化工企业智能制造成熟度呈“金字塔型”分布，64%的企业仍处在一级规划级及以下等级水平。成都企业在达到二级规范级的水平上表现突出，占比达到30%，超过全国材料化工行业达到二级规范级占比（14%）的一倍，展现出成都材料化工企业在核心装备和业务环节上的数字化改造取得较大的突破。但达到三级集成级的企业仅占4%，成都缺乏达到四级优化级及以上的标杆企业，这一现状凸显出受到西部区域经济发展的限制以及缺乏化工产业数字化复合型人才影响，成都市在培育龙头领军企业方面存在的短板。

4.2 智能制造成熟度模型要素解析

综合对成都材料化工企业不同成熟度等级的能力子域得分可以看出，人员技能、信息安全与能源管理成为约束企业达到二级规范级及以上等级的关键因素。材料化工企业更倾向于在生产制造环节进行单点突破，这也与材料化工的产业特点紧密关联，企业在生产和投资过程中，更加关注生产效率、设备管理和生产安全水平，能够直接为企业节省生产成本和提高经营效率。在信息安全、能源管理以及复合型人才引入方面，企业在数字化转型的初期阶段投入资源较少，但在智能制造成熟度达到二级规范级之后，企业逐步投入资源到以上领域，以加强企业信息安全保障、优化能耗管控和提升人员数字化技能。

此外，材料化工企业从智能制造成熟度二级规范级提升到三级集成级后，企业实现跨业务协同，各项能力子域得到全面提升。但值得注意的是在生产装备能力子域提升不大，因为材料化工企业的生产设备数据采集改造难度大，部分设施建成时间早，现行标准、接口设计与当前技术趋势之间存在一定的差距，难以实现生产设备集成管理和跨设备间数据流通，改造资金需求量大。这也成为限制材料化工企业通过数据挖掘以实现对核心生产环节的精准预测和优化的约束条件，需要通过统一规划、更新迭代来逐步克服。

4.3 材料化工企业数字化转型路径分析

通过对成都材料化工企业的能力子域得分以及不同等级企业的纵向对比，可以看出材料化工企业在数字化转型的不同阶段呈现出不同的特征及转型驱动力。

图1 材料化工企业数字化转型路径图

4.3.1 信息数字化阶段：核心业务环节的技术突破

在数字化发展的初期阶段，制造企业在有限资源投入的情况下，更倾向于在单一核心业务环节进行自动化、数字化改造，转型重点在于将数字化技术植入生产、制造、设备管理等环节，以期能快速实现提质增效的目标。尤其是材料化工等流程型产业，对于生产设备的自动化水平要求高，以及危化品生产过程中对本质安全提出更高的要求，因此在材料化工企业中，数字化转型往往是从自动排产作业、生产设备自动化、设备安全运行监测等环节切入。

4.3.2 业务数字化阶段—技术管理+组织变革

在业务数字化阶段，企业的关注点从核心业务环节改造转向多业务之间的整合，以及在数字化转型的组织战略和人才培育方面，也有了进一步的突破跃升。一方面，企业利用“数据+平台+应用”的解决方案，以数据为驱动力，从单一业务优化走向多流程数字化协同，如打通库存、采购、排产、配送等关键环节数据，根据订单情况及时安排原料采购及调整生产排期，实现企业运行的全链路数字化。另外，材料化工企业在组织层面积极应对，提升对数字化转型的战略认知，重构组织架构，设立数字化管理部门，并吸纳复合型人才，从组织管理上为企业进行数字化转型赋能。

4.3.3 产业生态数字化阶段：实现高度智能和产业协同

材料化工企业相关上下游产业链长、关联性强，在产业生态数字化阶段，企业不仅关注内部的业务整合，而且进一步延伸到产业链上下游，实现生态互联，深化数字化转型。企业将数字孪生、人工智能等新技术融入传统制造生产过程，实现人机物的互联互通，研产供销全链业务的高度集成和智能决策。如材料化工企业建立设备-车间-产线的三维仿真模型，打造数字孪生工厂，实现化工生产工艺仿真和调优、设备预测性维护、资源智能调度等新模式。在产业生态互联上，依托产业链协同平台，龙头企业开放数字系统接口带动配套企业协同改造，通过上下游企业原料和流程产品信息的在线发布、自动匹配和线下对接，开展协同采购、协同配送、产品溯源等应用，提升供应链产业链的响应速度和效率。

5 结束语

数字化转型是一项长期、系统性的工程，在新一代信息技术与制造业深度融合的背景下，材料化工企业面临着数字化转型战略规划不足、数据要素潜能尚未完全释放、产业链上下游协同水平不高等挑战。通过对成都市的案例分析可见，成都市材料化工企业实现核心装备和业务改造的占比高于全国化工企业平均水平，但要实现跨业务数据共享和产业链协同仍有较大空间。推动材料化工企业的数字化转型，需要按照分类推进的步骤，转型过程中企业需要把握自身发展阶段和应用特点，明确阶段性重点任务，同时，也要注重数字化转型复合型人才的培养，积极开展与高校、科研院所、行业协会等合作，培养IT和OT融通的复合型人才，夯实企业数字化转型的人才基础。

作者：成渝（成都）信息通信研究院有限公司 熊姝涵  周倩茹