摘要：本文運(yùn)用GB/T 39116-2020智能制造能力成熟度模型，基于近6萬(wàn)家制造業(yè)企業(yè)評(píng)估診斷數(shù)據(jù)，分析了我國(guó)材料化工行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的現(xiàn)狀及面臨挑戰(zhàn)，并選擇成都市材料化工企業(yè)作為案例進(jìn)行分析。研究結(jié)論豐富了智能制造成熟度模型的相關(guān)研究成果，也可為材料化工企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供有益借鑒。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化轉(zhuǎn)型；材料化工企業(yè)；智能制造成熟度模型

doi：10.3969/J.ISSN.1672-7274.2025.03.078

中圖分類號(hào)：F 424.3；TP 3；TQ-9 " " " " "文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A " " " " " "文章編碼：1672-7274（2025）03-0-03

Research on Digital Transformation of Material Chemical Industry

--Case Study Based on Maturity Model of Intelligent Manufacturing Capability

XIONG Shuhan， ZHOU Qianru

（Chengdu-Chongqing （Chengdu） Information and Communication Technology Co.， Ltd.， Chengdu 610200， China）

Abstract： This articletakes the GB/T 39116-2020 Maturity Model of Intelligent Manufacturing Capability to analyze the development and challenges of digital transformation in material chemical industry， based on diagnostic data from nearly 60 000 manufacturing enterprises. Also， the paper selects material chemical enterprises in Chengdu as case study. The research findings can provide valuable insights for the digital transformation of material chemical enterprises.

Keywords： digital transformation;material chemical enterprises; Maturity Model of Intelligent Manufacturing Capability

1 " 研究背景

加快推進(jìn)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，建設(shè)現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)體系，成為推動(dòng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展的新動(dòng)能和新路徑。在此背景下，材料化工行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)也面臨著新的要求和挑戰(zhàn)。一方面，材料化工行業(yè)作為典型的傳統(tǒng)制造業(yè)，對(duì)傳統(tǒng)要素如資源、投資等的依賴程度高，隨著經(jīng)濟(jì)進(jìn)入新常態(tài)，僅依靠資源、勞動(dòng)力投入已經(jīng)難以支撐材料化工行業(yè)的持續(xù)高速發(fā)展，并且對(duì)環(huán)境保護(hù)帶來(lái)了巨大的壓力。數(shù)字化轉(zhuǎn)型可以提高企業(yè)全要素生產(chǎn)率，成為提升企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵途徑[1]。材料化工行業(yè)作為技術(shù)密集型的流程產(chǎn)業(yè)，在其生產(chǎn)流程中呈現(xiàn)工藝鏈條長(zhǎng)、原料構(gòu)成復(fù)雜、中間控制嚴(yán)苛等顯著特點(diǎn)，傳統(tǒng)企業(yè)在實(shí)際運(yùn)營(yíng)中面臨一系列亟待解決的痛點(diǎn)問(wèn)題，包括生產(chǎn)工藝和設(shè)備的復(fù)雜性、能耗消耗高、安全生產(chǎn)和環(huán)境保護(hù)的剛性約束。

2 " 研究方法

本文依托工業(yè)和信息化部和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)在2020年發(fā)布的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《智能制造能力成熟度模型》（GB/T 39116-2020）[2]，該模型由成熟度等級(jí)、能力要素和成熟度要求構(gòu)成。其中，成熟度等級(jí)分為5個(gè)等級(jí)，每一級(jí)逐步增加智能化程度，從對(duì)企業(yè)核心業(yè)務(wù)的改造到智能生產(chǎn)模式實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新引領(lǐng)。能力要素涵蓋人員、技術(shù)、資源和制造4方面，作為企業(yè)實(shí)施智能制造必需的條件，下分12個(gè)能力域和20個(gè)能力子域。

本文選取成都市材料化工企業(yè)作為案例進(jìn)行研究，進(jìn)一步探究數(shù)字化轉(zhuǎn)型的要素和路徑，并遵循典型性、啟發(fā)性和數(shù)據(jù)可獲得性原則進(jìn)行選擇。本文作者深入?yún)⑴c此次診斷評(píng)估活動(dòng)，實(shí)地走訪調(diào)研企業(yè)，獲得了較為豐富且詳細(xì)的一手?jǐn)?shù)據(jù)，使研究更加完整、科學(xué)。

3 " 材料化工行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型現(xiàn)狀及挑戰(zhàn)

3.1 材料化工行業(yè)智能制造成熟度等級(jí)

根據(jù)電子標(biāo)準(zhǔn)研究院發(fā)布的《智能制造成熟度指數(shù)報(bào)告（2022）》[3]，該報(bào)告以在智能制造評(píng)估評(píng)價(jià)公共服務(wù)平臺(tái)上近6萬(wàn)家制造業(yè)企業(yè)填報(bào)的數(shù)據(jù)為支撐，覆蓋我國(guó)制造業(yè)31個(gè)大類和31個(gè)省市自治區(qū)，數(shù)據(jù)具有代表性和權(quán)威性。

從行業(yè)智能制造成熟度排名來(lái)看，材料化工行業(yè)在全國(guó)31個(gè)大類中排名第十，具有一定的數(shù)字化生產(chǎn)基礎(chǔ)。受行業(yè)連續(xù)流程生產(chǎn)、原材料多樣、設(shè)備工藝復(fù)雜的特性影響，企業(yè)愿意引入自動(dòng)化生產(chǎn)裝備、安全管控、能耗監(jiān)測(cè)平臺(tái)等設(shè)備軟件，來(lái)滿足生產(chǎn)流程復(fù)雜性及安全生產(chǎn)的剛需要求，行業(yè)整體智能制造成熟度行業(yè)排名靠前。

與全國(guó)制造業(yè)智能制造成熟度等級(jí)分布相比，材料化工行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型呈現(xiàn)出以單點(diǎn)突破為主的特征，跨業(yè)務(wù)協(xié)同優(yōu)化尚未取得顯著進(jìn)展。71%的材料化工企業(yè)智能制造成熟度處于一級(jí)規(guī)劃級(jí)及以下水平，而僅有14%的材料化工企業(yè)達(dá)到二級(jí)規(guī)范級(jí)，7%的材料化工企業(yè)達(dá)到三級(jí)集成級(jí)，這遠(yuǎn)低于全國(guó)制造業(yè)企業(yè)平均水平（全國(guó)制造業(yè)企業(yè)達(dá)到二級(jí)規(guī)范級(jí)占比21%，達(dá)到三級(jí)集成級(jí)占比12%）。這表明盡管部分材料化工企業(yè)引入了自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備，但在數(shù)據(jù)集成與跨業(yè)務(wù)協(xié)同方面仍存在明顯不足，導(dǎo)致標(biāo)桿項(xiàng)目和引領(lǐng)型企業(yè)的發(fā)展空間依然廣闊。

3.2 材料化工行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的挑戰(zhàn)

3.2.1 數(shù)字化轉(zhuǎn)型的戰(zhàn)略規(guī)劃和人才建設(shè)滯后

數(shù)字化轉(zhuǎn)型已成為企業(yè)在信息技術(shù)革命與產(chǎn)業(yè)變革中的必然路徑，盡管此觀念已獲多數(shù)企業(yè)認(rèn)同，但清晰的組織戰(zhàn)略規(guī)劃缺失成為關(guān)鍵阻礙。部分企業(yè)對(duì)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的認(rèn)識(shí)不到位或者有認(rèn)知偏差，視其為單純的業(yè)務(wù)信息化，單點(diǎn)部署信息化系統(tǒng)且缺乏整體規(guī)劃，導(dǎo)致數(shù)字化戰(zhàn)略與業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)脫節(jié)[4]。此外，材料化工領(lǐng)域的數(shù)字化轉(zhuǎn)型亟需既精通復(fù)雜生產(chǎn)工藝又擅長(zhǎng)信息技術(shù)整合的復(fù)合型人才，而當(dāng)前企業(yè)普遍面臨員工技能單一、數(shù)字化轉(zhuǎn)型人才儲(chǔ)備不足的問(wèn)題，這進(jìn)一步制約了企業(yè)在組織與人才層面的戰(zhàn)略規(guī)劃與發(fā)展。

3.2.2 數(shù)據(jù)要素賦能潛力尚未釋放

材料化工企業(yè)具有較好的自動(dòng)化基礎(chǔ)，行業(yè)企業(yè)雖普遍使用PLC/DCS等過(guò)程控制系統(tǒng)，但數(shù)字化且聯(lián)網(wǎng)的生產(chǎn)設(shè)備較少，產(chǎn)線和復(fù)雜工序的數(shù)據(jù)采集未能全面覆蓋。不同時(shí)期部署的工控系統(tǒng)、自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范不統(tǒng)一，數(shù)據(jù)不能有效采集并流通，“數(shù)據(jù)孤島”現(xiàn)象林立[5]。上述情況導(dǎo)致企業(yè)內(nèi)數(shù)據(jù)難以全部貫通，缺乏統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺(tái)對(duì)生產(chǎn)和業(yè)務(wù)等跨環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)進(jìn)行集成分析，通過(guò)數(shù)據(jù)要素挖掘?qū)ιa(chǎn)環(huán)節(jié)精益管理、設(shè)備預(yù)測(cè)性維護(hù)、需求和配送自動(dòng)優(yōu)化等場(chǎng)景應(yīng)用尚未實(shí)現(xiàn)，數(shù)據(jù)要素的賦能潛力尚未釋放。

3.2.3 產(chǎn)業(yè)鏈上下游協(xié)同水平不高

材料化工企業(yè)在產(chǎn)業(yè)鏈上下游協(xié)同上面臨?；愤\(yùn)輸存儲(chǔ)和企業(yè)需求對(duì)接的挑戰(zhàn)?；ゎ惼髽I(yè)在運(yùn)營(yíng)中需儲(chǔ)備一定量的原材料和備品備件，這不僅涉及易燃易爆、有毒有害原輔料物流和倉(cāng)儲(chǔ)的安全難題，同時(shí)也占用了企業(yè)大量的流動(dòng)資金，對(duì)企業(yè)的物流運(yùn)輸、上下游產(chǎn)業(yè)鏈直接配合提出較高需求。在原料產(chǎn)品的信息發(fā)布、生產(chǎn)需求對(duì)接方面，也需要上下游企業(yè)之間打通信息壁壘，避免產(chǎn)能過(guò)剩導(dǎo)致惡性競(jìng)爭(zhēng)。

4 " 成都市材料化工企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型案

例分析

4.1 成都市材料化工企業(yè)智能制造成熟度等

級(jí)分布

智能制造成熟度區(qū)域特征顯著。成都市材料化工企業(yè)智能制造成熟度呈“金字塔型”分布，64%的企業(yè)仍處在一級(jí)規(guī)劃級(jí)及以下等級(jí)水平。成都企業(yè)在達(dá)到二級(jí)規(guī)范級(jí)的水平上表現(xiàn)突出，占比達(dá)到30%，超過(guò)全國(guó)材料化工行業(yè)達(dá)到二級(jí)規(guī)范級(jí)占比（14%）的一倍，展現(xiàn)出成都材料化工企業(yè)在核心裝備和業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)上的數(shù)字化改造取得較大的突破。但達(dá)到三級(jí)集成級(jí)的企業(yè)僅占4%，成都缺乏達(dá)到四級(jí)優(yōu)化級(jí)及以上的標(biāo)桿企業(yè)，這一現(xiàn)狀凸顯出受到西部區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的限制以及缺乏化工產(chǎn)業(yè)數(shù)字化復(fù)合型人才影響，成都市在培育龍頭領(lǐng)軍企業(yè)方面存在的短板。

4.2 智能制造成熟度模型要素解析

綜合對(duì)成都材料化工企業(yè)不同成熟度等級(jí)的能力子域得分可以看出，人員技能、信息安全與能源管理成為約束企業(yè)達(dá)到二級(jí)規(guī)范級(jí)及以上等級(jí)的關(guān)鍵因素。材料化工企業(yè)更傾向于在生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)進(jìn)行單點(diǎn)突破，這也與材料化工的產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)緊密關(guān)聯(lián)，企業(yè)在生產(chǎn)和投資過(guò)程中，更加關(guān)注生產(chǎn)效率、設(shè)備管理和生產(chǎn)安全水平，能夠直接為企業(yè)節(jié)省生產(chǎn)成本和提高經(jīng)營(yíng)效率。在信息安全、能源管理以及復(fù)合型人才引入方面，企業(yè)在數(shù)字化轉(zhuǎn)型的初期階段投入資源較少，但在智能制造成熟度達(dá)到二級(jí)規(guī)范級(jí)之后，企業(yè)逐步投入資源到以上領(lǐng)域，以加強(qiáng)企業(yè)信息安全保障、優(yōu)化能耗管控和提升人員數(shù)字化技能。

此外，材料化工企業(yè)從智能制造成熟度二級(jí)規(guī)范級(jí)提升到三級(jí)集成級(jí)后，企業(yè)實(shí)現(xiàn)跨業(yè)務(wù)協(xié)同，各項(xiàng)能力子域得到全面提升。但值得注意的是在生產(chǎn)裝備能力子域提升不大，因?yàn)椴牧匣て髽I(yè)的生產(chǎn)設(shè)備數(shù)據(jù)采集改造難度大，部分設(shè)施建成時(shí)間早，現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)、接口設(shè)計(jì)與當(dāng)前技術(shù)趨勢(shì)之間存在一定的差距，難以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)設(shè)備集成管理和跨設(shè)備間數(shù)據(jù)流通，改造資金需求量大。這也成為限制材料化工企業(yè)通過(guò)數(shù)據(jù)挖掘以實(shí)現(xiàn)對(duì)核心生產(chǎn)環(huán)節(jié)的精準(zhǔn)預(yù)測(cè)和優(yōu)化的約束條件，需要通過(guò)統(tǒng)一規(guī)劃、更新迭代來(lái)逐步克服。

4.3 材料化工企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型路徑分析

通過(guò)對(duì)成都材料化工企業(yè)的能力子域得分以及不同等級(jí)企業(yè)的縱向?qū)Ρ?，可以看出材料化工企業(yè)在數(shù)字化轉(zhuǎn)型的不同階段呈現(xiàn)出不同的特征及轉(zhuǎn)型驅(qū)動(dòng)力。

圖1 材料化工企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型路徑圖

4.3.1 信息數(shù)字化階段：核心業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)的技術(shù)突破

在數(shù)字化發(fā)展的初期階段，制造企業(yè)在有限資源投入的情況下，更傾向于在單一核心業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)進(jìn)行自動(dòng)化、數(shù)字化改造[6]，轉(zhuǎn)型重點(diǎn)在于將數(shù)字化技術(shù)植入生產(chǎn)、制造、設(shè)備管理等環(huán)節(jié)，以期能快速實(shí)現(xiàn)提質(zhì)增效的目標(biāo)。尤其是材料化工等流程型產(chǎn)業(yè)，對(duì)于生產(chǎn)設(shè)備的自動(dòng)化水平要求高，以及?；飞a(chǎn)過(guò)程中對(duì)本質(zhì)安全提出更高的要求，因此在材料化工企業(yè)中，數(shù)字化轉(zhuǎn)型往往是從自動(dòng)排產(chǎn)作業(yè)、生產(chǎn)設(shè)備自動(dòng)化、設(shè)備安全運(yùn)行監(jiān)測(cè)等環(huán)節(jié)切入。

4.3.2 業(yè)務(wù)數(shù)字化階段—技術(shù)管理+組織變革

在業(yè)務(wù)數(shù)字化階段，企業(yè)的關(guān)注點(diǎn)從核心業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)改造轉(zhuǎn)向多業(yè)務(wù)之間的整合，以及在數(shù)字化轉(zhuǎn)型的組織戰(zhàn)略和人才培育方面，也有了進(jìn)一步的突破躍升。一方面，企業(yè)利用“數(shù)據(jù)+平臺(tái)+應(yīng)用”的解決方案，以數(shù)據(jù)為驅(qū)動(dòng)力，從單一業(yè)務(wù)優(yōu)化走向多流程數(shù)字化協(xié)同，如打通庫(kù)存、采購(gòu)、排產(chǎn)、配送等關(guān)鍵環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)，根據(jù)訂單情況及時(shí)安排原料采購(gòu)及調(diào)整生產(chǎn)排期，實(shí)現(xiàn)企業(yè)運(yùn)行的全鏈路數(shù)字化。另外，材料化工企業(yè)在組織層面積極應(yīng)對(duì)，提升對(duì)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的戰(zhàn)略認(rèn)知，重構(gòu)組織架構(gòu)，設(shè)立數(shù)字化管理部門，并吸納復(fù)合型人才，從組織管理上為企業(yè)進(jìn)行數(shù)字化轉(zhuǎn)型賦能。

4.3.3 產(chǎn)業(yè)生態(tài)數(shù)字化階段：實(shí)現(xiàn)高度智能和產(chǎn)

業(yè)協(xié)同

材料化工企業(yè)相關(guān)上下游產(chǎn)業(yè)鏈長(zhǎng)、關(guān)聯(lián)性強(qiáng)，在產(chǎn)業(yè)生態(tài)數(shù)字化階段，企業(yè)不僅關(guān)注內(nèi)部的業(yè)務(wù)整合，而且進(jìn)一步延伸到產(chǎn)業(yè)鏈上下游，實(shí)現(xiàn)生態(tài)互聯(lián)，深化數(shù)字化轉(zhuǎn)型。企業(yè)將數(shù)字孿生、人工智能等新技術(shù)融入傳統(tǒng)制造生產(chǎn)過(guò)程，實(shí)現(xiàn)人機(jī)物的互聯(lián)互通，研產(chǎn)供銷全鏈業(yè)務(wù)的高度集成和智能決策。如材料化工企業(yè)建立設(shè)備-車間-產(chǎn)線的三維仿真模型，打造數(shù)字孿生工廠，實(shí)現(xiàn)化工生產(chǎn)工藝仿真和調(diào)優(yōu)、設(shè)備預(yù)測(cè)性維護(hù)、資源智能調(diào)度等新模式。在產(chǎn)業(yè)生態(tài)互聯(lián)上，依托產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同平臺(tái)，龍頭企業(yè)開放數(shù)字系統(tǒng)接口帶動(dòng)配套企業(yè)協(xié)同改造，通過(guò)上下游企業(yè)原料和流程產(chǎn)品信息的在線發(fā)布、自動(dòng)匹配和線下對(duì)接，開展協(xié)同采購(gòu)、協(xié)同配送、產(chǎn)品溯源等應(yīng)用，提升供應(yīng)鏈產(chǎn)業(yè)鏈的響應(yīng)速度和效率。

5 " 結(jié)束語(yǔ)

數(shù)字化轉(zhuǎn)型是一項(xiàng)長(zhǎng)期、系統(tǒng)性的工程，在新一代信息技術(shù)與制造業(yè)深度融合的背景下，材料化工企業(yè)面臨著數(shù)字化轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略規(guī)劃不足、數(shù)據(jù)要素潛能尚未完全釋放、產(chǎn)業(yè)鏈上下游協(xié)同水平不高等挑戰(zhàn)。通過(guò)對(duì)成都市的案例分析可見，成都市材料化工企業(yè)實(shí)現(xiàn)核心裝備和業(yè)務(wù)改造的占比高于全國(guó)化工企業(yè)平均水平，但要實(shí)現(xiàn)跨業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)共享和產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同仍有較大空間。推動(dòng)材料化工企業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，需要按照分類推進(jìn)的步驟，轉(zhuǎn)型過(guò)程中企業(yè)需要把握自身發(fā)展階段和應(yīng)用特點(diǎn)，明確階段性重點(diǎn)任務(wù)，同時(shí)，也要注重?cái)?shù)字化轉(zhuǎn)型復(fù)合型人才的培養(yǎng)，積極開展與高校、科研院所、行業(yè)協(xié)會(huì)等合作，培養(yǎng)IT和OT融通的復(fù)合型人才，夯實(shí)企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的人才基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1] 趙宸宇，王文春，李雪松.數(shù)字化轉(zhuǎn)型如何影響企業(yè)全要素生產(chǎn)率[J].財(cái)貿(mào)經(jīng)濟(jì)，2021，42（7）：114-129.

[2] 工業(yè)和信息化部，中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì).GB/T 39116-2020智能制造能力成熟度模型[EB/OL].（2020-10-11）[2024-5-20]. http：//c.gb688.cn/bzgk/gb/showGb？type=onlineamp;hcno=809991917D73FE52B65C1ECC8B51B418.

[3] 中國(guó)電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究院.智能制造成熟度指數(shù)報(bào)告（2022）[EB/OL].（2023-5-25）[2024-5-20]. http：//www.dtinsight.com.cn/nd.jsp？id=2063.

[4] 徐曉明，杜何顏.數(shù)實(shí)融合助力制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的路徑探析[J].行政管理改革，2024（2）：57-65.

[5] 尚舵，李淵源，何慧虹，等.石化化工行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型路徑研究與探索[J].新型工業(yè)化，2023，12（13）：27-40.

[6] 林艷，軋俊敏.制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的驅(qū)動(dòng)力與實(shí)現(xiàn)路徑——基于TOE框架的案例研究[J].管理學(xué)刊，2023，36（5）：96-113.