《白皮书》背景：

制造业的数字化、网络化、智能化是全球制造业转型升级达成的共识。从德国“工业4.0”到《中国制造2025》到美国《先进制造业国家战略计划》，核心问题都是信息技术在制造业中的深度应用。

化工行业现存几个问题：

1、缺乏核心技术，高端化学品长期依赖进口；

2、以化工行业为代表的关键基础工业有产业安全的隐患；

3、产业基础设施不足，制约了化学工业的创新能力；

4、粗放式发展带来了环保安全等问题。

针对化工产业的发展现状和问题，需要整体推进全行业的转型升级和可持续发展。而数字化可能成为这一转型过程的关键推动力。  数字化转型是企业组织变革的过程，化工行业在数字化组织建设方面还有很大差距。

不同行业的发展阶段不同，同一行业不同企业之间的发展水平也不同，因此，行业间、企业间的数字化转型过程不可能步调一致，齐头并进。每个企业在确定数字化转型的路线图一定是建立在每一个企业的数字化成熟度基础上的，这就是这篇文章为什么要讨论“成熟度”这一关键指标的原因。（德勤也有一篇文章专门讨论化工数字化转型成熟度的报告，纯英文版的）

数字化的概念：

1、应用信息技术讲信息转化为结构化和非结构化的数据；

2、涉及到从工程设计、采购、建设、生产运行、经营管理到新产品开发等全过程；

3、为沉淀下来的数据建立模型，用计算机表达、传输、处理。

“数字化工厂”相比“传统工厂”的优势：

1、数据整合、检索和提取更容易；

2、对后期运行、维护、降低成本、提高效率等方面有促进作用。

文章结构：

文章从三个角度讨论了化工行业数字化转型成熟度：

1、认知成熟度；

2、能力成熟度；

3、资源成熟度。

认知成熟度讨论的是企业“该不该做”数字化转型的问题（从哪些工作开始试点）；

能力成熟度讨论的是企业“会不会做”数字化转型的问题（哪些工作是可操作的）；

资源成熟度讨论的是企业“能不能做”数字化转型的问题（可投入多少资源）。

最后讨论了展望

1、认知成熟度

数字化转型是一场关于认知的竞赛，这个认知包括：

①对于行业整体的认识；

②对企业自身状况的了解；

③对于数字技术的关注；

④数字技术应用场景的思考。

对化工行业和我们正身处的时代认识：

化工是一个基于严谨的科学实验，完善的工艺流程，在高“确定性”下运行的行业，我们同时又深处一个技术爆炸性发展的时代。要注意：别被一年一个的“人工智能、大数据、云计算、区块链等”新概念所迷惑；

但是另一方面，我们同样也要认识到数字技术对化工行业的影响已经在发生——从研发、生产、销售等各个环节，各种新兴的前沿科技都有各式各样的实践应用场景。

所以，重要的是：我们是否能够真正认识并理解整个工业发展进化的过程，及其背后的逻辑，并依据企业的实际发展状况，找到最适合企业需求的新技术、新模式，从而提高企业的运营效率和市场竞争力。

化工行业上市公司新科技关注度分布图

由上图可知化工企业对于新科技的关注度高低：

互联网仍旧是目前阶段获得化工企业关注最多的，以“化学品电商”为代表的互联网应用探索做出了良好的示范，进一步加深了企业对于互联网价值的期望。

从化工企业的角度考虑，智能制造是未来数字化转型的重中之重；另一方面，由于化工企业对互联网和智能制造的关注和认知程度都很高，在未来推进智能制造落地的过程中，工业互联网将有机会发挥非常大的作用，前景值得期待。

从工业革命的演进逻辑角度看，信息化是化工行业向数字化、智能化转型发展的前提和基础。从另一侧面，对信息技术的高关注也反映了当前化工企业在信息化方面还难言成熟，还需要继续增加投入、强化应用。

化工企业已经开始意识到数据对于企业转型升级的重要性，并开始在工作实践中对大数据的应用进行了一定的尝试。但大部分的企业对数据的应用仍旧停留在可视化的程度上，未来还有很大可挖掘的空间。

化工企业未来2年大数据/人工智能技术应用场景

企业实施数字化转型的目的是促进企业既有业务的提升和新业务的拓展。由上图，我们可以看出化工企业对于数字技术应用场景的思考，我们可初步得到结论：目前阶段，大部分的中国化工企业还是把数字化转型的重点放在了现有业务的生产率提高和成本降低上。

1/3的化工企业将安全生产、良率提升和能耗优化作为未来2年应用大数据/人工智能的主要场景。对于应用数字技术探索和发展新产品、新业务的关注度还需进一步提高。

化工企业未来2年主要使用的数字技术

基于行业整体良好的自动化基础，化工企业有大量生产、运营数据的积累，因此，对数据进行不同程度的挖掘利用就成了化工企业当前及未来一定时期内较为普遍和迫切的需求。超过半数的受访化工企业都将大数据分析作为未来2年主要使用的数字技术。

文章预见，在化工行业找到更多更有价值的数字技术应用场景之前，围绕数据利用展开的相关算力、算法技术和服务将是化工企业重点关注的领域。

2、能力成熟度

从数字化转型的角度来说，这里的化工企业能力主要指三方面：

①自动化水平；

②信息化基础；

③企业组织变革。

2.1 自动化水平

本质上，工业发展的进程反映的是人和物理世界之间协作关系的变化。自动化经历了三个发展阶段，机械自动化、电子自动化、未来最可能普及的智能自动化，但是前两个阶段还是没有逃离出“人脑决策”的关键步骤。

手工业时代：人本身仍旧是最重要的生产工具，人类的双手创造并制作了各种各样的东西。

机械自动化时代：机械的出现，使得人类可以制造更加精巧、复杂的产品，生产效率也极大提高。流水线则跨越式的将人类带入到了自动化时代，人类第一次有机会在没有体力参与的情况下，完成复杂产品的大规模生产。

在机械自动化时代，人仍旧是工业生产的核心，生产决策、机器设备的运行，都高度依赖人脑的判断。虽然人可以在不直接接触产品的情况下完成产品的生产，但还是需要在生产现场进行生产设备的控制、监控，以及在一些必要环节辅助机器完成工作。

电子自动化时代：随着信息化、数字化的发展，各种仪器仪表、传感器、控制器、信息系统等协同运转，人通过系统远程就可以操作机器设备，让机器设备按照人的计划和要求进行工作，完成产品的生产。

人类第一次可以在不接触生产设备的情况下，完成产品的大规模生产。表面看起来机器设备已经成为了这个时代的中心，但实际上，这些机器的运转仍旧由人来计划，人还是最终的大脑。

智能自动化时代：随着各种工业大数据的累积，加上人工智能各项技术的发展，工业必将进入智能化时代。人脑不再是唯一的决策中心，生产过程将在AI的协助下进入全智能的状态。

订单的获取、生产资源的准备、机器设备的维护、各种参数的设置等等都会由AI做出最优化的判断并自动完成执行。自动化解放了人类的体力，智能化将解放人类的脑力。

化工企业已部署相应数字化系统的比例

我们只看上图中“工厂自动化系统”的部署比例，61%的企业都部署了自动化系统，说明化工行业的自动化基础较好。但不同企业的自动化应用程度和水平还存在较大的差异。自动化提升仍然是很多化工企业在数字化转型过程中最重要的任务。

2.2 信息化基础

信息化是什么？

信息化意味着工业生产过程中产生的信息被有意识地收集、整理，并当作一种新的要素重新投入到生产过程中。

实际上，工业的信息化要远早于信息技术的出现。

这一过程最早可以追溯到20世界初期，泰勒提出科学管理理论开始：有意识的利用生产过程的信息，并在计算、分析的基础上，改进生产的流程，提高生产效率和产品质量开始，人类就已经在工业生产中开始了信息化的应用了。只是在早期没有现代信息技术工具的情况下，信息化本身的效率和价值还没有真正得到体现。

信息化的真正大发展，是从20世纪90年代前后，随着ERP（企业资源计划）、MES（制造执行系统）、CRM（客户管理系统）、OA（办公自动化）等信息系统在企业中广泛应用， 信息才成为对生产效率、经营业绩具有举足轻重影响的必要因素。而这一切其实都基于一个现实，就是信息技术的应用使得原来企业内部，尤其是工业生产过程中的信息能够数字化了。

由上图可见：企业资源规划（ERP）、仓库管理系统（WMS）、资产管理系统（AMS）、制造执行系统（MES）、供应链管理系统（SCM）等对于企业的运营具有重要影响的信息化系统在化工行业的普及率较低，只有不到三分之一的企业部署了相关系统。在未来数字化转型过程中，化工企业需要把信息化的课先补上。如果考虑这些系统在公司运营过程中的实际运行情况，则信息化方面需要做的工作可能会更多。

2.3 企业组织变革

数字化转型涉及到企业经营各个方面的整体优化，需要在转型战略的指导下，结合企业的实际，首先在组织层面完成面向数字化的全面革新。

组织变革是数字化转型过程中最重要也最艰难的部分，组织变革包括几个方面：

①数字化领导力的培养；

②组织机构的调整；

③企业文化的建立等。

化工行业在数字化建设方面还有很大差距：在316家化工行业上市企业中只有2家设置了首席信息官，设置首席数字官的企业数为0。在我国的化工行业上市公司群体中，真正将信息化、数字化、智能化作为企业级的战略部署，给予足够的重视，并从决策机制和负责人的级别设置等方面做出充分保障的企业凤毛麟角。

化工企业在数字化转型方面面临的主要挑战

另一方面，由上图所知，半数以上的企业将缺少数字人才和技能作为其在数字化转型方面面临的最大挑战。同时具备化工和数字两个领域的知识和技能的复合型人才在很长一段时间内都将处于高度缺乏的状态。

文章分为四部分，前面说完了前两部分：

1、认知成熟度；

2、能力成熟度；

3、资源成熟度；

4、展望。

认知成熟度部分的相关结论有：

①产业互联网是化工行业数字化转型的最佳入口。

②智能制造是化工行业数字化转型的重点，其中，工业互联网应用前景广阔。

③信息化是化工行业数字化转型的基础。

④数据是化工行业数字化转型的关键。

⑥数字化人才和技能的缺失是化工行业数字化转型面对的最大挑战。

⑦安全生产、良率提升、能耗优化是化工行业数字化转型的三个主要领域。

⑧大数据分析是化工行业数字化转型过程中最重要的技术。

能力成熟度讨论部分相关结论有：

①数字化转型是企业自动化提升的过程，化工行业的自动化基础很好。

②数字化转型是信息化建设的过程，化工行业的信息化工作仍有较大的提升空间。

③数字化转型是企业组织变革的过程，化工行业在数字化组织建设方面还有很大差距。

今天从第三部分继续：

3、资源成熟度

资源成熟度讨论的是企业“能不能”做数字化转型的问题，和企业可以投入多少资源的问题，这包括内部资源利用和外部资源利用两方面：

内部资源利用：企业对于信息化、数字化的投资意愿和投资能力

外部资源利用：国家政策为行业的数字化转型营造的宏观环境两方面

3.1 内部资源利用现状：不乐观

①从企业预算角度来看，化工行业在数字化方面的资源投入还远远不够。仅有40%的企业有专项的数字化转型预算，这中间还有6.7%有预算但没有明确转型规划和投资计划的企业。

②预算转化为企业实际投资的比例则更小。以信息化投资为例，在316家上市公司中，只有33家（占比10%）在其年报中披露了信息化的实际支出情况。

③继续下钻，这33家披露了信息化支出的化工企业中，信息化支出在营业收入中的占比普遍偏低，超过1‰ 的企业仅有4家，超过1%的企业则只有一家，并且仅为1.4%。

（比较来看，世界排名前50的大型跨国公司信息化建设投入约占销售收入的1.5%~2.5%，荷兰皇家壳牌更是达到4%。）

化工企业数字化转型规划与专项预算情况

3.2  外部资源优良：国家政策为化工行业的数字化转型创造了优厚的条件

在“中国制造2025“的战略指引下，近5年来以国务院为代表，包括工信部等职能部门出台了很多鼓励性政策，如下图所示：

一方面给化工企业的转型升级提供了方向参考，给制造业升级提供方向；

另一方面，也为包括人才、资金等在内的社会资源向相关领域聚集，积极探索新技术在工业场景下的应用构建了很好的基础。

国家相关产业政策

上图是这几年来发布的主要政策，可以发现，互联网、大数据、云计算一直都是重点，鼓励政策这些年来不断丰富，也更加具体务实：

①政策方面：

从2016年开始，人工智能成为政策激励的重点，并于2017年发布了《促进新一代人工智能产业发展的三年行动计划（2018-2020年）》。从2018年开始，工业互联网逐步成为产业界的热点，国家也正式推出了针对工业互联网的发展行动计划。

②实践方面：

工业和信息化部在最近几年连续推出的智能制造试点示范项目活动，在这些试点示范项目中，化工企业的项目数量也在逐年增加，从2016年的8个项目，2017年增加到了9个，2018年更是有13个试点示范项目属于化工领域。

这些项目的实施，为数字技术在化工行业的应用带来了良好的示范效应。这些示范项目的实施为化工行业向数字化、智能化方向发展打下了很好的认知基础。

4、展望

展望分为两部分：

第一部分详细论述了各个新型信息技术与化工实际应用场景结合的可能性；

第二部分概述了数字化转型下一阶段主要工作——找到最合适的应用场景，从“政策激励”切换到“市场激励”。

第一部分：技术本身是中性的，也并不天然产生价值。

同一技术在不同场景的应用所带来的影响和价值会大不相同。基于技术本身的特性，其与传统产业的结合点会各不相同，应用的模式和对传统产业带来的冲击和影响也各有千秋。因此，数字技术在化工行业的应用价值也要区分不同的技术和场景的组合，分别进行研究。

文章选择了包括云计算、大数据、人工智能等在内的10个重要的数字技术，同时，结合化工行业的特点，分别从化工行业的研发、工艺、生产、销售、品控、物流、环保、安全、运营管理、供应链等10个业务场景，按照一般、较大、很大等3个层次，分析这些数字技术的应用潜力和价值，如下图：

化工行业数字技术应用潜力画布

横向来看，能深度应用数字技术的环节有：生产、物流、安全，从这些环节切入做数字化转型试点工作，可能在“为管理层和技术人员的数字决策提供更多数据支持”方面取得不错的成效，接下来纵向讨论各个数字技术：

人工智能的不同分支在不同环节可以发挥不一样的价值和作用。比如：知识图谱对研发、工艺优化、生产等过程的效率提升能有巨大的贡献，而图形图像识别在品控、物流、环保、安全等涉及到监控、数据比对等应用场景下的效率和准确率都将带来革命性的提高。

工业互联网是通过平台+APP的方式，把原来需要本地部署的各种系统功能变成在线的服务，本质上是互联网技术和理念在工业生产过程中的应用。其应用场景几乎可以覆盖生产型企业的各个方面，价值体现更明显的是在生产、物流、供应链、环保、安全等环节。

物联网在所有涉及实体设备、硬件的场景下都有应用，一方面通过传感器获取数据，另一方面实现对生产流程和物理设备的管理、控制。

云计算是未来整个信息社会运行的基础设施，在化工行业的各个流程中，云计算也都能够发挥不同的作用。但能够凸显云计算的优势的场景主要集中在研发、生产等数据处理量和对计算能力要求都较大的环节，以及环保、安全都强监管的领域，通过云计算的方式实现和监管部门之间的数据同步和互动。

区块链作为一个新兴的技术，在数字货币、智能合约等方面已经有了大量的应用，在金融行业的很多场景中，能够发挥信用管理的价值。区块链在工业领域的应用还处在探索阶段，但基于区块链技术更适合具备业务主体多、互信程度低、业务关联度高但复杂度低等三个特点的应用场景，其对于提升供应链的信用水平，提高化工行业供应链的效率将能够发挥非常大的作用，同时，在化学品物流仓储等过程中，区块链的不可篡改的存证特性也有巨大的价值。

VR/AR技术的主要价值是为物理世界构建一个数字化的虚拟场景，形成物理世界和虚拟世界的交互界面。通过VR/AR设备的辅助，人可以跨越空间的限制，在两个世界自由穿行。因此，虚拟现实/增强现实在化工行业的价值主要体现在远程巡检、员工培训、安全应急演练等几个角度。尤其在安全管理方面，VR/AR技术和方案的采用能够给企业或者园区带来很大的价值。

互联网在化工行业的应用，重点在销售、运营、供应链等几个方面，通过电商、协同办公、在线资源管理、客户关系管理等，改变固有的商业模式和运营管理方式，从而提高企业的运营效率和市场竞争力。

大数据技术是新一代信息技术的基础。未来企业运营的所有环节都将产生大量的数据， 这些数据的分析利用也会对每个流程都带来不同程度的影响。基于相关关系分析基础上的预测是大数据的核心。因此，其在大型设备的预测性维护、产品研发、生产工艺优化、销售机会获取、安全预警等方面的价值和应用潜力巨大。

数字孪生是物理世界在数字世界的精准映射，虽然目前还处于发展的早期阶段，但其对整个工业生产的颠覆性影响是非常值得期待的。数字孪生有可能在工艺设计和优化、生产过程的实时控制、环保安全监控和预警等方面取得最先的突破，获得展示其价值的机会。

智能机器人未来有可能在大多数的工业场景下都会取代人类，当然要达到这样的状态还需要较长时间的技术和数据积累。早期阶段，具备一定智能的机器人将很可能在生产、物流、安全、研发等过程中得到率先应用。

第二部分：政策激励向市场驱动的转换

以工信部、科技部等为代表的国家政府部门连续几年推动包括智能制造试点示范项目、大数据试点示范项目、工业互联网试点示范项目等多个旨在促进制造业向网络化、智能化转型升级的项目，其中一些项目取得了较好的效果。这些试点示范项目的价值无需赘言，但考虑到这些项目都存在政策、资金都多方面的外部激励，不完全是企业自发的经营行为，因此，会一定程度上导致项目本身的价值评估不完全客观。

就像为了扶持或者促进某一重要产业的发展，出台一定的产业政策是必要的，但同时也要考虑政策本身对产业发展带来的影响，尤其是当政策的影响褪去之后，产业是否还能够按照正常的市场逻辑有效运行。这就带来一个问题：

试点示范项目是否能够在纯市场环境下获得企业认可，从而不断推广复制？

换一个说法，当前无论是政府部门，还是企业，都需要考虑一个现实问题，就是如何在这些试点示范的基础上，找到真正能够使企业效率提升或成本降低的技术应用场景，为企业带来实实在在的价值，从而使这些数字技术的应用成为企业主动选择的符合企业经营逻辑的市场行为。要实现这一目标，需要包括政府机构、企业、研究机构等在内的多方密切合作，不断总结经验教训，找到适用于不同企业的数字化、智能化发展路径。