高性能材料、新能源和氟化工等领域，工艺技术如何管理?

卢春江 2024-07-23

中国企业经过几十年的发展壮大，在资本追逐高利润的驱动下，不再满足于低端市场，慢慢向中高端市场扩展。然而掌握产品的核心技术，是迈入中高端市场的先决条件。

高额投资的技术购买和以市场换技术的融资曾经是快速获取技术的手段，然而国际形势的变化让发达国家对中国技术输入的限制日益苛刻。在这样的局势下，企业需要将视线转移到自我工艺技术开发的路线上，以获取中高端产品领域的入场券。近年高性能材料，新能源和氟化工等领域都能看到积极投资开发工艺技术的企业，前端市场风云变化技术快速更新迭代，给企业工艺技术开发面临前所未有的挑战。

01工艺技术应用现状以及企业的挑战

工艺装置是以反应器为中心包含机电仪的复杂集合体，将输入的原材料通过物理化学处理转化为市场所需要的产品。工艺流程通常需要高温高压的环境，使用的物料具有可燃易爆高毒等特性。这些特点导致工艺技术开发必定是一项多学科交叉高复杂程度的科学工程活动。

工艺技术开发、可以划分为工艺技术开发，设计建设，验证和再开发等四个阶段。各个阶段的任务分别由科学家，流程开发人员，工程设计人员，装置运行技师，设备供应商和工艺工程师等人员承担。通常工艺技术开发更多地采用项目制，开发过程中某些阶段的组织和人员是临时的，因项目立项而形成，也会随着项目结项而解散。从管理学的角度来看，与企业熟悉的纵向封闭管理体系不同，工艺技术开发是开放且横向的，前一阶段完成的任务会移交给后一阶段，如此往复直至装置正常生产为止。

如何让工艺技术开发过程成为一场接力赛，不成为击鼓传花的游戏，是困扰以工艺技术开发管理人员为主的公司高层的难题。

02工艺技术的完善对于企业发展和资本投资的重要性

工艺技术开发管理者需要让开发过程中每一阶段的组织，组织中的每一个角色，懂得自身肩负的使命。各个阶段高质量的输出最终会成就工艺技术开发的成功。科学家的科学成果通过工艺技术开发转化为可以为公司带来生产市场竞争力产品的装置。工艺装置进入生产产品投入市场之后，工艺技术的有效管理也是必要而且是非常重要的。产品被市场所接受，需求爆发之后，装置扩容或再建是常有的事情。没有有效的工艺技术管理，前一期装置设计建设试车时出现的故障会在后续的装置中出现。故障问题的解决在消耗公司资源的同时，也在丧失抢占市场的先机。对于瞬息万变的市场，这种损失往往是巨大的。同一装置多个生产基地之间的技术共享也是工艺技术管理的一部分，技术共享可以拔高拉齐生产基地的产能释放资本投资的效能。

03dss⁺ 工艺技术全生命周期管理——概念、流程、方法论

dss⁺ 工艺技术全生命周期管理是基于国际一流化工企业百年实践经验总结出来的行之有效的方法论，旨在解决工艺技术相关的管理问题。工艺技术管理在产品商业化框架的创意阶段开始，一直到工艺技术被其他技术所替代而结束。此方法给工艺技术管理上众多问题做出了科学的解答。

方法论界定了工艺技术开发成功的标准。大多数企业在商业装置投运后完成 72 小时装置性能测试(PGT)后就宣布工艺技术开发的成功。事实上，工艺技术的许多问题在短时间内不会显现出来，例如杂质积累对产品的影响，材料与装置的匹配性等。良好的实践不仅要进行装置投运后72小时装置性能测试，还要通过装置一年后统计运行数据和查看大修记录来对装置进行长时间运行评价（LRE=long running evaluation）。

方法论指明了成功的工艺技术开发的实现路径。通过对国内外 100 多件工艺技术开发案例进行了深入分析（见下图），dss⁺ 发现，与成功的案例相比，那些失败案例在研发和设计建设阶段的有效资源投入偏少。有效资源投入越少，最后呈现出的失败程度越严重。

图1: 成功和失败的工艺技术开发项目在不同阶段的资源投入分析

有效的资源投入可以保障成功的工艺技术开发。

有效的资源投入的关键在于：

1）各个阶段输出标准化让参与者事先了解技术开发的内容，以及相应内容在整个开发过程中的重要性；

2）问题溯源将工艺技术难点解决在较早的阶段；

3）标准化输出自我评审/接收方评审/专家评审三重评审保障各阶段输出成果；

4）注重工艺技术交接质量和装置设计建设阶段工艺提供方的审核，从而保证工艺技术无遗漏反映到设计建设中。

同时，dss⁺ 全生命周期管理解释了工艺技术开发中科学家、工程师必须具备的素质以及培养方法。重视科学研究工艺技术开发的公司大量招聘高学历的人材，但是他们发现有时高学历的人才并不能胜任工艺技术开发的工作。搞科研的大都不懂工程和生产，而搞工程的不懂科研和生产，这是工艺技术开发的普遍现象。高效的工艺技术开发需要在科研，工程和生产之间无障碍的沟通。

在国际一流企业内，技术掌门人的职位承担着这样的重任。他们是工艺装置技术开发维护的核心人员，工艺流程开发部是他们的大本营。但是随着项目的推进，他们也会移动到生产，并支持装置设计建设试车，保证技术转移的同时积累丰富的现场经验。技术掌门人需要理解机理，重视现场，观察现场，并拥有解决复杂问题的能力。

图2：国际一流企业技术掌门人工作示意图

04延伸案例电动汽车行业工艺技术诊断

背景

近年中国电动汽车行业高速发展，拉动释放电池组件产业链产能。该行业某头部企业在加速工艺技术开发的同时，装置增容扩建抢占市场。但是该企业多数项目不能按期达产稳产，有的项目甚至超期半年都没有办法达到预定目标。

诊断发现

dss⁺ 快速诊断发现企业没有对工艺技术管理的重要节点进行管控（例如：小试结束后，中试结束后，工艺包完成时等），各个阶段本应解决但没有解决的问题最后在试车阶段呈现出来，导致项目延期。同时，该企业没有收集分析项目装置的运行数据去更新迭代工艺技术的机制，导致在新项目中出现了旧问题，造成资源的浪费，同时损失了时间优势。

未来提升方向

帮助客户导入 dss⁺ 工艺技术全生命周期管理，实现高效的资本投资。高效的工艺技术开发过程管理帮助缩短商品工业化的周期，让抢占市场赢取高额利润成为可能。早期发现解决问题避免了后期出现故障时所需要的高额投资。工艺技术维护和再开发避免重复投资的同时最大化释放投资的效能。

文章内容来源dss⁺等公开信息，流程工业整理编辑，责任编辑：胡静，审核人：李峥