导语
本文以中控技术提供的自动化服务为例，提出采用自动化控制系统及其配套的管理模式，有利于企业进行供应链管理、安全管理、流程管理、战略与创新管理、碳排放管理、风险管理。具体而言，自动化技术将加速实现企业核心技术的独立自主，更高效地保障企业的生产安全和信息安全，并进一步帮助其更好地开展创新活动，助力“双碳”和“中国制造2025”目标的实现。
文 / 钱菱潇、谢雨轩、陈劲
中控技术：自动化引领企业创新的先行者
中控技术致力于满足流程工业的产业数字化需求，其产品以自动化控制系统、仪表系统、工业软件为基础，赋能用户提升自动化生产与数字化管理水平，为工业企业提供智能制造解决方案。2021年，中控技术的集散控制系统（DCS）在国内的市场占有率为33.8%，连续十一年蝉联国内市场占有率第一；安全仪表系统（SIS）在国内的市场占有率为25.7%，排名第二；先进过程控制工业软件（APC）在国内的市场占有率为28.6%，排名第一。
在具体业务层面，中控技术以控制系统（DCS SIS PLC）为基石，向下发展自动化仪表系统打造“工业触手”，向上发展工业软件打造“智慧大脑”。其中工业软件负责进行生产决策和资源调控，控制系统负责进行信息交互和协调，安全仪表系统负责采集离散数据执行由工业软件传达的操作步骤（见图1）。由于中控技术的各业务间的协同效应，公司逐渐从仅供应自动化控制产品转化为供应流程工业智能制造的整体解决方案。在工业软件方面，中控技术形成了包括实时数据库（RTDB）、先进过程控制（APC）、制造执行系统（MES）和仿真培训软件（OTS）的软件产品体系，开发了200多个涵盖设备管理、生产管控、质量安全管理等领域的APP，奠定了为工业流程企业提供个性化解决方案的技术基础。
研发方面，中控技术重视研发的投入和研发平台的建设。2021年上半年研发投入较2020年同期增长46.74%，为其创新活动提供了有效保障。当前，中控技术已成为国内流程工业自动化行业技术领先的自主创新型企业，为国内外各流程工业企业客户提供全生命周期产品及服务。未来，中控技术将逐步推进从服务“工业3.0”向服务“工业4.0”的转变，强化“5T”技术（PT工艺技术、ET设备技术、OT运营技术、AT自动化技术、IT信息技术）的融合，用自动化技术为赋能工业创造更多的价值（见图2）。
自动化对企业管理的影响
自动化技术正在对企业管理产生广泛的影响，体现在供应链管理、安全管理、流程管理、战略与创新管理、碳排放管理、风险管理六个方面（见表1）。
有利于企业供应链管理
供应链管理分为内部供应链管理和外部供应链管理。内部供应链管理指的是对组织内部采购、制造、分销部门的管理，外部供应链管理指的是对组织之间原材料供应商、制造商、销售商和最终用户的管理。在供应链管理上，目前既存在传统的难点，也存在新型的难点。传统的难点主要体现在以下三点：第一，供应链中成员目标不同且合作观念较为淡薄，如供应商希望制造商大量采购原材料，而制造商为了实现柔性生产希望供应商提供灵活服务；第二，供应链的动态变化会引起成本和需求的变化，从而提高了供应链管理的难度；第三，企业内和企业间供应链信息化程度较低。内部供应链信息化程度低导致库存大、资金占用量大、资金周转率低；外部供应链信息化程度低导致企业难以准确地根据产品的质量、价格、服务和长期合作的可能性等因素选择最佳外部合作伙伴。
中控技术有较为成熟的供应链管理系统，其供应商关系管理平台 (SRM) 能有效提升采供双方的高效协同能力，不仅可以增加供应链的信息透明度，降低交易成本，提升采购质量，还能为供应商搭建公平公正的良好竞争平台。针对传统的痛点、难点，中控技术形成了系列化的“供应链管理类”工业控制软件，涵盖了自原料上岸至产品出厂间物料装卸、存储等过程的业务管理优化，解决了订单、计划、车船进出作业协同等问题，大幅度提升了物流效率。例如，其油品移动管理软件supOMS能有效避免工艺事故的发生，服务于精细化安全生产；工厂物流软件supLMS能有效协同管理客户、供应商、运输公司、内部采购销售部门、物流部门、仓库和计量部门等，解决传统模式下低效、耗时长和工作量大的问题。
然而，随着数字技术逐渐融入产品价值链，以及当今企业面临的复杂的社会环境，供应链管理出现了新型难点。第一，随着数字技术的应用，市场中出现了越来越多的智能产品和新的商业模式，传统的垂直供应链结构逐渐被“网络化”的跨界供应链结构取代。因此，供应链管理类工业软件不仅要包含供应商、生产商、零售商和批发商，还应该界定企业的生态圈，从生态角度为企业设计供应链管理系统。第二，当今中国企业的发展面临来自新冠肺炎疫情、逆全球化等威胁，供应链断链风险明显提升，供应链管理平台的设计应加快“国产替代”，并通过智慧物流等方式降低疫情传播风险。第三，随着“双碳”目标的提出，如何有效评估供应链合作伙伴的环境效益成为重要的考虑因素，碳足迹追踪等绿色技术也应被融入供应链管理自动化系统中。
有利于企业安全管理
生产安全是工业企业的重点关注领域，对于潜在多发安全事故的化工企业而言，SIS系统能够降低如爆炸、设备损害和人员伤亡等恶性事故发生的可能性。中控技术的supPLS高精度人员定位系统解决方案采用ArcGIS地图、蓝牙信标、UWB定位等技术，有效监测工作区域总人数、在线人员动态及分布状况、装置或车间区域和巡检人员信息（时间、轨迹等），进而帮助炼油石化、煤化工、精细化工、矿山开采等企业进行区域人员管控，提高员工安全保障，实现高效精准的救援。
数字孪生技术也将提升企业的生产安全管理水平，其通过集成工厂数字化、三维建模技术、AR/VR技术实现物理孪生，构建实体装置与设备映射，为工厂实体创建一个全面的数字化“克隆体”。在数字孪生技术下，机器视觉识别技术通过深度学习可以更加精准地把关产品质量，提升产品安全性能，同时有望在各种恶劣生产环境下替代人类工作，并逼真地模拟工厂的开车、停车、运行和事故过程中的现象与操作，有效降低生产安全事故发生的可能性。
当前，许多行业的领先企业都在通过自动化等技术的融合减少高危职业者面临的风险。2021年中科院团队首创无人矿山整体解决方案，利用大量数字技术的计算分析，在矿山场景中运用数字化技术模仿真人，实现无人驾驶矿山车辆和设备的一体化调控。
有利于企业优化流程管理
流程自动化是指由自动化装置来完成产品的生产过程。中控技术将流程优化作为主要工业软件体系之一，通过智能分析诊断算法、鲁棒控制、扰动补偿、深度学习等技术，实现自控回路优化、先进控制、实时优化、调度优化和能源优化等目标。工业企业使用流程优化软件能够保证产品生产过程长期稳定、安全和高效运行，提升生产柔性和产品质量，同时实现节能减排等要求。在当今复杂多变的竞争中，生产工序日趋复杂多变，流程优化软件能够帮助企业提升生产效益。
流程管理优化不仅适用于工业企业，以保险产品流程自动化为例。保险产品流程自动化指在保险产品设计、定价、营销、承保、核保、风险预防以及理赔环节，利用保险科技（如保险数字科技、保险环境科技、保险生命科技）实现自动化。例如，中国保险行业协会发布的《保险科技“十四五”发展规划》中强调了保险产品价值链的自动化 （包括承保自动化、核保自动化、理赔自动化）。这在新冠疫情反复的大背景下具有重要的意义，不仅减少了与客户的线下接触，还提高了保障社会风险的效率，有效缓解疫情导致的社会经济压力。
流程管理优化能够促进企业生成创新文化。当人力从传统生产过程中解放出来，被投入到具有主观能动性的活动中时，企业员工集体的行为模式从通过体力劳动实现生产过程转变为利用工业软件实现生产过程，其思考模式也从“服从”转变为“控制”和“管理”。这种转变会给员工更多的思考机会，减少管理人员在监督生产过程中的精力投入。更多注意力将被投入到产品研发中，企业的现有生产能力将会提升，能够应对更多变的市场需求。因此，自动化能够优化流程管理，提高生产安全、生产柔性、产品质量。
有利于企业战略与创新管理
“中国制造2025”提出了提高国家制造业创新能力、推进信息化与工业化深度融合等战略任务，迫切需要工业企业提高创新能力。自动化释放了企业人力、运营资源，减少了员工的流程性劳动，改变了员工的工作方式和思维模式，使员工能够将更多注意力集中于创新，给予企业在数字时代快速创新所需要的空间，进而可以提升整个企业的创新能力。
具体而言，采用自动化系统将提升企业内的管理效率，将常规化、流程化的重复性工作交给控制系统，释放大量的人力。在此过程中员工可以将精力从采集、监测设备运行数据转向面向全流程的统筹规划。如中控技术面向山东华安新材料有限公司的MES项目，为华安解放了20人以上的统计员工作，使其在人员不变的情况下可以投入更多人力、精力到管理和技术创新上。工业互联网平台为企业提供了一个创新的开发环境，如supOS是国内首个自主知识产权的工业操作系统，其以工厂全信息集成为突破口，实现生产控制、生产管理、企业经营等多维、多元数据的融合应用，打造服务于企业、赋能于工业的智慧大脑，提高了系统创新能力。
在自动化管理模式上，企业要探索开展“以共享为中心”的自动化模式。以共享为中心的自动化模式试图模糊人和机器间的界限，鼓励人和机器根据环境的变化进行协同调整，以明确的任务作为目标。因为创造力取决于人与环境之间的双向互动，以共享为中心的自动化模式和管理理念能够降低繁杂的流程运营机制对创新活动的不利影响，在员工与机器的双向互动中激发创新活动，进而促进创新行为的产生。
有利于企业碳排放管理
随着“双碳”目标的出台，流程工业面临着更加严格的低碳减排要求。据《中国2030年前碳达峰研究报告》统计，流程工业（包含电力、钢铁、建材、石化、化工、有色冶金等行业）排放占全社会碳排放的比例高达78%，因此流程工业领域碳排放量的控制是完成“双碳”目标的关键。加速工艺、运营优化，控制技术革新，进行工艺流程优化设计和设备改造升级，是流程工业企业低碳转型的关键。
自动化控制系统与控制技术，可以帮助企业实现高能耗设备的优化高效运行，进而降低设备的碳排放量。技术层面，碳减排超结构优化技术可以实现在线优化区域能源分配，优化产品结构与能源调度；碳能协同管理软件产品可以实现能源与碳排放的自动核算、主动监测、统计分析，为企业节能减排、碳资产增值提供有力的抓手；控制技术可以动态优化控制碳排放，开发出蒸汽平衡与优化、锅炉燃烧优化、工业循环水系统节能降碳优化等解决方案。
以中控技术为例，其所提供的产品和服务大部分与绿色低碳、节能降耗减排、资源合理高效利用相关。2012至2021年这十年间，中控技术为两万多家企业提供了自动化控制类产品、节能优化类产品及解决方案，累计为流程行业实现15.37亿吨二氧化碳减排量。中控技术也运用自动化技术构建减排技术应用和低碳运行的场景，研发了覆盖碳资产管理与节能优化控制等领域的技术、产品和解决方案。
此外，宁德时代在四川宜宾实现全球首个电池零碳工厂，首次实现其产品全生命周期碳中和。该零碳工厂的实现可启发工控企业在自动化系统中融入原材料闭环回收技术、绿电技术等有助于工业企业低碳转型的技术，助力全球碳中和目标的实现。
面对自动化：告别旧风险与防控新风险
对工业企业而言，实现自动化意味着企业将降低如人员伤亡、设备损害等传统风险，但同时企业将面临由自动化系统带来的新风险。比如，企业的管理者应重视企业信息安全，尽量避免自动化系统提供商泄露公司产品技术信息，或基层操作人员泄露公司生产信息的可能性。另外，管理者还需考虑自动化系统故障可能导致的生产损失。管理者在打造智能工厂的过程中，应及时采取措施来防范自动化系统带来的新风险，例如与保险公司合作参与定制保障信息安全的企业保险产品。
与此同时，数字科技融入产品价值链也为工业软件带来了新的挑战。例如，智能互联产品增加了生产管理类工业软件的难度，新型商业模式促进“网络化”供应链结构的出现，增加了供应链管理的难度。工业和工控企业不仅面对技术融合带来的机遇与挑战，还面临来自新冠肺炎疫情、国际局势动荡等方面的威胁，这类威胁增加了相关企业防控供应链断链风险的难度。目前，企业应用自动化系统更多指将数字技术、信息技术等融入产品生产流程，随着“双碳”目标的提出，有利于促进节能减排、实现实时动态碳排放检测等的绿色技术也应被应用于自动化产品和服务中。
关于作者 | 钱菱潇：清华大学经济管理学院博士研究生；
谢雨轩：清华大学经济管理学院博士研究生；
陈劲：清华大学经济管理学院教授、清华大学技术创新研究中心主任
责任编辑 | 刘永选（liuyx6@sem.tsinghua.edu.cn）
文章来源 | 本文刊登于《清华管理评论》2022年6月刊，内容有删减
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