２０１ １年３９卷第５期 广州化工 ・ｌ８９・ 基于柔性生产模式的循环经济体系建设实践水 唐勇 ，黎学明 ，何勇 ，杨文静。，郑杰 （１重庆长风化学工业有限公司，重庆４０１２２０；２重庆大学化学化工学院，重庆４０００４４） 摘 要：柔性生产模式是采用同一套装备生产同一类型的不同品种产品的生产模式，具有适应生产变化的能力和特性。本文 基于柔性生产模式建立化工生态网络的循环经济体系，以重庆长风化工工业有限公司在柔性生产模式应用，探索建立化工生态循环 经济实践为例，说明柔性生产模式的建设要点，为我国化工行业柔性生产模式化工生态网络的发展提供借鉴。 关键词：柔性生产；循环经济；精油化工 Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｉｒｃｕｌａｒ Ｅｃｏｎｏｍｙ Ｓｙｓｔｅｍ Ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ Ｍｏｄｅ ＴＡＮＧ Ｙｏｎｇ ，ＬＩ Ｘｕｅ—ｍｉｎｇ ，ＨＥ Ｙｏｎｇ ，ＹＡＮＧ Ｗｅｎ—ｒｉｎｇ ，ＺＨＥＮＧ Ｊｉｅ （１ Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ Ｃｈａｎｇｆｅｎｇ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ ４０１２２０；２ Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ＆Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ ４０００４４，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｍｏｄｅ ｈａｄ ｔｈｅ ａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｔｏ ａｄａｐｔ ｔｏ ｔｈｅ ｃｈａｎｇｅｓ ｉｎ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ，ｗｈｉｃｈ ａｄｏｐｔｅｄ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｓｅｔ ｏｆ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｔｏ ｐｒｏｄｕｃｅ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｔｙｐｅ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｖａｒｉｅｔｉｅｓ．Ｔｈｅ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｏｆ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｎｇ ａ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｅｃｏｌｏｇｙ ｎｅｔｗｏｒｋ ｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ ｅｃｏｎｏｍｙ ｓｙｓｔｅｍ ｗａｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｍｏｄｅ．Ｔａｋｉｎｇ Ｃｈａｎｇｆｅｎｇ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．ｆｏｒ ｅｘａｍｐｌｅ，ｔｈｅ ｋｅｙ ｐｏｉｎｔ ｏｆ ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｍｏｄｅ ｗａｓ ｉｌｌｕｓｔｒａｔｅｄ ｈｏｐｉｎｇ ｔｏ ｐｒｏｖｉｄｅ ｓｏｍｅ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｆｏｒ ｏｕｒ ｃｏｕｎｔｒｙ’Ｓ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｉｎｄｕｓｔｒｙ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ；ｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ ｅｃｏｎｏｍｙ；ｆｉｎｅ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｉｎｄｕｓｔｒｙ 化工企业要实现可持续发展，必须采用循环经济战略，遵循 循环经济发展模式，构建企业循环经济系统，重视循环经济发展 的关键环节…。社会生产水平及生活水平的提高，对环保、健 康重视程度不断提升，化学工业产品结构的变化以及对开发新 似品种）；在成组技术（ＧＴ）的基础上，利用不同装置的不同工序 的多种组合技术，生产不同的化工产品，实现生产的高度灵活 性。在此过程中，各种产品不是是孤立的、相互无关的，不以单 技术的要求，精细化工产品愈来愈受到重视，现在越来越多的化 工企业，包括许多著名的跨国化工公司，都把精细化工产品视为 新的经济增长点 Ｊ。但精细化工产品属技术密集型、富于竞争 性、研究经费一般高于其他化工部门。正是精细化工产品的这 产品为生产对象，而是按照若干产品的相似性来组织生产，这 即是化工柔性生产的基本模式（见图１），柔性生产系统是成组 加工系统中实现加工过程合理化的高级形式。 一种特殊性，要求生产设备具有灵活性即柔性。建设基于柔性生 产模式下的化工循环经济体系，这既是提高我国精细化工发展 水平的需要，也是企业自身提高市场竞争力的需要 Ｊ。重庆长 风化学工业有限公司在以柔性生产模式建立化工生态网络的循 环经济体系方面做了一些探索，本文以重庆长风化学工业有限 产品系列 产品系列 公司在柔性生产模式应用，探索建立化工生态循环经济实践为 例，说明柔性生产模式的建设要点，为我国化工行业柔性生产模 式化工生态网络的发展提供借鉴。 产品系＃ｌＪ４ １ 化工作业活动实施柔性生产模式的基本做法 １．１ 以成组技术为基础建设柔性生产系统（ＦＭＳ） 重庆长风化学工业有限公司在实践之初，就重点学习“成组 技术”（ＧＴ）原理…，按化学工艺的相似性将公司相关产品归类 分组，打破多品种界限，建立多功能装置，在一定的范围内改变 原料和工艺条件，在一套装置上分时切换进行生产多个产品（相 图 化工企业柔性生产的基本组织形式示意图 柔性生产系统主要包括五种方式：①同套生产装置生产多 规格产品的组合联产。可按用户要求同时生产、分级接收各个 规格的产品，降低生产的能源耗用和制造成本，满足不同市场用 途的需要；②不同负荷的经济运行；③一套装置生产多个产品即 多功能装置；④一个产品多装置生产以应对市场突增状况；⑤数 套装置的不同工序以不同组合方式形成生产线进行生产新产品 基金项目：重庆市科技攻关计划项目（ＣＳＴＣ，２００８ＡＢ４１０５，ＣＳＴＣ，２００９ＡＢ４０１１）。 作者简介：唐勇（１９６９一），男，重庆长风化学工业有限公司生产技术处处长，专注于生产技术与工艺管理。Ｅ—ｍａｉｌ：ｃｆｈｇｓｃｃｔｔｙｙ＠１６３．ｃｏｒｎ ・１９０・ 广州化工 ｌ 现ｆ 产的产品 ２０１１年３９卷第５期 （见图Ｉ，新产品组合线）。通过生产技术、设备、信息、人员技能 实现协同作用，提高了设备、资源利用效率 。 １．２柔性生产模式的构建方式 理解了柔性生产模式的相关特点，还需要掌握柔性生产模 式的构建方法，重庆长风化学工业有限公司通过设备柔性一工 序柔性一装置柔性一系统柔性递进构建柔性生产模式 Ｊ，建设 企业柔性生产系统。在市场和生产发生相关变化时，可利用不 同的工序模块进行组合，扩展构成一个更大系统的生产能力 （见图２），并不是简单的迭加，而是根据化工生产的特点而建成 的。 另外由于重庆长风化学工业有限公司各产品生产技术的相 关性，能够有效分享和利用既有的经验，某产品质量或效率得到 系统柔性 ｎ ｌ ｌ 装置柔性 ｌ产品系列化的技术能力和系统 １Ｉ ｌ 模块化ｌｌｒ序柔性 『模块化的有限ｆ‘艺０业化 １ｆ ｆ设备柔性 通川性．宽泛的功能，如温度． 力条件 图２柔性生产模式的方式构建示意图 （１）设备柔性。在进行工艺设计和设备安装方案管理中，为 了实现可生产多种产品的装置，使用设备要具备通用性、宽泛的 功能等特点。在开始工艺设计和装置配置时，压力、温度、粘度 等方面的操作范围就在允许的情况下设计得尽可能地宽，设备 所用的材质对许多化学品必须稳定，尽可能使用标准的设备组 件。 （２）工序柔性。按照有限的工艺专业化，对化工单元技术进 行柔性化研发，包括酰化反应、硝化反应、氢化（还原）反应、氯化 反应、酯交换反应、天然气蒸汽转化及分离技术等单元技术，使 其工艺指标可根据需要进行调整，具备较宽泛的适应能力。 （３）装置柔性，即生产线的柔性。由各产品系列化的技术能 力和系统，包括化学反应的控制技术、反应组合技术等，通过产 品系列技术制造系列产品，把单一产品的技术转化为“家族”产 品生产技术。 （４）系统柔性。将各柔性生产线进行集成形成企业柔性生 产体系，根据市场需求，提供多品种、多规格产品，实现范围经济 （参见图１）。 １．３柔性生产系统分析和优化管理 １．３．１学习曲线的运用 规模经济产生的重要原因是通过学习（经验）曲线 的效 用，即随时间移动和工作重复生产成本逐渐下降。在柔性生产 系统中，模块化工序作为基础单元保持相对稳定性（见图１）。 把工序作为生产线和系统的组合模块，当组成不同的产品线时， 每一工序的学习曲线依然成立，即随着工序运行时问的延长和 不断重复使用，工序运行成本下降，组成生产线的相关工序学习 曲线的迭加，构成该产品生产的学习曲线，其仍保留正常学习曲 线的特征（见图３学习曲线１），这样当柔性装置投入生产时，可 利用原操作人员的经验、原模块化工序的生产规程，相应的产品 平均成本仍遵循正常学 曲线规律。 改善的技术，可以在其它产品中获得应用，如新产品开发过程 中，由于可以借鉴已有产品的成功经验，有效地缩短新产品开发 周期并使成本更快地下降（见图３学习曲线２）。 １．３．２多产品组合产量水平的选择 利用企业临界规模进行分析 （见图４）指导多产品组合产 量水平的选择。总成本曲线一开始就从非零的起点递增，这是 由于有厂房设备等资 ， －＜ ， 静 （） 图４企业临界规模分析 产折旧和管理费用等项固定成本的存在，即使产量为零也 必须支付成本。柔性生产模式的运用，使可以充分利用企业资 源、能力的冗余，当增加品种时，成本起点仍维持不变。总成本 曲线和总收入曲线先后相交于Ａ、Ｂ两点，这两点被称为盈亏平 衡点，即企业的收入与成本在该两点刚好盈亏相抵，企业处于不 盈不亏的保本地位，故又称为保本点。与Ａ、Ｂ两点相对应，在表 示多产品组合产量的横坐标轴上有Ｑ下 和Ｑ 两点，称为临界 规模点，其中Ｑ．Ｆ 所表示的企业组合产品生产量被称为最小临 界规模，Ｑ 的产量被称为最大临界规模。超过Ｑ 水平，企业 的资源能力冗余已完全利用，必须通过技术进步或增加固定投 资来满足量的扩大了。 当单一产品由于市场规模等限制达不到临界规模时 （＜Ｑ ），传统化工模式只能放弃生产，柔性生产模式可使多个 产品组合产品总量＞Ｑ＿Ｆ 的临界规模以内（Ｑ＿Ｆ —Ｑ ），这种 组合产品总产量的扩大，就相当于把小批、中批生产的性质，改 变为大批甚至大量生产的性质，使多产品生产变得有利可图。 多产品组合的产品比例不同，这个Ｑ＿Ｆ 和Ｑ 会有一些变化，但 基本规则是一样的。通过生产经营计划确定产品组合比例、各 产品的生产数量及产品总量，并分出必保产品、调剂产品，在一 定产量区间内进行生产调度和组合，确保产品组合比例和数量 在Ｑ＿Ｆ限～Ｑｊ．限区间内Ｑ优化段运作。 １．３．３生产切换的管理 产品切换生产由于涉及的产品和原料变化，根据质量、安 全、经济等的要求，对生产切换过程坚持工序模块化、标准化、合 法合规化等原则进行严格控制。 （１）工序模块化。柔性生产环节中，工序即是完成化工单元 操作（反应、分离等）的子系统，可以保持相对稳定性，因此，在长 风化学柔性生产系统中，工序是模块化安排，工序模块成为基础 ２０１１年３９卷第５期 广州化工 ・１９ｌ・ 模块，组成装置生产线和更大系统。 （２）标准化。设备的标准化处理，如清理、清洗、吹扫等；按照 规定对模块化工序进行标准化处理，包括系统检查、试漏试压、 设备连接方式以及废水废气废渣的分类处理等。 （３）合法合规化。切换生产可能涉及不同的危险化学品之间 的转换，可能涉及多种危险作业。在组织切换的过程中，严格执 行相关法规要求和企业规章制度，并完成相应的审批程序。 等资产可以实现最大限度的协调共用，由于资产的共用产生范 围经济效益，并可降低投资风险。 通过对装置进行能力评估、填平补齐等，实现生产线和公用 工程的协同运用，重庆长风化学工业有限公司近年开发投产的 有机碳酸酯类、有机脲类、异氰酸酯类等产品都是在已有生产线 上实现。另外，利用化学生产特点，把放热过程和用热过程在同 装置中进行协同整合，把不同能量等级的热量在热网络中进 行协同整合，形成了热能梯级利用及网络化运行管理体系，成功 一２基于柔性生产模式的化工企业范围经济系 统建设的主要做法 通过柔性生产模式的确立，在企业管理的整体系统内引发 地在重庆长风化学工业有限公司停运了全部燃煤蒸汽锅炉。 ２．５人力资源管理 各方面相应的变化和调整，涉及经营战略、过程管理和要素管理 的多方面内容（见图５），建设以柔性生产模式为基础的企业范 围经济系统 Ｊ。 ｌ 经营战略：学习和鹿变能力建设 Ｉ … —— 霖 —■三三三 —：＝＝＝— 图５基于柔性生产模式的循环经济系统框架不意图 ２．１ 基于柔性生产模式的企业战略 柔性生产是企业发展需要的重要竞争能力，重庆长风化学 工业有限公司通过模块化工序的方式组成基础柔性生产模式， 以能力建设为重点，理解柔性战略即是学习能力、构造能力和应 变能力的建设（见图５）。这一战略思维的转变把面面俱到的需 求预测（实践中是做不到的）变成了学习和应变能力建设 。 ２．２资源营销管理 除了在生产管理领域进行了柔性模式构建，重庆长风化学 工业有限公司还在资源营销管理方面进行了相关调整，适应柔 性生产模式的要求，更大的发挥柔性生产模式的优势。 （１）资源、销售渠道／人员共用。这样既节约了销售费用，也 利于相关联资源市场掌握信息，促进正确制定资源和市场策略 及采取合理的营销措施。 （２）组合运输降低物流成本。根据资源市场地域特点，进 行不同原料一产品的组合运输。 （３）对采购资源、原料的库存进行分类管理，节律性实施机 会采购。柔性生产方式的运用，由于分时生产等，使得资源采购 有了节律性，即一段时间需要某种原料资源，另一段时间不需要 则出现停息。企业利用这一特点，实施机会采购，即在原料价格 较低的季节性时段或经济周期性时段进行采购，建立合理的库 存，以获得较低采购成本，提高生产和经济效益。 ２．３新产品／新技术研发管理 通过柔性生产模式下的学习曲线运行（参见图３学习曲线 ２），重庆长风化学工业有限公司在研发管理中，充分利用企业拥 有的人力资源、设施资源以及经验资源，通过多功能研发团队、柔 性研发装置体系的建设和运用，使研发周期缩短，过程成本降低。 ２．４资产协同运用和管理 柔性生产模式下，由于土地、设备装置、研发系统、公用工程 柔性管理在人力资源管理中的应用，正是在尊重人的人格 独立与个人尊严的前提下，在提高广大员工对企业的向心力、凝 聚力与归属感的基础上，所实行的分权化管理 。传统化工的 刚性生产模式已被广泛接受并固化成习惯，柔性生产被认为是 与化工过程不相容的（仅适合于机械工业），特别是重庆长风化 学工业有限公司在生产苯胺这样高度连续化、实现自动控制的 化工生产系统。要达到柔性生产需要突破的不仅是技术和管理 的障碍，首先是思维的障碍。对柔性生产作出不同层次的示范 并大力推动；通过实践的成功，将管理层的兴趣变成了专业技术 人员、管理人员和员工的兴趣；在不断的实践中逐渐培养出了一 批有兴趣利用柔性生产实现新产品／新技术研发的团队。 ３基于柔性生产模式的化工循环经济系统建 设的效果 重庆长风化学工业有限公司以柔性生产模式，在合理的成 本一效益框架下向市场提供多品种、多规格产品，满足用户需要 并形成合理市场布局，增强了企业的市场抗风险能力，为精细化 工发展奠定了基础。由原来的单一产品为主导，转变为芳胺系 列、碳酸酯系列、有机脲系列、苯酮系列等十多个化工产品，产品 进入多行业和多地域，把发展战略和柔性生产有机地融为一体。 通过以柔性生产为基础的企业范围经济系统建设，企业资源得 到充分利用，原来的闲置厂房和装置都得到有效配置，与一个产 品建一套生产装置的刚性生产相比，减少了投资额，节约了生产 成本，同时企业经营规模和经济效益稳步提升。 参考文献 ［１］ 张永成，盛佃清，齐尚忠，等．循环经济战略在化工行业的应用和发 展［Ｊ］．现代化工，２０１０，３０（４）：５—９． ［２］钟虹．精细化工要走柔性生产和系列发展之路［Ｊ］．现代化工， ２０１０，３８（５）：２２７—２２８． ［３］ 岑大卫，南振奇，马骝强，等．精细化工柔性生产系统的开发和利用 ［Ｊ］．中国现代教育装备，２００３（５）：６． ［４］刘红波．化工精益生产与柔性生产系统的设计及应用［Ｊ］．广州化 工，１９９９，１９（９）：１—４． ［５］ 李娜，吕普明，龚彦红，等．清洁生产在宣龙高速线材生产中的实施 与应用［Ｊ］．中国冶金，２０１０，２０（１０）：４８—５１． ［６］ 黄彦忠，韦利民．推进柔性生产模式的探讨［Ｊ］．机械研究与应用， ２００８，２１（３）：１９—２１． ［７］谷书堂，杨蕙馨．关于规模经济的涵义及估计［Ｊ］．东岳论丛，１９９９， ２０（２）：６８—７１． ［８］李金宝．非线性盈亏临界分析法在企业经营中的运用［Ｊ】，商场现 代化，２００６（２９）：７６． ［９］ 吴伟军．论柔性建筑供应链的构建［Ｊ］．浙江水利水电专科学校学 报２０１０，２２（３）：８３—８５． 『１Ｏ］闫秀敏．略谈现代企业的柔性战略管理［Ｊ］．经济师，２００３（１２）：１４４． 『１１］尹丽英，单肃．基于柔性管理的人力资源管理模式［Ｊ］．人力资源， ２００７（３４）：２７５—２７６．