这些年参与和检查了很多的“高精尖”生产装置,都是科研工作者从科研阶段一步步做起的,最后建成了规模化的生产装置,也算是修成正果了,在检查过程中也发现了一些具有代表性的问题,笔者想总结一下,但愿能给科研工作者提供一些参考,把生产装置建的越来越好。
一、重配方、轻工艺
在科研阶段,很多科研人员都是眼睛盯着产品的优略和参数,一旦一条线能够走通,就不断的优化条件,产品满意了就算结束了,对于工艺的选择和优化方面反而是不太去关注了,这一点在高分子行业尤其如此:高分子难就难在“太复杂”,高分子美就美在“太复杂”,分子量大大小小,单体组合排列无限可能,配方和工艺一个小小变化可以做出性能完全不同材料,但挑战就是机会。朱世平院士认为,高分子材料产品高端化最主要的是高分子链的精确设计与生产。高分子材料是过程的产品,产品质量不仅仅取决于配方,更取决于工艺。朱世平院士曾经说说,“我们吃了很多亏,经常讲我们去买一个配方,或者说我手头有一个配方,听起来好象解放全人类了”,但“那才是万里长征前几步,真正做起来是工艺,国内对配方研发很重视,对生产工艺不够重视,因为不好发文章,有许许多多know how,做科研是创造知识,文章是传播知识,文章是要发的,但发文章本身不是目的,过于强调发文章,咱们吃了很多的亏。”
先说一下什么是化工工艺,化工工艺即化工技术或化学生产技术,指将原料物主要经过化学反应转变为产品的方法和过程, 包括实现这一转变的全部措施。化学生产过程一般地可概括为三个主要步骤:①原料处理,为了使原料符合进行化学反应所要求的状态和规格,根据具体情况,不同的原料需要经过净化、提浓、混合、乳化或粉碎(对固体原料)等多种不同的预处理。②化学反应,这是生产的关键步骤。经过预处理的原料,在一定的温度、压力等条件下进行反应,以达到所要求的反应转化率和收率。反应类型是多样的,可以是氧化、还原、复分解、磺化、异构化、聚合、焙烧等。通过化学反应,获得目的产物或其混合物。③产品精制,将由化学反应得到的混合物进行分离,除去副产物或杂质,以获得符合组成规格的产品。以上每一步都需在特定的设备中,在一定的操作条件下完成所要求的化学的和物理的转变
工艺是于安全生产管理的基础,或者说是基因也不为过,成熟、稳定的工艺是良好安全管理的基础,笔者见过很多经科研转化过来的工艺,存在很多先天的不足,问科研人员为什么选择这种工艺,他们说当时就是这么做出来产品了,就按照这个去放大了,评价单位和设计单位更是让人无语,同样的产品,两个项目工艺不一样,这个报告说这个工艺好、那个报告说那个工艺好,反正是选择的就是好的!而不去从各自技术角度对工艺的选择给出具体的建议,都是顺着科研人员的思路走,反正你的选择你负责,和我没啥关系。
重配方、轻工艺的做法导致生产装置可能本质风险增加,给安全管理增加了很多的困难。而配方其实在技术保密方面保密系数过低,如果把工艺做进去不但能使技术更加完善,还可以增加保密系数的难度,一举两得!
二、重条件、轻设备
在很多由科研变成的生产装置时你会看到很多的非标设备,有的非标设备让人哭笑不得,比如有一次去一家企业,看到一个一立方的设备很像玻璃制的三口烧瓶,就问他们为什么把设备加工成这个样子,他们说:我们试验时用的就是三口烧瓶,装置就是把他放成这个样子了!这样条件好控制!现实是这个样子吗?肯定不是的,当比葫芦画瓢放大后,你会发现很多东西都发生了变化,然后又在这些“放大的玻璃瓶”上进行不停的改造,最后变成了象一个生病的病人一样浑身挂着各种管子,变成了很难控制的奇怪装置。
其实现在工业已经很大了,各种设备制造和工业设计已经很成熟,只要把试验的要求和数据进行输入,是可以做出很符合工业要求的设备的。但目前的现实是科研和设计之间缺少一个非常重要的环节——工程转化环节!这个环节经常被忽视,大家也认为根本没有必要,反正是科研人员怎么说,设计人员就怎么设计,科研人员要的仿真就行,设计人员要的是合规就行,具体会成为什么样子,好像大家都不是太关心!很多科研人员在走了很多弯路以后才知道工程转化的重要性,开始重视了,做出的装置也开始有模有样了,这是一小步,也是一大步!
三、相信人、不信仪表
在德国的制造业里,有一个非常有意思而且关键的观点:不相信人。德国人有一个根深蒂固的观念,是人都会犯错,都会有误差,特别是在生产环节,这些人引入的负面影响经过流水线的每个环节逐级放大,必然会最终影响产品的品质。尤其是在批量的生产制造中,人的因素越多,最终产品出问题的可能性越大。所以德国人提高品质的思路非常直接,就是在生产环节要动用一切可能的手段把人的天然影响降低到最小,把每件事情都分解成机器(或者人像机器一样动作)能简单执行的。换句话说,就是提高生产的自动化水平,只要机器能做的,在成本合理的范围内,就坚决不让人做。
自动化就是把人类不擅长做的重复易错的交给机器人。工厂完全是机器自己在生产,而人的作用被形象化为两种:一是做生产规划,下达生产指令;二是给机器打下手帮助保持生产线高效可靠运转。
而在我们的化工科研转换的装置中,我们的很多科研人员不太相信仪表自动化控制,认为人手工操作最为精准。所以你会发现很多我们认为很“高、大、上”的东西居然象作坊一样,先举两个例子吧:一是一家企业需要在成型的载体进行载某种贵金属,据说技术已经是国内最好,接近国际水平,当我们看到生产现场时禁不住惊呆了。最后一个工艺竟然是工人用胳膊作为搅拌器进行搅拌,为他们为什么这样子,他们说二十年来都是这么过来的,用机器搅拌容易把载体弄碎、弄坏!笔者禁不住想起几个词:闭门造车、山中方数日、世上已千年!在现在工业水平下,难道自动化控制的东西还不如胳膊搅拌精确吗?这家企业大家一顿“夸奖”后感觉很尴尬,不到半年就换成了自动化装置,效果更好了,也大大降低了成本!二是一家企业进行萃取工艺,居然象小试一样看玻璃瓶内的物料分层,打开小阀门,把下层放完了关掉阀门,结果变成了吨级的生产线还是这么操作,并且认为就应该这么操作,从来没有想过可以用自动化的东西来代替人工控制。
自动化控制系统目前已经发展了一个很高的阶段,我们常规的化工操作和控制几乎都可以通过自动化仪表来操作,并且控制精度远远超过人的操作水平,并且这也是工业发展的一个要求和标志,机器是不能完全取代人,但机器可以帮助我们去实现我们很多的操作,精准、便捷、高效!
四、相信感觉,不相信规则
毫无疑问搞科研的需要灵感,有灵感的人通常对规则就不太遵守,这个也是目前困扰很多科技型企业的一个大难题,这些企业的生产装置都是自主研发的技术,从小试一步步做成了生产装置,科研人员也成了生产管理人员,但这种“科研的基因”导致这些管理人员对规则很漠视,在生产管理中随意的调整工艺参数,根本没有变更管理的概念,甚至说没有工业生产管理概念。他们把大装置当成了试验装置,但大的装置也连续的啊,是有一定的生产逻辑的,随意更改工艺参数是要带来很大的风险的。这也成为了目前困扰这些企业的一个重要的问题。
笔者认为灵感其实和规则是不矛盾的,与其让他有了自由的基因才去改变,不如在科研阶段就对其进行规则要求,说真的,目前的化工科研很多都处于无人管的状态,这也是为什么经常发生事故的原因,没人是完全的自由的,打着规则限制灵感的幌子从而不受规则约束的理念是错误的,那是在某个时间阶段的产物,在现在的要求下以及远远落后了。
五、小结
科研是一个国家创新的动力,我们需要科研,但我们更应该搞好科研,更新理念,更新认知,勇于创新!
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