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化工食品行業背景

近年來，得益于發達國家發展有量與新興發展中國家持續增長的增長，全球化工產業出現持續增長的發展勢頭?；ぎa品科技含量也在不斷提升，新產品層出不窮，呈現出高性能化、節能環保的趨勢。但是，化工行業競爭日益激烈，產品結構性過剩矛盾突出，廠商眾多，但產品同質化嚴重，市場競爭壓力大，隨著全球化發展，今后5年，中國化工市場將繼續保持穩定增長?；ば袠I發展提供了巨大的需求動力。

領先企業為了加速全球化進程，降低成本，提高質量，領先企球化工企業智能研發體系業務發展方向主要表現如下：
1)領先化工企業的大型化和集團化；
2)全球化工市場的發展，在很大程度上由大型化工制造商引導，特別是普利司通、米其林和固特異三家公司組成的“第一軍團”，依靠雄厚的資金實力、先進的研發技術和強大的品牌影響力遙遙領先其他化工廠商。
 
 
 
基于對化工及其他相關行業發展經驗，全球領先集團級企業重點圍繞幾個方面的研發體系建設，鞏固企業在研發和產品方面的優勢。
1建立跨地域的協同設計和管理環境，提升內部及外部協同能力；
2建立涵蓋整個產品生命周期的閉環研發管理體系；
3應用精益設計、試驗手段，改善產品關鍵技術，保持核心技術優勢；
4建立有效的集團及信息管控和研發管理。

由于化工行業固有的規模經濟效應，未來化工企業會延續大型化和集團化趨勢。研發體系建設在此技術上，依靠智能研發平臺、云技術、互聯網大數據技術，將更加有利于大型企業實現數字化戰略。國內化工企業只有做大做強，才能在化工行業市場競爭和整合潮流中占有不敗之地。

研發力度不斷加強，創新成果不斷涌現
盡管在研發方面領先企業已經占有領先優勢，但為了增強創新能力，世界主要化工制造企業還在不斷加大科研力度，研發經費投入也不斷增加，化工行業新產品、新技術不斷涌現，研發成果的應用和推廣使得化工產業的生產效率和產品質量不斷提升。

隨著新興市場的發展壯大，全球領先企業在中國及主要市場國家紛紛建立技術中心，加大研發投入，直接開發和生產適合各個終端市場用戶的產品，快速占領市場。同時建立各類高科技實驗室和智慧研發系統平臺，來提高創新和開發效率。

化工行業在產品創新能力、全球化協同等方面對企業研發信息化提出了更高的要求，同行領先企業在智能研發體系平臺建設方面已經或正在投入大量的精力，促進研發體系和研發能力的領先地位，以研發業務核心能力提升為導向，并考慮全局的IT建設和規劃策略，逐步實施相關的平臺建設。

先進管理平臺的實施不僅提高了業務操作的效率和規范性，建立起循環積累的企業知識體系，加速了項目執行的效率和產品研發的進程、產品制造和上市的進程，為企業帶來切實的管理效益，全面提升企業的綜合研發實力和整體競急力。

清軟英泰PLM為化工行業為企業搭建了智能化研發統一管理平臺，將整個研發流程從需求管理收集、競品分析、配方管理、輪胎結構設計、施工設計、試做試驗等各個階段的業務納入平臺進行規范的管控。每一個環節都實現了規范化的業務管理和執行，以及專家向導式的智能化產品設計，設計成果改變了以往手工作業的方式，自動化、圖形化的進行呈現。批量變更管理能力則使得所有相關數據能夠快速的響應業務的變化，而不會產生錯漏的情況。


一．材料管理
結合其它化工企業的做法，清軟英泰推薦在配方及材料設計、工藝和制造過程中使用材料代碼以替代原材料編號和名稱，這主要有幾方面的好處：

1) 提高數據特別是材料、配方數據的去安全性，通過材料代碼無法知道真實材料編碼及相關技術資料，只有極個別用戶可以通過材料代碼對應表查看材料代碼對應的真實材料。
2) 靈活處理相同材料由于供貨商、包裝等差異而帶來的一種材料多個原材料編號，簡化設計、工藝等過程復雜度。

通過使用材料代碼還可以由一個材料代碼表示一個多個等效的原材料。通過對材料代碼對應表設定嚴格的訪問權限，保證數據的安全。
圖1 材料代碼管理 
圖1 材料代碼管理

材料代碼同樣由材料工程師在系統中創建并維護其與原材料的關系。在原材料經過試驗、驗證符合要求之后，材料工程師負責將材料代碼、原材料使用特定的審批流程進行發布。材料代碼發布之后，配方工程師可以在配方設計過程中直接直接使用材料代碼。


1.1 原材料分類庫
PLM系統中對于材料不僅需要存儲其編號、成分、密度、供應商等通用屬性，還需要根據不同種類材料的特性管理其詳細的工程技術參數，以方便用戶根據這些技術參數查找所需的原材料或者在設計過程中方便獲取材料相關參數。因此，管理員在系統中針對各種材料定義企業需要的技術參數，材料工程師需要對每種新引進的材料進行分類并填寫各種技術參數。所有有權限的用戶都可以基于材料的分類庫按照定義的技術參數查找符合條件的材料，并以列表的形式展示查詢結果。 
圖2 原材料分類管理 
圖2 原材料分類管理
 
1.2 原材料MBOM
諸如合成膠、硫磺等原材料，其成分可能包括幾種原材料，可以使用原材料MBOM定義復合材料的組成，原材料的MBOM信息示例如下：
 

二．面向化工的配方設計管理
2.1 配方編碼及配方多方案
配方項目立項之后，配方工程師首先申請配方編號，進而在系統中創建配方，填寫其通用屬性。申請配方號的時候可以申請臨時配方號也可以申請正式配方號。對于一個配方有多種方案的情況，如果需要分別構建配方BOM及進行試制和驗證需要申請多個臨時配方號。在某一方案的配方被選定之后通過另存的方式生成正式的配方號。
配方數據結構化關聯管理 
圖3 配方數據結構化關聯管理

配方創建完成之后，工程師需要填寫配方的物性標準、參考指標等信息。通過分類技術參數查詢配方：
1) 在項目立項確認是否有重復、近似的配方可以滿足設計需求，避免重復立項。
2) 查找近似的配方，參考既往項目的設計經驗，快速派生新配方。
配方數據分類管理 
圖4 配方數據分類管理

2.2基礎配方結構
配方工程師可以通過多種方式構建基礎配方結構：

1) 根據現有的配方使用另存、復制功能快速生成新配方的基礎結構。
2) 在Excel或者文本文件中編制基礎配方結構，使用工具導入系統生成BOM
3) 使用PLM功能強大的結構管理器手工搭建基礎配方結構，可以使用查詢、直接輸入編碼、復制粘貼等方式添加材料代碼或者原材料。
配方工程在基礎配方結構中可以維護每種材料的用量、體積比等信息。
配方結構管理 
圖5 配方結構管理

2.3 配方設計導引與分段配方結構
基礎配方設計完成、進行車間小試之前，配方工藝工程師需要設計分段配方BOM，在這個過程中需要綜合考慮材料特性、設備（密煉機）特性等多方面的因素，通過繁雜的方式測算和規劃材料投入的順序、數量及材料密度，在沒有工具輔助的情況下，工程師完成這一過程需要具備長時間的經驗積累。使用客戶化開發的配方設計導引可以輔助工程師完成這一過程，大大簡化操作過程。配方設計導引的目的是：

1) 將基于材料特性、設備特性約束的配方分段邏輯內化為程序運算的邏輯，使設計經驗得以積累、繼承、重用進而不斷優化。
2) 將各種復雜計算的過程和邏輯由程序實現，提高效率
3) 通過單一的界面進行配方分段規劃和設計，實時查看分段配方設計的結果，減少過程反復和錯誤
 
 
配方專家系統 
圖6 配方專家系統

配方工程師啟動配方設計導引后程序將：
1) 計算配方的密度；
2) 依據標準作業流程規劃配方分段數量及材料的分段投入數量；
3) 創建配方每段母煉膠和終煉膠；
4) 搭建分段BOM；
5) 根據配方分段搭建從母煉工藝到終煉工藝的配方BOP。

為了保證一定程度的靈活性，配方工程師可以依據設計導引規劃的分段數量及材料分段投入數量手工調整分段數量及材料分段投入數量。
構建完畢的配方分段BOM的示例如下：
分段配方BOM 
圖7 分段配方BOM

搭建完畢的配方BOP結構示例如下：
配方BOP 
圖8 配方BOP

配方設計導引需要使用到配方、材料代碼、密煉機、公差等數據必須已經存在于系統中，這些數據的結構化信息、數據之間的邏輯關系必須按照要求填寫完整。

2.4 配方工藝與施工概述
為了應對生產現場配方施工表的格式、內容靈活多變的需求，配方工藝設計的重要工作是將配方工藝的相關信息以在PLM中以結構化方式進行組織和管理。這其中包括：

1) 包含配方生產的每段母煉過程的工藝結構；
2) 每段工藝過程產出的母煉半成品及最終膠料；
配方工藝結構化管理 
圖9 配方工藝結構化管理
3) 工藝過程中使用的設備（密煉機）
4) 每段母煉或者終煉過程中投入的材料及其數量
 

2.5 完善配方工藝信息
初版的配方工藝、配方BOP、每段配方工藝投入材料數量以及每段配方工藝產出物，可以由配方設計導引輔助生成。配方工藝工程師還需要定義每段母煉及終煉的詳細的工藝信息，包括：

1) 工藝中詳細步驟
2) 操作時間、溫度參數
3) 材料投入的順序及數量
4) 根據填充系數或者重量系數計算每種材料的投入的數量和順序

上述這些信息的定義也可以由用戶選擇選擇配方工藝中的每段工藝在統一的界面上完成：
配方工藝信息定義 
圖10 配方工藝信息定義
 
2.6 配方施工表
在基礎配方BOM及分段配方BOM和配方的工藝信息完成之后，用戶可以直接生成配方施工表，或者是在將配方提交流程審批的時候自動產生現場使用的配方施工表，并通過流程審批發布。

2.7 配方的權限控制
配方的BOM及其對應的材料、材料代碼作為企業的核心機密，其權限需要進行嚴格的管控。通過PLM的權限結構樹，對配方、基礎配方BOM、分段配方BOM、材料代碼、材料代碼對應表、原材料及其BOM可以分別設定訪問權限。確保只允許必要的用戶才可以查看相關信息。
對于部分部門臨時查看配方信息的需求，在經過批準之后可以臨時性賦予指定的用戶對特定的配方的查看權限。并且配方與材料部門可以隨時取消用戶對特定的配方數據的臨時查看權。

通過PLM的基于項目的權限可以限定只有項目成員可以查看配方的相關數據，管理員可以根據需要隨時調整項目中的成員，以靈活控制用戶對數據的查看權限。只有試驗驗證合格的配方才能供結構設計部門使用。因此可以對配方設定不同的生命周期或者審核狀態，比如：工作中、審核中、測試試驗、發布。對于工作中、審核中、測試驗證中的配方只有配方與材料部門的特定用戶才可以查看，其它部門無法查看。

2.8 配方材料替換
對于化學成分相同但是由于供應商、包裝、形態有區別的物料，如果需要給出不同的材料編號，需要進行材料替換。這里需要區分幾種不同場景進行處理：

1) 如果幾種原材料編號可以由一個材料代碼表示，則幾種原材料可以視為完全相同。由于配方中使用的材料代碼，因此對于設計、工藝過程都沒有影響。相關操作可以參見 “材料代碼管理”部分相關內容；
2) 如果是原材料編號分別對應不同的材料代碼，這時如果需要進行材料替換則需要區分兩種情況；
3) 對于等量替換，可以通過為為一個材料代碼設定備選件或者在配方BOM中設定材料代碼的替換件的方式進行處理；
4) 對于非等量的材料替換，清軟英泰建議配方工程師需要重新設計一個配方編號，并重新設計基礎配方、分段配方和配方工藝。然后在兩個配方之間定義備選件的關系，或者在半成品下定一個配方為另外一個配方的替換件。
 

客戶故事

化工行業
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