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油漆涂料(精細化工行業)研發管理系統PLM解決

     

涂料配方實驗設計軟件功能

 
       油漆是一個古老又不斷的建筑材料。公元前6000年,我國就已用無機化合物和有機顏料混合焙燒對油漆加以改進。公元前1500年,在法國和西班牙的山洞里,油漆已用于繪畫和裝飾。公元前1500 年,埃及人用染料如靛藍和茜草制造藍色和紅色顏料 18 世紀,由于對亞麻仁油和氧化鋅的開發利用,使油漆工業迅速發展。
 
       油漆涂料是一類多功能性的工程材料,油漆涂料行業是化工材料行業領域一個重要分支屬于有機化工高分子材料。產品是形成的涂膜屬于高分子化合物,屬于精細化工產品。涂料一般由成膜物質、填料(顏填料)、溶劑、助劑等四部分組成。根據性能差別分為:如清漆、粉末涂料等。
       隨著當前我國環保安全等要求的提升、行業越來越成熟化、企業的競爭越來激烈。涂料行業企業面臨的多重挑戰“國內印刷行業技術進步對覆膜質量的要求不斷提高,在預涂膜產業通過規模效益、產品技術提升而進一步降低預涂膜成本的影響下,以及企業采用之前研發管理模式無法滿足企業的高速平穩發展要求:

       精細化工市場競爭越發激烈,產品迭代快,周期生命短,需求越來越非標化!上流原料價格波動大,可控范圍廣。

       市場挑戰:項目繁多,項目周期短,產品轉化率低,投資回報不清晰??蛻粜枨笈c產品優勢不匹配。隨著企業不斷的發展、規模不斷的擴大,訂單的劇增給企業帶來利潤的同時,研發管理的問題也日益凸顯出來。
       

       企業需要:加快產品上市時間,自
動化成本評估,提高產品利潤。最大化轉化企業優勢產品與方案。
 
                       

圖:化工行業波特五力

 
       企業分析:企業需要長期穩健的發展,需要建立技術沉淀,建設化工企業核心競爭力。

       企業挑戰:企業標準化貫徹執行人工成本高,大環境人事變動頻繁,數據碎片化存儲,無法建立企業技術沉淀與技術資產。

       企業目標:建立安全穩定的數據管理模式,實現企業數據長期可追溯。形成企業可快速復用的數據結構。

 

        企業需要建立企業標準化研發管理體系,實現企業最優化流程體系,建立企業穩定的數據資源庫,實現配方長期可追溯可分析,建立企業安全的配方安全環境,避免企業泄密風險。



圖:企業研發面臨問題
     信息化分析:信息化是企業發展必經之路,據《流程工業》雜志社去年對近500 家流程企業的一項調研,近90%的公司都已經開展數字化的相關工作,而其中近一半企業將數字化轉型作為重大戰略之一。
 
     信息化挑戰:準確的BOM、物料、工藝、質量等的數據來源。半道的信息化,系統應用效果不理想,無法對企業增長提供原動力。

     信息化目標:建立企業研產銷一體化信息平臺,通過信息化平臺,實現企業數據化轉型!

       實現方式:


 
1.通過RDM系統實現從源頭建立標準化物料,BOM、工藝管理。

2.通過信息化集成方案,實現產、銷、研一體化信息大閉環。

3.建立標準數字化,研發,工藝、質量、實驗、一體化解決方案。

 
項目實例分析:

       研發中心幾乎每周都會有一兩個新項目立項,所有的產品配方人員和配方試驗人員并行跟進多個項目的產品研發,加班成為了研發中心的常態,即便這樣,也時常出現客戶產品訂單交期的延誤,自身新產品配方的研發工作也是一再延期。項目匯總的報表也總是滯后的,根本不能體現當前所有項目的實際進度。

       在化工產品的研發過程中,產品的配方都是通過不斷的試驗得出的,在這過程中,就會產生出許許多多不同性能的產品配方(Recipe)版本,以往試驗和配方數據都只能靠紙張存放在資料室內,給查詢帶來了非常大的麻煩。一旦發生突發事件,很難追溯到產品的配方、試驗數據和其他相關資料。

案例解決方案:

       XX企業精細涂料有限公司是以研發、生產、加工電子用高科技化學品、高性能涂料、高性能復合材料、特種膠凝材料為主的外商獨資企業。是全球三大 UV 原材料供應商之一,長期保持中國市場占有率第一,主要產品為 UV 光固化涂料、真空鍍金涂料、UV 紙上手機涂料等高科技專業產品。

全面表單的應用

       在XX企業的產品研發過程中,工程師每天要面對大量的產品配方和配方性能測試數據,以往這些數據都只能浮于紙張表面,如需要對其進行性能對比分析時,需要專人手工錄入,工作繁瑣并且容易出錯。針對這種情況,我們在PLM系統中全面啟用了表單管理的應用,工程師平時填寫的各種表單轉入PLM系統表單填寫,將所有數據保存在數據庫,便于查找,也便于進行統計與分析。

       表單與流程的完美結合:根據XX企業研發特點,我們將研發流程與審批流程結合,全部業務通過一個大流程串聯起來,在業務流程節點上,業務人員或工程師填寫相應的表單,在審批流程節點上,各級主管審核對應表單。

表單數據的傳遞

       在同一業務流程中,有的表單數據在前面填寫過,后續表單如再出現的話,可以通過系統設置,將前表單對應欄位填寫的數據直接讀入到后表單中,既提高了表單填寫的效率,也有效地避免了二次輸入的錯誤。


數據安全的保證


       數據的安全在XX企業尤為重要,一旦產品配方泄密,流入競爭對手手中,有可能對企業造成致命性的打擊。為了保證數據的安全性,公司首先對流程節點人員可以查看、填寫那些表單做了明確的規定,僅限于自己本職工作以內的表單能被查看到,其他表單不做開放;其次,也規定了同一個表單內容,對不同流程節點人員開放不同的權限,有的字段可以查看,有的字段可以修改,有的字段隱藏不允許被查看。有效地保證了數據在整個流程中的安全性。

設計協同


       由于缺少一個直接有效的溝通平臺,以往臺灣、上海、廣州的設計工程師們在產品研發過程中各自為陣,彼此之間鮮有溝通。為了加強溝通,提供一個開放、共享的產品資料庫,PLM系統在規劃初期就提出,系統內所有產品數據可以在權限許可范圍內共享使用。避免相同的產品在各地重復進行產品配方設計。同時,在新產品開發流程中,可以通過流程協辦的方式,添加其他區域內的設計工程師參與產品研發,打造一個全員都可以參與的協同產品開發平臺。

(一)、 配方原料設計系統:


1、配方設計:當技術人員選擇配方類別(如家具漆配方、乳膠漆配方、汽車漆配方等),然后錄入產品配方的主要參數(如固體含量、光澤度、硬度、附著力、手感、遮蓋率、對比度、顏色等)后,計算機可提供選擇相關的樹脂類、相關的顏填料類、相關助劑類、相關的溶劑類等,計算機系統會自動提供幾個滿足以上參數的方案供你選擇,這個方案所篩選出的主要原材料及用量都是滿足你所需的參數。通過此方法,可以快速找到所需產品的相關材料及性能指標,從而縮減產品配方的開發周期。

2、因素分析:根據所選擇的產品配方的主要材料的用量及相關性能的變動范圍,勾選出影響該產品配方性能的主要因素(如樹脂對配方性能的哪幾個參數有影響、顏填料對配方性能的哪幾個參數影響、各種助劑對配方性能的影響、溶劑對配方性能的影響等以及影響的范圍),這些因素變量的確認,主要用于生成正交實驗設計的變量表。

 
3、實驗設計:根據所選擇的產品配方及所選擇的因素因子,計算機系統(涂料CAD軟件)可根據這幾個變量,利用正交實驗設計等數學分析原理,計算機系統會自動建議你需要安排的實驗次數及實驗內容,生成實驗任務及實驗方案。

4、數據處理:根據實驗方案,技術人員安排實驗,并將每次實驗的數據及相關參數錄入計算機系統的實驗數據表格中。

5、結果分析:根據所做的實驗數據,利用正交實驗設計原理等數學分析(包括方差分析、極差分析等方法),對結果進行綜合分析,并提出相對應的配方優化方案。

6、配方構成:根據以上實驗的結果,并經過實驗認證,最后審核確認可行的產品配方。

(二)、 產品配方工藝設計系統


1、工藝流程設計:設計每個產品的工藝流程及所使用的設備,如投料、攪拌(攪拌機)、預分散(分散機)、精加工(研磨機、高速分散機、三輥機、球磨機等)、調漆(調漆缸)、過濾、入罐等工序。

2、工藝參數制訂:主要設定每道工序的參數,如研磨時間的長短與細度之間的關系,分散時間的長短與細度、粘度之間的關系。

4、工藝實驗設計:根據所設定的工藝路線,建議實驗任務和實驗方案(如研磨時間的長短與產品細度之間的關系),并根據正交實驗設計方法,電腦自動生成實驗次數及實驗的相關內容。

5、數據處理:根據工藝實驗方案,技術人員安排實驗,并將每次實驗的數據及相關參數錄入計算機系統的實驗數據表格中。

6、結果分析:根據所做的工藝實驗數據,利用正交實驗設計原理等數學分析(包括方差分析、極差分析等方法),對結果進行綜合分析,并提出相對應的配方工藝流程優化方案。

7、配方的工藝構成:根據實驗結果,及各種設備的實際情況,在涂料CAD軟件中確認最優的工藝流程及相應設備。

(三)、 產品配方成本核算系統


1、成本統計:對涂料CAD軟件中已確認的產品配方,根據每種原材料的價格(軟件可以同時保存歷史最低價、最高價、最近價、加權平均價)自動計算每個產品配方的成本。在同一產品有多個配方選擇的情況下,對這些配方進行綜合分析,排列出每個配方的成本及相關費用的配比,并確認一個性價比最優的配方。

2、成本構成:對涂料CAD軟件中已確認的配方進行的總成本及每一原料所占比例進行分析(樹脂、顏填料、溶劑、助劑等),以顯示出產品成本最主要的材料,從而為有目的的降低成本提供數據依據。

3、性價比分析:主要進行產品配方價格性能的聯動分析,進行分析,如更改部分原材料所導致相關產品哪些性能的變化。

(四)、產品配方優化系統


1、成本優化:對已確認的產品配方從成本方面進行優化,重點關注占產品成本價值較大的材料,并根據不同材料在不同時期的價格波動因素,來綜合優化在什么時間應采用何種材料來降低成本(關注降低成本的幾大因素,如材料價格、材料用量、加工設備工藝路線采購費用、人工費用、水電費等)。

2、性能優化:主要從產品性能的角度進行綜合優化,如要改善產品的細度、遮蓋率等性能,則需要修改相應的材料或助劑,或者需要修改生產工藝等。

3、工藝優化:主要從產品工藝路線的角度進行優化運算,計算機系統自動計算出更改工藝,對產品性能的提高,并由此導致其他相關費用的增減因素,從而計算出在工藝方面最優的軟件。

(五)、材料篩選


1、資料分析:將市場上常用的原料或供應商送來的樣品對新舊材料進行歸類對比,并將每種原料的規格型號及相關的性能指標均錄入到數據庫中。

2、 試驗設計:對已錄入電腦系統中的原料進行相關的試驗,包括同一原料不同廠商的指標進行比較分析。并將這些數據提供給涂料企業以供參考。

3、 數據處理:具體的性能指標都可進行分類,如實驗提供的指標數據、媒體公布的指標數據、各供應商提供的參數指標。

(六)、配方管理


涂料配方是涂料企業的生命所在,所以配方的安全性非常重要,因此軟件提供對配方的全方位管理,包括配方的加密級別、審核、查看、打印、計算、確認、修改、刪除等權限管理,具體可劃分為如下幾類:

1、工程配方管理:該類配方主要用來開具工程單,滿足生產的需要,包括對工程配方的加密管理、代碼替換、查看級別等權限。
 
2、實驗配方:該類配方主要用于研發部門使用的配方管理。
 
3、材料品檢配方:對各種原材料進行品質檢驗的配方管理。
 
4、定性分析配方:主要用于進行指定材料或成品的定性分析,主要比較性能的好與壞。 

5、定量分析配方:根據實際情況,對性能指標的定量分析,即要分析到具體的指標數據。

(七)、質檢管理


對產品及原材料進行質量檢驗,利用質量統計的新舊七大手法(包括排列圖、魚骨圖、控制圖、關聯圖、矩陣圖、直方圖、因果圖等)對所檢驗的項目進行統計分析。
 

(八)、涂料行業原料數據中心:


       該數據庫主要是提供當前常用的原材料的性能和價格等其他參數。該數據庫的數據參數會定期更新,以滿足客戶的需求,從而保持軟件的延續性和先進性。

       為了保持數據庫的先進性和及時性,我們還專門成立了涂料實驗室,專門對有關的原料進行實驗,驗證不同的原料的參數指標

       該數據中心包括:涂料原料數據庫(當前市場上常用的樹脂、固化劑、顏料、助劑等原料的主要性能指標及市場價格);常用配方(根據當前市場上常用的家具漆配方、乳膠漆配方、汽車漆配方、外墻漆、工業漆配方);常用產品所需達到的參數指標常用實驗方法、國際國內主要廠商提供原材料的指標參數等等基礎數據的建立。

客戶應用價值


  •      解放了我們的工程師,讓他們從以往手工單據的抄抄寫寫的工作中釋放出來,真正轉入有意義、有價值的新產品研發中
  •      也讓我們對所有產品的研發過程能有效管控,項目的研發進度在系統中非常明了,我隨時可以查詢得到
  •      所有的產品配方及性能測試數據進入系統后,也為我們下一步進行數據分析打下了很好的基礎,讓研發的數據可以開口說話了    


客戶感言:


       在產品選型上,我們既要適應當前企業應用的需求,更應該考慮到企業長遠發展的需要,御云PLM產品在應用上的靈活配置、隨需而變正是我們所需要的,再加上本地化的服務,最終讓我們選擇了與御云的合作。

本文為御云PLM軟件原創文章,如想轉載,請注明原文網址摘自于油漆涂料(精細化工行業)研發管理系統PLM解決 (plmpdm.cn),請注明出處;謝謝配合!





 
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