[原]化工行业生产、质量解决方案

一、化工行业企业特征

化工企业从其制造方式上讲，属于典型的流程型制造行业，有着自身的生产经营特点和对ERP软件功能的特殊要求。正确分析其行业的差异性，了解其对软件的功能需求，对正确选择软件，成功实施ERP系统将起到十分重要的作用。

1、BOM的特殊性

离散制造企业用的是树状层次型结构BOM，它是一种静态、固定的产品结构。其特点是：产品物料较多；物料层次复杂。不管BOM有多少层，但它的物料数量、物料型号、生产过程固定，可能会有少数的代用件，但总体上是固定的，如有变化，则需要修改设计。

我们把化工产品BOM称之为配方（recipe或formula）。其特点是：产品配方多；但加工层次少。由于物料反应机理、设备、环境、操作等方面的原因，使得流程制造过程的波动性较大，所以配方需要在生产过程中做动态调整。另外，化工产品结构不能用树状的层次型结构来描述，特别是复杂的化工企业的BOM则需要用链式结构（单链式或多链式）来表示，即将产品制造全过程所需经过的生产路线定义为一个流程规格，每个流程规格有各个生产阶段（为逻辑阶段），阶段的粗细可根据企业的具体生产情况、管理需求、计量统计手段而定。一个生产阶段可同时对应多个阶段，也可以多个阶段对应一个阶段，我们把它们称之为V型、A型或X型结构。

在离散制造的BOM中，物料的加工走向是固定的，也就是说BOM中的父子项是固定的，而在化工企业的配方中，物料的加工走向不能事先完全固定，有些物料可能要从后阶段向前阶段重新循环再加工，我们称之为回流物。

2、产品产出的特殊性

从总体上讲，离散制造的最终产品是唯一的（也有等级之分），而在化工企业，生产的中间过程或最后阶段的产出可能有多个，我们称为联产品和副产品。精确地确定联产品或副产品的产出量是复杂的，如何做到准确、及时和事前计划这些产品的产出量和比例是化工企业生产计划管理中的一个难点。

化工企业产品的特殊性还表现为：有些产品还有等级的区分；批号的记录；时效期的限制；浓度、发气量的不同；纯度的区别等等。这些产品特性都需要在ERP软件中给予充分考虑，并需要有相应的解决方案。

3、生产过程的特殊性

在离散制造中，其生产过程是一个不连续的过程，关键设备能力和操作人员技能影响产出率，原材料消耗比例不变，生产计划中的产品产量较容易做到准确、及时和事前安排。

在化工企业，其生产过程是一个动态的连续过程，产出量、物料特性、甚至物料的加工路线都会受到原材料成分、人工操作技能、加工温度和压力、设备效率等因素的波动影响，并且具有不可预知性。也就是说物料配方和工艺参数的控制程度将影响产出率，相同的配方或原材料可产出不同产量的产品，原材料消耗比例可变，产品的生产过程中也会产生出一定的回收物和废料，生产计划很难做到事前准确及时地计划具体品种的产量和回收物和废料的比例。为此，化工企业在生产过程中需要有很大弹性来处理实时跟踪、控制纠偏、动态调整等问题。

4、计量转换关系的特殊性

离散制造企业也有计量单位的转换问题，如吨转为公斤，箱转为合等，但转换关系简单而不复杂。

化工企业在其生产经营过程中的计量转换关系极为复杂，在物料的储运和加工过程中，其计量单位的转换根据不同的企业大致有以下几种情况：

多种转换：即在生产过程的不同阶段采用不同的计量单位，而且要求不同计量单位之间可以转换。如进货时用加仑，储存时用吨，出货时用桶，生产时用夸脱（1.14升），消耗时用盎司等等。每一批次物料的转换与物料的特性有关，转换率关系较为复杂。

效能关系：效能是指物料的成分、浓度、水分，一些食品的营养成分等。效能与物流成分、浓度等指标有着密切的重量或体积以及成本关系。

多包装单位：包装物可在物料的进货、储存、生产、销售等过程中以不同的形态发生，包装单位可能是箱、瓶、捆、槽和集装箱等。大批的物品库存需要在各种容器和包装组合里得以体现和查询，即企业需要实时地知道某一批号的物料，分别装在具体的瓶、罐或箱子里。

5、成本核算的特殊性

化工产品的特点决定了成本核算的复杂性。硫酸厂、电化厂等化工企业都需要根据其产品的特殊性，制定特殊的成本核算方法。如有些产品需要换算成100％的浓度或者纯度来计算产量和标准成本；有些需要考虑联产品、副产品等；而有些原料的投入需要根据产品产量来计算原料投入量；有些管道中的产品或者其它不容易计量的物料，需要根据预先设定的比例来分摊成本。同时还需要对下列成本要素加以严格控制：

设备投资金额在固定资产中的比重高达80——90%以上，尽快收回固定资产投资将成为化工企业成本管理的重点；

原辅材料的成本占总成本70%以上，在物料管理上需对少量成本较高的关键原材料或添加剂加以严格控制；

动力成本在总成本中占有较大比重，准确地了解各级能耗对象（部门、设备）的能耗（水、电、汽等）数据，对加强能源管理，节约能源，提高成本核算的准确性，降低产品成本十分重要。

6、设备管理的特殊性

对于离散制造企业而言，单台设备的故障和停机并不影响整个生产过程；但对连续性生产的化工企业来说，设备的故障和停机将会影响整个生产过程的正常运行。为此，设备管理应做到保证设备和生产线的稳定运行和满负荷地生产，同时设备管理要求具有实时动态性，因此要求设备管理软件具有以下功能：

设备的全生命周期管理，即从提交设备采购计划开始、直至设备到货验收、安装调试、日常运行、交接班设备状况、以及设备维修与设备润滑等过程均应有完整的记录和管理，同时还应准确记录设备的折旧、移装、封存等情况；

设备的周期标定管理，要求自动生成设备的维修计划和维护计划，以提醒设备管理人员定期进行设备的维修、维护、润滑、点检等；

具有仪器仪表及计量器具的定期校验和标定检验提示功能，以保证仪器仪表及计量器具的准确性。

设备管理的另一个重要的功能是要求对设备的预测性维护和预防性维修。由于ERP软件本身并不能提供设备运行的实时信息，所以化工企业要想真正做到对设备的实时动态管理，还必须结合实施EAM（Enterprise Asset Management）设备资管理系统和实时信息管理系统。

7、质量管理的特殊性

化工企业的质量管理不仅是对原材料、产成品的质量检验，更重要的是对生产过程中的质量控制。

化工企业的工艺或环境影响到产品质量，需严格控制每个工艺步骤。重视过程质量数据的实时采集和化验分析是防止生产中产生较多的等级品，甚至废品的重要的控制手段。

另外，化工企业的质量标准和工艺有着严格的要求，国家有专门的法规对包装、标签、工艺、配方比例等进行严格的质量认证。

8、运输方式的多样化

化工企业的运输量和运输费用占有较大比重，而且运输的方式呈多样化（公路、铁路、水运），合理地安排商品的发运和装车，优化运输计划，同时加强货物的发运监控，也是化工企业经营管理中的一项重要内容。

9、要求实现管控一体化

化工行业的生产过程的重要特征是：连续性和实时性。为此，化工企业的生产管理不仅仅是要求对生产的资源进行有效的控制和管理，它还需要实时地采集以下数据以满足动态生产管理的需要：

自动采集生产过程的实时数据，达到分析、控制工艺参数，保证产品质量；

自动采集车间和设备的水、电、汽等动力能源消耗，为成本核算提供基础数据；

自动取得底层设备和生产线的运行状态数据，为预测性维护和预防性维修提供科学依据。

所有这一切光靠ERP软件的功能是无法实现的，需要有一个实时信息管理系统。实时信息管理系统相当于信息集线器（Information Hub）的作用，它将过程控制系统中的实时数据上传到管理信息系统，实现管理和控制一体化，以满足化工企业对生产管理实时控制的特殊需要。

因此，化工企业信息化系统主要应包括：生产过程控制系统、实时信息管理系统、管理信息系统三大部分：

过程控制通过DCS、PLC、FCS等控制系统来实现；

管理信息系统通过ERP、EAM等管理软件来实现；

企业的管控一体化，则通过实时信息系统来实现。

二、化工行业企业的生产、质量业务方面需求

由于化工产品很多原料、产品都是危险品，这样企业对于安全的要求就相关较高。主要表现在以下几个方面：

1）、车间管理，特别是企业的车间当班、交接班记录信息；和企业的安全生产密切相关；

2）、危险物资的领用、存管；

3）、生产过程中的工艺参数控制；一旦生产过程中出现一些的工艺参数的偏差，就可能导致比较大的事故等；

4）、批记录信息；全面记录企业产品各批次的生产、质量信息；方便企业进行相应的质量追溯；

5）、过程检验数据分析

三、解决方案

1、产品安全数据管理

系统在物料数据管理中在满足企业日常运营需求的物料数据同时，还提供产品标准数据编号，可以用于记录物料对应的中国危险化学品编号等信息，方便企业根据危险品化学品编号及时查询企业的相关产品数据信息。同时支持自定义字段，满足企业个性化的物料基础数据的管理。对于一些无法用文字形式表达的信息，企业可以形成图片，作为物料基础数据的一部分一并进行管理。

这样方面企业各业务人员在自己的权限范围内，及时调阅相关数据，达到信息的及时共享，满足企业安全生产中的对于重要物料信息的共享。

2、配方管理

系统的配方管理。配方管理包含二个方面，一个是记录企业的静态配方情况；二是根据配方系统生成标准投入产出信息，满足企业生产的需要。

系统根据配方形成的标准投入产出信息，以及企业制定的月份计划信息，进行物料需求分解，形成相应的物料需求计划信息；

3、工艺条件管理

提供工艺条件审批、版本变更、停用等功能。对于生产中的工艺条件，系统提供标准的审批流程，同时也允许企业根据企业自身的实际需要自定义审批流程，对于没有完成审批手续的工艺条件，一列不允许使用；同时系统提供流程追踪功能，追查各个阶段的生产工艺条件的相关负责人的审批情况审批意见，以满足企业安全生产特别是生产过程中安全生产的需要。对于已经停用的版本，系统也不允许使用；如果需要使用，就必须重新进行启用。

如果工艺条件需要变更，提出人必须在系统中提出，并提出变更意见，提交相应人员进行审核。车间应该按照规定按照一定的频次或者批次及时记录相应的工艺参数值信息。

4、调度管理

系统通过工作流来驱动企业生产的调度工作。由各车间等部门提出调度申请，提交给相关审批人员进行审批；审批后提交相关执行人员执行；执行结束后，及时反馈相应的信息，此时调度过程结束。

调度过程中，每个步骤的责任人，都必须反馈相应的意见或者是处理结果等信息，严格区分相应的责任，同时系统对于新的事务通过待办事宜、邮件的形式通知相关责任人，及时进行处理，避免由于遗忘，而导致的没有及时处理相关数据而引起的生产拖延等问题。

4、车间管理

系统通过车间管理，严格规范企业的交接班记录、当班信息、交接班中的设备状态等等信息，为企业的安全生产打下坚实的基础；同时通过记录各班次的投料、产出信息和标准投入产出进行比较，对各车间的生产信息进行计量考核提供科学的依据。

同时对于生产过程中的工艺参数按照时间或者批次及时记录，系统对于超过标准值范围的控制系统进行及时的提示；方便企业及时调整相应的生产参数；同时系统支持与DCS系统进行结成，把生产线上的各种数据及时的反应在系统中，并及时进行相应的预警，实现办公室中的自动控制信息。

5、批记录信息

通过各个部门的配合，如质检部门检验的批号质量情况，生产部门在系统中记录的各个批次的投料、产出情况以及该批次在生产过程中的相应的工艺参数情况。由系统自动进行汇总，并形成详细的批记录情况，供企业查看；也方便企业进行相应产品的质量追溯。

6、毒害物资的领用审批

通过领料过程的审批，实现毒害物资的严格控制；领用时，对于不同的物资可以实行不同的审批制度或者针对不同的领用用途实行不同的审批制度等，以满足企业对于安全生产的控制需要。

7、质检数据的控制信息

质检部门首要任务是确保企业生产的产品质量。产品质量管理包含在整个生产过程中，如原材料入库检验、生产中质量检验、生产入库前检验、批次的确定，最后为销售提供检验证书。所以，质量系统必须支持主数据维护和检查计划，可以维护检验规则、检验方法和检验特征值。

质检数据中，系统实现各个产品合格情况、产品等级的自动判定；对于不合格的产品，可以录入相应的不合格品情况，实现不合格品的缺陷管理，满足企业不断提升的质量要求。

系统提供多种不同的检验类型，如产品检验、进料检验、过程检验、销售退货检验等，满足企业全面质量管理的需求；

同时系统实现统计过程控制SPC的分析，满足企业对于质量统计分析的需求。及时发现企业质量中存在的问题和发现质量进一步的趋势，以便及时采取相应的措施，改善企业的产品质量信息