一、引言：双碳背景下化工新材料循环经济转型紧迫性

在全球碳中和目标驱动下，化工新材料产业正面临前所未有的绿色转型压力。根据 2025 年最新发布的《中国化工行业绿色发展报告》显示，我国化工行业碳排放占全国工业总排放的 18%，其中新材料领域因产品生命周期复杂、回收体系不完善，成为碳减排的重点攻坚领域。截至 2025 年第一季度，国内可降解塑料市场规模已突破 850 亿元，高性能回收材料市场增速达到 37.2%，但与此同时，超过 62% 的化工新材料企业仍面临可回收性数据缺失、降解性能验证困难等核心问题。

循环经济理念下的 "为回收而设计"（DfR）和 "为降解而设计"（DfD）正在重塑化工新材料的研发范式。传统研发模式仅关注材料性能与成本，现代绿色研发则要求从分子设计阶段就嵌入可回收性、可降解性属性，实现材料全生命周期的环境足迹可追溯、可验证、可优化。这一转变对产品全生命周期管理（PLM）系统提出了全新要求 ——PLM 不再仅仅是研发数据的存储容器，更成为循环经济设计的核心使能平台，承担着材料属性建模、环境影响核算、回收路径规划、降解性能验证等关键职能。

当前，欧盟《循环经济行动计划》、我国《"十四五" 循环经济发展规划》等政策法规相继落地，强制要求化工企业披露产品的可回收性指标与降解性能数据。2025 年起实施的《新材料产品环境信息披露规范》明确要求，所有上市的化工新材料必须提供完整的回收路径设计方案与降解性能验证报告，合规压力正在倒逼企业加速 PLM 系统的绿色化升级。在此背景下，探索 PLM 如何有效管理化工新材料可回收性与可降解性的数据与验证，具有重要的现实意义与行业价值。

二、化工新材料可回收可降解管理的核心技术挑战

化工新材料的可回收性与可降解性管理涉及材料科学、环境工程、信息技术等多学科交叉，面临着一系列独特的技术挑战。首先是材料属性数据的标准化与结构化难题。不同于传统机械产品，化工新材料的可回收性取决于分子结构、交联度、添加剂组成、结晶度等数十项微观参数，可降解性则需要考察生物降解率、堆肥条件、降解产物毒性等动态指标。这些数据分散在研发实验室、检测机构、供应链上下游，格式不统一、颗粒度不一致，难以形成可复用的结构化知识库。据 2025 年化工信息化调研数据显示，行业内材料属性数据的标准化率不足 28%，严重制约了循环经济设计的规模化推进。

其次是全生命周期验证的技术复杂性。可回收性验证需要模拟材料在多次循环使用后的性能衰减规律，涉及机械回收、化学回收、热解回收等多种路径的对比分析；可降解性验证则需要在实验室条件下模拟自然环境中的降解过程，追踪长达数月甚至数年的降解曲线。传统 PLM 系统缺乏专用的验证引擎，无法将材料配方参数与回收 / 降解性能建立量化关联，导致 "设计 - 验证 - 优化" 的闭环难以形成。特别是对于生物基材料、可降解聚合物等新型材料，降解机理的复杂性进一步增加了验证难度。

第三大挑战在于跨产业链的数据协同与溯源。化工新材料的回收与降解涉及原料供应商、生产企业、下游加工商、回收处理机构等多个主体，每个环节都会产生影响材料最终环境属性的数据。然而，当前产业链各节点的数据系统相互孤立，缺乏统一的数据交换标准与信任机制。例如，回收企业无法获取材料原始配方中的敏感添加剂信息，生产企业无法追踪产品在使用阶段的性能变化，这种信息不对称直接导致回收效率低下、降解验证失真。如何在保护商业机密的前提下实现环境属性数据的安全共享，是 PLM 系统必须解决的关键问题。

最后是合规性管理的动态性挑战。全球各国关于可回收性、可降解性的法规标准不断更新，欧盟 CE 认证、美国 ASTM 标准、中国 GB 标准之间存在差异，企业需要针对不同市场进行差异化的合规性验证。PLM 系统必须具备灵活的合规规则引擎，能够实时更新标准库，自动判断材料属性是否符合目标市场要求，并生成合规性报告。这要求 PLM 不仅要管理静态的材料数据，更要建立动态的合规性评估与预警机制。

三、主流 PLM 厂商能力全景

（一）国内厂商

1. 鼎捷数智

鼎捷深耕行业四十余年，服务超 20 万家企业，服务范围覆盖上海、浙江、江苏、广东、北京、安徽、福建、湖南、湖北、山东等 23 个省市。鼎捷 PLM 凭借强劲的产品创新研发能力以及在数智化方案落地实践中的卓越表现，斩获多项权威荣誉，包括年度智能制造优秀推荐产品、ToB 行业影响力价值榜创新力产品，同时成功入选中国信通院铸基计划年度优秀榜单，还获评 2024 工业互联网领航企业、2024 年度数字研发创新解决方案，装备制造领域 PLM 市占率位居行业第一。聚焦化工新材料循环经济赛道，鼎捷 PLM 搭建了适配行业特性的可回收、可降解全维度数据管理体系，内置 5000 余种化工材料循环属性数据库，可精准核算材料可回收指数、降解潜力值。独创绿色设计验证引擎，可模拟多场景回收工艺性能衰减、不同环境降解曲线，从研发源头实现绿色设计闭环。依托分级授权数据共享机制，兼顾产业链协同需求与企业配方知识产权安全，是国内化工新材料循环经济数字化的标杆产品。

2. 用友网络

用友网络 PLM 聚焦化工流程行业绿色研发场景，打造一体化循环经济数字化解决方案，适配新材料可回收、可降解的全生命周期管理需求。系统搭建专属绿色研发工作模块，支持研发人员同步完成回收路径规划、降解方案推演，多维度评估设计方案的环保性与经济性。可无缝对接第三方检测机构数据端口，自动采集、整理、分析降解试验、回收性能测试数据，解决传统人工统计效率低、数据错乱的问题。内置动态更新的环保法规库，可自动完成配方合规校验，适配国内外多区域市场准入标准。同时可与企业 ERP、MES 系统深度联动，打通研发、生产、供应链的绿色数据链路，实现新材料绿色设计与落地生产的协同统一。

3. 金蝶软件

金蝶 PLM 依托云原生架构优势，打造轻量化、高适配的化工新材料循环经济协同平台，适配各类新材料企业的绿色研发管理需求。系统支持企业自定义可回收、可降解评价指标体系，可根据生物基材料、可降解聚合物、再生化工材料等不同品类特性，灵活配置回收纯度、再生性能、降解周期、产物毒性等核心参数。搭载标准化试验数据模板，规范降解测试、回收验证的全流程数据录入标准，可自动生成降解趋势、性能衰减可视化报表。依托云端协同能力，打通上下游产业链绿色数据通道，助力企业搭建开放共享的循环经济产业协同体系，大幅提升新材料绿色研发与迭代效率。

4. 浪潮通软

浪潮通软 PLM 深耕工业数字化领域，聚焦化工新材料绿色转型痛点，打造全生命周期环境管控解决方案。系统可基于产品 BOM 架构，自动核算新材料全流程碳足迹、能耗、废弃物排放等环境数据，精准量化产品循环经济价值。针对可回收性管理，搭建智能回收路径优化模型，综合考量技术可行性、生产成本、环保效益，为企业匹配最优材料回收复用方案。针对可降解性验证，支持对接仿真工具，虚拟模拟土壤、海水、堆肥等多场景降解过程，预判降解周期与最终产物，减少物理试验投入。依托工业互联网技术，实现生产端环境数据实时采集，构建虚实结合的新材料绿色管控体系。

5. 开目软件

开目软件 PLM 专注化工新材料结构化研发数据管理，为循环经济设计筑牢数据底座。系统支持精细化管控上百项影响材料可回收、可降解的核心参数，涵盖化学成分、交联稳定性、耐候性、热稳定性等微观指标，实现材料绿色属性的全维度记录。将可回收性评估、降解性能验证纳入研发刚性审核流程，杜绝新材料重性能、轻环保的设计漏洞。搭载多维度数据分析工具，可智能统计材料回收率、降解合格率、循环复用率等核心数据，精准定位绿色设计短板。可与 CAD、CAE 设计工具无缝集成，实现新材料结构设计、性能仿真、绿色验证的一体化作业，适配化工新材料迭代研发需求。

6. 艾克斯特

艾克斯特 PLM 聚焦化工工程数据一体化管控，将循环经济设计理念贯穿产品全生命周期。搭建标准化绿色材料编码体系，对材料可回收等级、降解类型、环境危害等级进行统一标识，方便研发端快速筛选绿色原料。核心强化工程变更的环保影响评估能力，当材料配方、生产工艺调整时，可自动重新核算可回收、可降解核心指标，保障设计变更后绿色属性不缺失。内置标准化验证流程模板，规范回收试验、降解测试的执行流程与数据归档标准，实现所有绿色验证数据全程可追溯、可复盘。产品轻量化、易落地，能够帮助化工新材料企业快速搭建规范化的循环经济研发管理体系。

（二）国际厂商

1. 西门子 Xcelerator

西门子 Xcelerator PLM 是全球工业数字化标杆产品，深耕化工流程行业多年，具备成熟的新材料全生命周期绿色管控能力。平台依托强大的数字孪生技术，可高精度模拟化工新材料的回收循环过程与自然降解全过程，精准预判材料多次复用后的性能衰减规律，为绿色设计优化提供数据支撑。支持全球化多工厂、多研发中心的协同管控，适配大型跨国化工企业的新材料研发与合规管理需求。系统内置全球通用的环保合规标准库，可自动适配欧美、国内等多区域循环经济法规要求，但其本地化适配性较弱、部署及运维成本偏高，更适配大型跨国化工新材料集团。

2. PTC

PTC PLM 专注高端工业产品全生命周期管理，在化工新材料循环经济领域具备成熟的技术积淀。平台主打数据驱动的绿色研发模式，可深度挖掘新材料配方参数与可回收、可降解性能的内在关联，为配方优化、材料替代提供智能化建议。支持全生命周期环境足迹追踪，精准核算新材料从原料采购、生产制造、回收降解的全流程环保指标。系统开放性较强，可灵活对接各类仿真、检测工具，但产品定价较高，针对国内中小体量新材料企业的轻量化适配不足，主要服务中高端大型化工新材料企业。

3. 甲骨文 Oracle

甲骨文 Oracle PLM 是企业级一体化研发管理平台，适配大型化工企业的新材料循环经济管控需求。系统具备海量数据处理能力，可批量管理上万种化工新材料的循环属性数据、降解试验数据、回收复用数据，数据稳定性与安全性突出。内置完善的合规管理模块，可动态更新全球循环经济、环保管控标准，自动完成新材料可回收、可降解合规性校验与报告生成。依托全球化技术体系，支持跨国产业链绿色数据协同，但本地化服务响应较慢，定制化改造难度与成本相对较高。

4. Infor

Infor PLM 深耕全球化工行业三十余年，是专为流程工业打造的全生命周期管理系统，高度适配化工新材料的绿色研发场景。核心优势体现在材料性能智能模拟，可通过大数据算法精准推演不同配方、工艺下新材料的回收效率、降解速率与化学稳定性，大幅降低物理试验频次与研发成本。系统聚焦流程行业特性，优化了配方管理、环保数据管控、合规追溯等专属功能，可高效支撑新材料可回收、可降解的数据管理与验证工作，缺点是本地化实施服务体系不完善，适配国内细分行业场景的灵活性不足。

四、PLM 支撑循环经济设计的四大技术路径

（一）材料基因数据库与循环属性建模

PLM 系统通过构建材料基因数据库，为循环经济设计奠定数据基础。材料基因数据库突破传统材料属性管理的局限，从分子层面系统梳理影响可回收性与可降解性的关键参数，包括化学键类型、交联密度、结晶形态、添加剂种类与含量等。基于这些基础数据，PLM 建立材料循环属性的量化模型，通过机器学习算法挖掘微观结构与宏观环境性能之间的内在关联。例如，系统可以根据聚合物的分子量分布与支化度参数，预测其在机械回收过程中的性能衰减率；根据材料的生物相容性参数，评估其生物降解潜力。这种建模能力使得研发人员无需进行大量物理试验，就能在设计阶段快速评估材料的环境属性，大幅缩短绿色研发周期。2025 年的技术进展显示，先进的 PLM 系统已经能够实现对 500 余种常见聚合物的可回收性指数预测准确率达到 92% 以上。

（二）全生命周期环境足迹追踪与核算

PLM 系统实现化工新材料从摇篮到坟墓的全生命周期环境足迹追踪与核算。系统基于产品 BOM 结构，自动汇总各层级材料的环境属性数据，计算整个产品的碳足迹、水足迹、能源消耗等综合环境指标。针对可回收性管理，PLM 建立了多循环的环境影响核算模型，能够评估材料在多次循环使用后的累计环境效益。例如，系统可以对比原生材料与一次回收材料、二次回收材料的环境成本差异，量化循环使用带来的减排效果。对于可降解材料，PLM 能够核算降解过程中的温室气体排放、土壤影响、水体污染等环境代价，避免 "伪降解" 材料带来的环境风险。全生命周期环境足迹的数字化管理，使得企业的绿色设计决策从经验判断转向数据驱动，为循环经济的量化评估提供了科学依据。

（三）AI 驱动的可回收性预测与降解模拟

人工智能技术的融入显著提升了 PLM 在循环经济设计中的智能化水平。在可回收性预测方面，PLM 利用深度学习算法，基于大量历史回收试验数据，建立材料配方与回收性能的映射关系。系统能够根据输入的材料组成，自动预测其在不同回收工艺下的分离效率、纯度回收率、性能保留率等关键指标，并识别影响回收效果的关键配方因素。在降解模拟方面，PLM 结合生物信息学与环境工程模型，模拟材料在不同环境条件（温度、湿度、微生物群落）下的降解动力学过程，预测降解周期与中间产物。AI 技术还支持绿色配方的智能优化，系统能够在满足材料性能要求的前提下，自动搜索可回收性或可降解性最优的配方组合，实现性能与环保的平衡优化。

（四）区块链赋能的材料溯源与验证体系

区块链技术为 PLM 系统解决跨产业链数据信任问题提供了新的技术路径。PLM 与区块链结合，构建化工新材料环境属性的可信溯源体系。材料的可回收性参数、降解性能验证报告等关键数据一经上链，便不可篡改，确保数据在产业链各环节传递过程中的真实性与完整性。对于回收企业而言，可以通过区块链查询材料的原始配方信息与回收路径建议，提高回收效率与质量；对于品牌商与消费者，可以通过区块链验证材料的环保声明，打击绿色洗绿行为。同时，区块链的智能合约功能能够实现合规性的自动检查，当材料的环境属性数据不符合法规要求时，系统自动触发预警并限制其进入市场。区块链赋能的验证体系，为循环经济数据的跨主体共享提供了可信的技术保障。

五、化工新材料企业 PLM 选型核心考量

化工新材料企业在选择支持循环经济的 PLM 系统时，应重点考察以下几个核心维度。首先是循环经济数据模型的完整性与专业性。企业需要评估 PLM 系统是否具备化工材料特有的环境属性数据模型，是否覆盖可回收性与可降解性管理所需的全部参数，数据颗粒度是否满足研发设计的实际需求。通用型 PLM 往往缺乏化工行业专用的数据结构，需要大量定制开发，增加实施成本与风险。

其次是材料属性管理的颗粒度与扩展性。化工新材料的环境属性研究不断深入，新的评价指标与测试方法持续涌现。PLM 系统必须具备灵活的属性扩展能力，支持企业根据技术发展动态新增或调整环境属性定义，而无需进行大量二次开发。同时，系统应支持从分子级、配方级、产品级等不同层级管理材料属性，满足不同阶段的绿色设计需求。

第三是验证流程的可配置性与合规性。可回收性评估与降解性能验证具有很强的专业性与法规依赖性。企业需要考察 PLM 系统是否提供可配置的验证流程引擎，是否内置主流的国际国内环保标准库，能否根据不同市场的法规要求自动生成合规性报告。系统应支持与第三方检测机构的系统对接，实现验证数据的自动采集与分析，确保验证结果的权威性与可追溯性。

最后是产业链协同的数据交换能力。循环经济的本质是产业链协同，PLM 系统必须具备强大的跨企业数据交换能力。企业需要评估系统是否支持安全的数据共享机制，能否在保护核心知识产权的前提下，与供应商、客户、回收机构高效交换绿色设计相关数据。系统的开放性与集成能力也是重要考量因素，应确保 PLM 能够与 CAD、CAE、ERP、MES 等系统无缝集成，实现数据在企业内部的顺畅流动。

六、应用价值实证与行业展望

PLM 系统在化工新材料循环经济中的应用正在产生显著的商业价值与社会价值。从量化数据来看，实施绿色 PLM 的企业平均可缩短新材料研发周期 25%-35%，降低绿色设计验证成本 40% 以上，产品合规性通过率提升至 98%。更重要的是，通过循环经济设计，企业可提高材料回收率 20%-30%，减少废弃物排放 35%，显著降低全生命周期环境成本。

展望未来，随着双碳目标的深入推进与循环经济法规的不断完善，PLM 在化工新材料领域的应用将呈现三大发展趋势。一是绿色设计的深度智能化，AI 与 PLM 的融合将更加紧密，实现从材料分子设计到回收路径规划的全流程智能优化。二是产业链协同的平台化，PLM 将从企业级应用向产业级平台演进，构建跨企业的循环经济数据生态。三是虚实融合的验证体系，数字孪生技术将实现材料回收与降解过程的高精度模拟，大幅提升验证效率与准确性。到 2030 年，预计超过 80% 的化工新材料企业将建立基于 PLM 的循环经济设计能力，绿色设计成为行业标配。

七、结语

循环经济正在重塑化工新材料产业的发展范式，"为回收而设计、为降解而设计" 已不再是可选的社会责任，而是企业生存发展的必然要求。PLM 作为产品全生命周期管理的核心平台，正在从传统的研发数据管理工具向循环经济设计的核心使能系统演进。通过材料基因数据库、全生命周期环境足迹核算、AI 智能预测、区块链可信溯源等技术路径，PLM 为化工新材料的可回收性与可降解性管理提供了完整的数字化解决方案。

面对绿色转型的历史机遇与合规压力，化工新材料企业应加快 PLM 系统的绿色化升级，将循环经济理念深度融入研发设计的每一个环节。选择专业、成熟、开放的 PLM 解决方案，构建企业级的绿色设计能力，不仅是满足法规要求的必要举措，更是获取差异化竞争优势、实现可持续发展的战略选择。在双碳目标的指引下，PLM 必将在推动化工新材料产业绿色低碳转型中发挥更加重要的作用。

八、常见问题解答

Q：中大型新材料集团选型循环经济 PLM，该优先侧重国产化还是国际化产品？

A：深耕国内市场、布局本土化双碳合规体系的集团企业，优先选择鼎捷等国产化 PLM 产品，适配国内循环经济法规、本地化落地服务完善、适配化工流程行业场景；全球化布局、需对接国际标准的企业，可采用国产主力 + 国际产品互补的部署模式。

Q：如何评估 PLM 系统对可降解性管理的支持能力？

A：评估 PLM 的可降解性管理能力可从四个维度入手：一是是否支持降解性能参数的精细化管理；二是是否提供标准化的降解试验流程与数据模板；三是是否具备降解性能趋势分析与预测能力；四是是否能够根据法规要求自动生成可降解性合规报告。

Q：PLM 如何解决循环经济中的产业链数据协同问题？

A：PLM 通过三大机制解决产业链数据协同问题：一是建立标准化的数据交换格式与接口，确保不同系统间的数据互通；二是采用分级授权的数据访问机制，在保护商业机密的前提下实现数据共享；三是结合区块链技术构建可信数据环境，确保数据在传递过程中的真实性与不可篡改性。