化妆品的柔性生产-复杂问题简单化

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　　化妆品的柔性生产-复杂问题简单化

　　

　　化妆品，包括美妆/彩妆、个人护理、香水几个方向，天然具有高复杂性，比如说，口红的“红”，就有数百种之多。对于企业而言，依靠大单品、“爆款”盈利的时代已经很难再有，消费者愈发个性化的需求是企业一直需要面对的挑战。相对于其它行业，化妆品行业的复杂性、动态变化、不确定性是天生就很高的。尤其是在电商时代，更加碎片化的订单，以及更为快速的交付—对于消费者而言，他们要快速体验让他们心动的那一款，立刻。

　　

　　复杂超乎想象

　　

　　这种复杂性，对于上游的制造商，以及为这些制造能力提供产线的厂商，拆解它的复杂性，就包括了几个方面：

　　

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　　产品复杂-数以万计的产品类

　　

　　通常化妆品领域分为 OEM/ODM/OBM 三种模式，OEM/ODM 在这个领域的生产中整体占比超过50%。这意味着 OEM/ODM 这类代工企业需要为不同的企业生产各种产品。据行业数据报告显示，平均一个代工厂会为超过35个品牌代工。对于一些大型的代工企业而言，他们的产品组合多达10000种。即或对于自主工厂的 OBM 企业同样如此，尽管大单品可能会给企业带来较高的利润回报，但响应个性化需求才能赢得更为广泛的用户和未来。

　　

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　　快速交付—交货期是“昨天”

　　

　　对于化妆品行业而言，产品生命周期通常相对于工业类领域的产品更短。甚至只有30天-从设计到这个产品退市，这在其他行业难以想象。

 

　　

　　图1-化妆品行业的复杂性维度

　　

　　在零售端，电商、直播带货的崛起又加速了这个交付的难度—因为对于生产企业来说，这个交货期真的是在“昨天”，因为它经常会先销售再生产。

　　

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　　未知的生产-不知道什么时候会爆单？

　　

　　时尚产业通常要紧跟时尚事件，做出快速的响应—它可能会根据事件、人物、概念而快速生产出新的产品。例如：“突发”的爆单，因为电商营销模式—它具有不确定性，虽然11.11和6.18等时间是确定的，可以提前数月根据历史记录排产。但，你怎么会精准预测到某个平日里默默无闻的“主播”可能会突然崛起？

　　

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　　成本压力

　　

　　复杂的产品生产中的切换造成的开机浪费、生产品质的监测才能确保品质的快速迭代—这一切都使得化妆品生产成为一个低盈利的行业，除非有“爆款”的支撑。

　　

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　　全链条的数字化-从消费到消费端

　　

　　现在，为了能够更为抓取眼球，体现 “Personal Care” 的这种对消费者贴心的关爱，个性化定制是化妆品行业各家竞争的关键。例如以一种 AR/VR 虚拟方式来体验，然后在线下单，汇集这些需求给生产部门，然后生产排程、物流交付…只有全流程的数字化，才能让这个效率的高效得以实现。

　　

　　这里就对生产制造提出了“数字化”的挑战：

　　

　　快速根据需求，形成排产计划，物料准备、工艺准备的生产系统；

　　

　　产线智能排程

　　

　　如此复杂的产品、低时间粒度的生产，排程效率将会大幅影响产线利用率；

　　

　　生产线的可配置、可重用性；

　　

　　数字透明，让全流程处于高效的运行。

　　

　　柔性输送是关键

　　

　　今天，贝加莱正在通过全新的柔性输送技术，ACOPOStrak 和 ACOPOS 6D 技术来解决这些存在于制造中的难题。尤其是在化妆品这类快速消费品领域，包括它的产品成型、检测、包装等完整的生产流程中。

 

　　

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　　柔性输送技术，它之所以对像化妆品这样的产线有较大的提升，主要在以下几个方面：

　　

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　　大幅简化机械复杂性

　　

　　柔性输送技术，对于产线首要的贡献就是降低了机械的复杂性。这从图4最为简单的方式就可以看到。传统的机械要对产品进行一个 CNC 的加工，就需要复杂的机械系统来进行，被加工产品是被这个机械系统通过几个伺服轴的运动形成的 CNC 轨迹来加工。但如果改为 ACOPOS 6D，这个被加工产品加载到动子上后，它可以“自主”走一个 CNC 轨迹，而无需这些复杂的机械系统。

　　

　　占比超过50%。这意味着 OEM/ODM 这类代工企业需要为不同的企业生产各种产品。据行业数据报告显示，平均一个代工厂会为超过50个品牌代工，对于一些大型的代工企业，这使得他们的产品组合达到10000+。即或对于自主工厂的 OBM 企业同样如此，尽管大单品可能会给企业带来较高的利润回报，但响应个性化需求才能赢得更为广泛的用户和未来。

 

　　

　　图4-ACOPOS 6D简化了机械系统

　　

　　图4仅一个简单的说明，而这样的变化可以在各个方面—这也使得产线设计变得简单，很多原有的机械机构将不必要。

　　

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　　可以实现混线生产

　　

　　ACOPOStrak 通过分流/汇流，可以在生产上形成不同的物流输送，而 ACOPOS 6D 则可以通过规划“物流通道”来实现产品在平面上的流动。而生产本身是有“共性”和“特殊”工站构成，这样，不同的产品，就可以被“按需”输送到不同的工序进行加工。这特别适合于化妆品这类多品种的混线生产。

　　

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　　它可以降低不必要的生产时间消耗

　　

　　按照精益视角，在生产线上，凡是未能让产品增值的加工，都属于“浪费”。物料的在线等待、由于工站节拍差异造成的“堆积”、跨线所需的“中断”，都属于浪费。而柔性输送技术，它就是通过节拍均衡降低等待和堆积，通过分流汇流避免中断，以提升整体的设备使用效率，压缩那些不增值的生产时间消耗。

　　

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　　数字化潜能巨大

　　

　　图5-柔性输送线的数字化潜能

　　

　　如图5所示，贝加莱的输送技术可以携带制品相关参数、工作流程参数、工艺参数、运营管理、工程相关的参数—这些可以让产线实现“数字透明”。

　　

　　这些可以让产线在水平和垂直方向的数据交互变得高效（实时通信技术支撑）、并能够更好的对产线以及与生产系统、管理、客户管理系统实现快速的交互。

　　

　　通过简化，数字透明，软件灵活性，让复杂的生产线变得简单。就是柔性输送技术带来的解决问题思路新思路。

　　

　　应用场景分析

　　

　　贝加莱在化妆品领域，已有较多的案例来分享，这里包括美妆、液体、护理类—其实，所有的生产都可以被重组。

　　

　　场景分析1：美妆生产过程的混线

　　

　　在传统的产线上实现混线生产是非常困难的—因为，这种一旦固定的产线要去实现多种生产，总是要花费较大的时间去调校加工站的参数。在视频一中，某美妆生产线上，采用了 ACOPOS 6D，它实现了产品的个性化生产。

　　

　　视频一:某美妆品产线的视频

　　

　　在该应用中，ACOPOS 6D 解决问题的思路在于：

　　

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　　利用 ACOPOS 6D 的功能来简化机械：

　　

　　动子的旋转功能：

　　

　　它可以用于旋盖这样的工站，它无需旋盖单元复杂的机械系统，而是自己旋转来达到旋盖的功能。旋转功能同样也可以应用于“换面”的变化中。

　　

　　自动称重能力：

　　

　　这个可以去掉原有的称重系统，可以达到+/-5mg的称重精度。

　　

　　配合加工问题

　　

　　ACOPOS 6D 可以做的很多 CNC 曲线能力，使得原有的机械机构就会简化。由于 ACOPOS 6D 除了 X,Y,Z 的运动，还包括沿着这三个轴的旋转，这使得一些需要精确的“变位”机械机构就可以被省略。而传统这些机械机构往往为特殊的场景设计，而采用 ACOPOS 6D，一方面是简化机械，另一方面，反倒提供更为灵活的变化能力—这一切由动子自己“主动”来完成。

　　

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　　动子智能“跳线”形成“按需制造”

　　

　　利用“最小公倍数”的设计思想，可以预先规划潜在的多种产品的可能性。对于混线的生产而言，主要是规划好所需的工站排列次序，并对一些诸如“扫码”、“检测”、“打码”、“称重”等工序共用，而液体灌注、粉体填充类，则可以根据变化预设工站。

　　

　　当形成了这个布局后，系统借助于 ACOPOS 6D 这样的动子的输送，以一种非常灵活的方式在各站之间形成加工流。每个产品可以根据需要生产，无需经过的站点则“跳转”到所需的工站。这样，即使有不同产品，也可以根据生产需求形成各自的“流”。

　　

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　　快速的产线重组

　　

　　即或有完全新的生产规划需求—例如将原有多个混线，在某个产品爆单时重组为一个专为此大量生产的设置，或者增加新的工站。借助于系统的“软件配置”能力，也可以快速实现规划和测试，以应对变化的交付需求。

　　

　　场景分析2：液体灌注过程

　　

　　像香水、乳液、保湿水等液体类瓶装的产品，它通常也会像其他的饮料一样采用液体灌注方式来生产。视频二中，采用了贝加莱的 ACOPOStrak 作为输送系统。

　　

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　　瓶型切换时所需的螺杆调整

　　

　　视频二:液体产品关注

　　

　　传统液体灌注时，送瓶通常通过螺杆，螺杆的齿距配合瓶子的规格，但这就意味着需要在更换产品时，进行机械调整。机械调整本身消耗时间，且需要重新调校—在频繁换型时，就会产生很多等待时间。

　　

　　而采用 ACOPOStrak，则可以通过两个动子夹装的方式来携带瓶子进行加工—这就无需额外的机械调整时间，因为动子间距是一个可变参数，它仅需设置即可。

　　

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　　节拍均衡

　　

　　ACOPOStrak 还可以随着容积的变化，包括检测、旋盖、贴标站间的节拍变化，进行平衡，确保产线上的负载处于均衡状态—因为，动子本身的速度和加速度也是可以被设置的。

　　

　　这种负载平衡能力，会使得产线并不需要大的缓冲区，这也降低了产线的占地面积。

　　

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　　机械重定位

　　

　　在传统机械方式输送下，当需要产品经过一个视觉检测站，那么，这里就有一个“检测中心点”的定位问题—采用动子单独携带的瓶子，就可以不考虑机械齿轮或机械链块本身的机械位置限制—它可以任意设置中心点。

　　

　　因此，它会带来很多好处—这都有助于生产效率的提升。

　　

　　高效、敏捷、聪明的产线

　　

　　总的来说，通过数字化的设计、运营、维护使得企业可以达到“高效”、“敏捷”、“聪明”的能力。如图6所示，数字化能力是柔性线的显著优势。

　　

　　图6-柔性输送产线的优势

　　

　　更高效生产：

　　

　　借助于高速通信、柔性输送、智能调度，使得产线本身较之传统的机械输送更为高效的生产能力。这里的高效不仅针对个性化需求，对于标准的大批量同样效率更高。

　　

　　可敏捷的产线：

　　

　　通过数字化设计、运营、维护使得产线更加灵活配置，快速响应生产的变化—它带来的就是化妆品企业更为“敏捷”的响应市场的能力。

　　

　　更聪明的产线：

　　

　　叠加机器视觉深度学习、内嵌的智能调度算法，让产线可以更为聪明的运行。

　　

　　END

　　

　　贝加莱是一家总部位于奥地利并在全球拥有分公司的创新型自动化企业。2017年7月，贝加莱成为ABB集团的机械自动化事业部。作为工业自动化领域的全球领导者，贝加莱将前沿技术与领先工程相结合，为几乎每个行业的客户提供面向机器与工厂自动化、运动控制、HMI和集成安全技术的完整解决方案。借助于OPC UA、POWERLINK、openSAFETY等工业物联网通信标准，以及强大的Automation Studio软件开发平台，贝加莱不断重新定义自动化工程的未来。受简化流程和超出客户预期的承诺驱动，贝加莱始终保持创新精神并处于工业自动化领域的前沿。