化妝品的柔性生產(chǎn) ——復(fù)雜問題簡單化
文:文/貝加萊工業(yè)自動化(中國)有限公司2025年第一期
導(dǎo)語:化妝品,包括美妝/彩妝、個人護(hù)理、香水等產(chǎn)品的生產(chǎn),天然具有高復(fù)雜性, 比如說,口紅的“紅”,就有數(shù) 百種之多。對于企業(yè)而言,依靠大單品、“爆款”盈利的時代已經(jīng)很難再有,消費(fèi)者愈發(fā)個性化的需求是企業(yè)一 直要面對的挑戰(zhàn)。相對于其它行業(yè),化妝品行業(yè)的復(fù)雜性、動態(tài)變化、不確定性是天生就具備的,尤其是在電 商時代,更加碎片化的訂單,以及更為快速的交付條件對廠商提出了更為嚴(yán)苛的要求。
1 復(fù)雜超乎想象
化妝品生產(chǎn)的復(fù)雜性,對于上游的制造商,以及為這些 制造能力提供產(chǎn)線的廠商而言,大致上可以拆解為以下幾個 方面:
(1)產(chǎn)品復(fù)雜:數(shù)以萬計的產(chǎn)品類
通常化妝品領(lǐng)域分為OEM/ODM/OBM三種模式,OEM/ ODM 在這個領(lǐng)域的生產(chǎn)中整體占比超過50%。這意味著 OEM/ODM 這類代工企業(yè)需要為不同的企業(yè)生產(chǎn)各種產(chǎn)品。 據(jù)行業(yè)數(shù)據(jù)報告顯示,平均一個代工廠會為超過35個品牌 代工。對于一些大型的代工企業(yè)而言,他們的產(chǎn)品組合多達(dá) 10000種。即或?qū)τ谧灾鞴S的 OBM 企業(yè)同樣如此,盡管 大單品可能會給企業(yè)帶來較高的利潤回報,但響應(yīng)個性化需 求才能贏得更為廣泛的用戶群體和發(fā)展未來。
(2)快速交付:交貨期是“昨天”
對于化妝品行業(yè)而言,產(chǎn)品生命周期通常比工業(yè)類領(lǐng)域 的產(chǎn)品更短,甚至只有30天——即從設(shè)計到這個產(chǎn)品退市, 這在其他行業(yè)是難以想象的,見圖1。
在零售端,電商、直播帶貨的崛起又加速了這個交付的 難度——因為對于生產(chǎn)企業(yè)來說,這個交貨期真的是在“昨 天”,因為它經(jīng)常會先銷售再生產(chǎn)。
(3)未知的生產(chǎn):不知道什么時候會“爆單”?
時尚產(chǎn)業(yè)通常要緊跟時尚事件,做出快速的響應(yīng)——它 可能會根據(jù)事件、人物、概念而快速生產(chǎn)出新的產(chǎn)品。例 如:“突發(fā)”的爆單, 因為電商營銷模式具有不確定性,雖 然11.11和6.18等時間是確定的,可以提前數(shù)月根據(jù)歷史記錄 排產(chǎn),但沒有人能夠精準(zhǔn)預(yù)測到什么時候某個平日里默默無 聞的“主播”可能會突然崛起?
(4) 成本壓力
對于復(fù)雜產(chǎn)品生產(chǎn)中的切換造成的開機(jī)浪費(fèi)、生產(chǎn)品質(zhì) 進(jìn)行監(jiān)測,才能確保品質(zhì)的快速迭代——這一切都使得化妝品 生產(chǎn)成為一個低盈利的行業(yè),除非有“爆款”的支撐。
(5)全鏈條的數(shù)字化:從消費(fèi)到消費(fèi)端
現(xiàn)在,為了能夠更抓取眼球,體現(xiàn)在“Personal Care”這 種對消費(fèi)者貼心的關(guān)愛,個性化定制是化妝品行業(yè)各家競爭的 關(guān)鍵。例如以一種 AR/VR 虛擬方式來體驗,然后在線下單,匯 集這些需求給生產(chǎn)部門,然后生產(chǎn)排程、物流交付……只有全 流程的數(shù)字化,才能讓這個過程更加高效的實(shí)現(xiàn)。
綜上所述,這些對生產(chǎn)制造提出了“數(shù)字化”的挑戰(zhàn):
· 快速根據(jù)需求,形成排產(chǎn)計劃、物料準(zhǔn)備、工藝準(zhǔn)備 的生產(chǎn)系統(tǒng);
· 產(chǎn)線智能排程,如此復(fù)雜的產(chǎn)品、低時間粒度的生 產(chǎn),排程效率將會大幅影響產(chǎn)線利用率;
· 生產(chǎn)線的可配置、可重用性;
· 數(shù)字透明,讓全流程處于高效的運(yùn)行中。
2 柔性輸送是關(guān)鍵
今天,貝加萊正在通過全新的柔性輸送技術(shù)——ACOPOStrak 和ACOPOS 6D 系統(tǒng)來解決這些存在于制造中的難題,尤其是 在化妝品這類快速消費(fèi)品領(lǐng)域,包括它的產(chǎn)品成型、檢測、 包裝等完整的生產(chǎn)流程中,見圖2、圖3。
柔性輸送技術(shù),它之所以能夠?qū)瘖y品這樣的產(chǎn)線效率 有較大的提升,主要在于以下幾個方面:
(1)大幅簡化機(jī)械復(fù)雜性
柔性輸送技術(shù),對于產(chǎn)線首要的貢獻(xiàn)就是降低了機(jī)械的 復(fù)雜性。這從圖4最為簡單的方式就可以看到。傳統(tǒng)的機(jī)械 要對產(chǎn)品進(jìn)行CNC加工,需要復(fù)雜的機(jī)械系統(tǒng)來執(zhí)行,被加 工產(chǎn)品是被這個機(jī)械系統(tǒng)通過幾個伺服軸的運(yùn)動形成的 CNC 軌跡來實(shí)現(xiàn)加工的。但如果改為采用ACOPOS 6D,這個被 加工產(chǎn)品加載到動子上后,它可以“自主”地按照CNC 軌跡 運(yùn)動,而無需借助這些復(fù)雜的機(jī)械系統(tǒng)。
圖4僅是一個簡單的說明,而這樣的變化可以在各個方 面使得產(chǎn)線設(shè)計變得簡單,很多原有的機(jī)械機(jī)構(gòu)將不必要。
(2)可以實(shí)現(xiàn)混線生產(chǎn)
ACOPOStrak通過分流/匯流,可以在生產(chǎn)上形成不同的物 流輸送,而ACOPOS 6D則可以通過規(guī)劃“物流通道”,來實(shí)現(xiàn) 產(chǎn)品在平面上的流動。而生產(chǎn)本身是由“共性”和“特殊”工站 構(gòu)成,這樣,不同的產(chǎn)品就可以被“按需”輸送到不同的工序 進(jìn)行加工。這特別適合于化妝品這類多品種的混線生產(chǎn)。
(3)降低不必要的生產(chǎn)時間消耗
按照精益視角,在生產(chǎn)線上,凡是未能讓產(chǎn)品增值的加 工,都屬于“浪費(fèi)”。物料在線等待、由于工站節(jié)拍差異造 成的“堆積”、跨線所需的“中斷”等等,都屬于浪費(fèi)。而柔 性輸送技術(shù),就是通過節(jié)拍均衡降低等待和堆積,通過分流 /匯流避免中斷,以提升整體的設(shè)備使用效率,壓縮那些不 增值的生產(chǎn)時間消耗。
(4)數(shù)字化潛能巨大
如圖5所示,貝加萊的輸送技術(shù)可以攜帶制品相關(guān)參數(shù)、 工作流程參數(shù)、工藝參數(shù)、運(yùn)營管理、工程相關(guān)的參數(shù)——這些 可以讓產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)“數(shù)字透明”,讓產(chǎn)線在水平和垂直方向的數(shù) 據(jù)交互變得高效(實(shí)時通信技術(shù)支撐),并能夠更好地對產(chǎn)線 以及與生產(chǎn)系統(tǒng)、管理、客戶管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)快速的交互。
通過簡化機(jī)械復(fù)雜性、數(shù)字透明、軟件靈活性,讓復(fù)雜 的生產(chǎn)線變得簡單,這些也是通過柔性輸送技術(shù)解決問題的 新思路。
3 應(yīng)用場景分析
貝加萊在化妝品領(lǐng)域已有較多的案例,其中包括美妝、 液體、護(hù)理類等——其實(shí),所有的生產(chǎn)都可以被重組。
(1)場景分析1:美妝生產(chǎn)過程的混線
在傳統(tǒng)的產(chǎn)線上實(shí)現(xiàn)混線生產(chǎn)是非常困難的——因為, 一旦固定的產(chǎn)線要去實(shí)現(xiàn)多種生產(chǎn),總會花費(fèi)較大的時間 去調(diào)校加工站的參數(shù)。在該場景中,某美妝生產(chǎn)線上采用 ACOPOS 6D實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品的個性化生產(chǎn)。
在該應(yīng)用中,ACOPOS 6D解決問題的思路在于:
①利用ACOPOS 6D的功能簡化機(jī)械
· 動子的旋轉(zhuǎn)功能
它可以用于旋蓋這樣的工站,無需旋蓋單元復(fù)雜的機(jī)械 系統(tǒng),而是自己旋轉(zhuǎn)來達(dá)到旋蓋的功能,旋轉(zhuǎn)功能同樣也可 以應(yīng)用于“換面”的變化中;
· 自動稱重能力
這可以去掉原有的稱重系統(tǒng),可以達(dá)到+/-5mg的稱重 精度;
· 配合加工問題
ACOPOS 6D可以達(dá)到很多CNC曲線能力,使得原有的 機(jī)械機(jī)構(gòu)更簡化。由于ACOPOS 6D除了X,Y,Z軸運(yùn)動,還包 括沿著這三個軸的旋轉(zhuǎn),這使得一些需要精確“變位”的機(jī) 械機(jī)構(gòu)可以被省略。而這些傳統(tǒng)機(jī)械機(jī)構(gòu)往往針對特殊場 景設(shè)計,而采用ACOPOS 6D,一方面是簡化機(jī)械,另一方 面,反倒提供了更為靈活的變化能力——這一切由動子自己 “主動”來完成。
②動子智能“跳線”形成“按需制造”
利用“最小公倍數(shù)”的設(shè)計思想,可以預(yù)先規(guī)劃潛在的 多種產(chǎn)品的可能性。對于混線生產(chǎn)而言,主要是規(guī)劃好所 需的工站排列次序,并對一些諸如“掃碼”、“檢測”、“打 碼”、“稱重”等工序共用,而液體灌注、粉體填充類則可以 根據(jù)變化預(yù)設(shè)工站。
當(dāng)形成了這個布局后,系統(tǒng)借助于ACOPOS 6D這樣的 動子輸送,以一種非常靈活的方式在各站之間形成加工流。 每個產(chǎn)品可以根據(jù)需要生產(chǎn),無需經(jīng)過的站點(diǎn)則“跳轉(zhuǎn)”到 所需的工站。這樣,即使有不同產(chǎn)品,也可以根據(jù)生產(chǎn)需求 形成各自的“流”。
③快速的產(chǎn)線重組
即或有完全新的生產(chǎn)規(guī)劃需求,例如將原有的多個混線 在某個產(chǎn)品“爆單”時重組為一個專為此大量生產(chǎn)的設(shè)置, 或者增加新的工站,借助于系統(tǒng)的“軟件配置”能力,也可 以快速實(shí)現(xiàn)規(guī)劃和測試,以應(yīng)對變化的交付需求。
(2)場景分析2:液體灌注過程
像香水、乳液、保濕水等液體類瓶裝類產(chǎn)品,通常會像 其他飲料一樣采用液體灌注方式來生產(chǎn)。在該場景中,也采 用了貝加萊的ACOPOStrak作為輸送系統(tǒng)。
①瓶型切換時所需的螺桿調(diào)整
傳統(tǒng)液體灌注時,送瓶通常通過螺桿,螺桿的齒距配合 瓶子的規(guī)格,但這就意味著需要在更換產(chǎn)品時,進(jìn)行機(jī)械調(diào) 整。機(jī)械調(diào)整本身會消耗時間,且需要重新調(diào)校——在頻繁換 型時,就會產(chǎn)生很多等待時間。
而采用 ACOPOStrak,則可以通過兩個動子夾裝的方式 來攜帶瓶子進(jìn)行加工——這就無需額外的機(jī)械調(diào)整時間,因為 動子間距是一個可變參數(shù),它僅需設(shè)置即可。
②節(jié)拍均衡
ACOPOStrak還可以隨著容積的變化,包括檢測、旋蓋、 貼標(biāo)站間的節(jié)拍變化,進(jìn)行平衡,確保產(chǎn)線上的負(fù)載處于均衡狀態(tài)——因為動子本身的速度和加速度也是可以被設(shè)置的。
這種負(fù)載平衡能力,會使得產(chǎn)線并不需要大的緩沖區(qū), 這也降低了產(chǎn)線的占地面積。
③機(jī)械重定位
在傳統(tǒng)機(jī)械輸送方式下,當(dāng)需要產(chǎn)品經(jīng)過一個視覺檢測 站,那么,這里就有一個“檢測中心點(diǎn)”的定位問題——采用 動子單獨(dú)攜帶的瓶子,就可以不考慮機(jī)械齒輪或機(jī)械鏈塊本 身的機(jī)械位置限制——它可以任意設(shè)置中心點(diǎn)。
因此,它會帶來很多好處,這都有助于生產(chǎn)效率的提升。
3 高效、敏捷、聰明的產(chǎn)線
總的來說,通過數(shù)字化的設(shè)計、運(yùn)營、維護(hù),使得企業(yè) 可以達(dá)到“高效”、“敏捷”、“聰明”的生產(chǎn)能力。如圖6所 示,數(shù)字化能力是柔性線的顯著優(yōu)勢所在。
· 更高效的生產(chǎn)
借助于高速通信、柔性輸送、智能調(diào)度,使得產(chǎn)線本身 較之傳統(tǒng)的機(jī)械輸送具有更為高效的生產(chǎn)能力。這里的“高 效”不僅針對個性化需求,對于標(biāo)準(zhǔn)的大批量生產(chǎn)同樣效率 更高。
· 更敏捷的產(chǎn)線
通過數(shù)字化設(shè)計、運(yùn)營、維護(hù),使得產(chǎn)線配置更加靈 活,快速響應(yīng)生產(chǎn)的變化——它帶來的是化妝品企業(yè)更為“敏 捷”地響應(yīng)市場的能力。
· 更聰明的產(chǎn)線
疊加機(jī)器視覺深度學(xué)習(xí)、內(nèi)嵌的智能調(diào)度算法,可以讓 產(chǎn)線更“聰明”的運(yùn)行。
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