化妝品的柔性生產 ——復雜問題簡單化

文:文/貝加萊工業(yè)自動化(中國)有限公司2025年第一期

導語:化妝品,包括美妝/彩妝、個人護理、香水等產品的生產,天然具有高復雜性, 比如說,口紅的“紅”,就有數 百種之多。對于企業(yè)而言,依靠大單品、“爆款”盈利的時代已經很難再有,消費者愈發(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苛的要求。

  1 復雜超乎想象

  化妝品生產的復雜性,對于上游的制造商,以及為這些 制造能力提供產線的廠商而言,大致上可以拆解為以下幾個 方面:

  (1)產品復雜:數以萬計的產品類

  通常化妝品領域分為OEM/ODM/OBM三種模式,OEM/ ODM 在這個領域的生產中整體占比超過50%。這意味著 OEM/ODM 這類代工企業(yè)需要為不同的企業(yè)生產各種產品。 據行業(yè)數據報告顯示,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,他們的產品組合多達 10000種。即或對于自主工廠的 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,產品生命周期通常比工業(yè)類領域 的產品更短,甚至只有30天——即從設計到這個產品退市, 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——因為對于生產企業(yè)來說,這個交貨期真的是在“昨 天”,因為它經常會先銷售再生產。

  (3)未知的生產:不知道什么時候會“爆單”?

  時尚產業(yè)通常要緊跟時尚事件,做出快速的響應——它 可能會根據事件、人物、概念而快速生產出新的產品。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,可以提前數月根據歷史記錄 排產,但沒有人能夠精準預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

  對于復雜產品生產中的切換造成的開機浪費、生產品質 進行監(jiān)測,才能確保品質的快速迭代——這一切都使得化妝品 生產成為一個低盈利的行業(yè),除非有“爆款”的支撐。

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  (5)全鏈條的數字化:從消費到消費端

  現在,為了能夠更抓取眼球,體現在“Personal Care”這 種對消費者貼心的關愛,個性化定制是化妝品行業(yè)各家競爭的 關鍵。例如以一種 AR/VR 虛擬方式來體驗,然后在線下單,匯 集這些需求給生產部門,然后生產排程、物流交付……只有全 流程的數字化,才能讓這個過程更加高效的實現。

  綜上所述,這些對生產制造提出了“數字化”的挑戰(zhàn):

  · 快速根據需求,形成排產計劃、物料準備、工藝準備 的生產系統(tǒng);

  · 產線智能排程,如此復雜的產品、低時間粒度的生 產,排程效率將會大幅影響產線利用率;

  · 生產線的可配置、可重用性;

  · 數字透明,讓全流程處于高效的運行中。

  2 柔性輸送是關鍵

  今天,貝加萊正在通過全新的柔性輸送技術——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品領域,包括它的產品成型、檢測、 包裝等完整的生產流程中,見圖2、圖3。

  柔性輸送技術,它之所以能夠對化妝品這樣的產線效率 有較大的提升,主要在于以下幾個方面:

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  (1)大幅簡化機械復雜性

  柔性輸送技術,對于產線首要的貢獻就是降低了機械的 復雜性。這從圖4最為簡單的方式就可以看到。傳統(tǒng)的機械 要對產品進行CNC加工,需要復雜的機械系統(tǒng)來執(zhí)行,被加 工產品是被這個機械系統(tǒng)通過幾個伺服軸的運動形成的 CNC 軌跡來實現加工的。但如果改為采用ACOPOS 6D,這個被 加工產品加載到動子上后,它可以“自主”地按照CNC 軌跡 運動,而無需借助這些復雜的機械系統(tǒng)。

  圖4僅是一個簡單的說明,而這樣的變化可以在各個方 面使得產線設計變得簡單,很多原有的機械機構將不必要。

  (2)可以實現混線生產

  ACOPOStrak通過分流/匯流,可以在生產上形成不同的物 流輸送,而ACOPOS 6D則可以通過規(guī)劃“物流通道”,來實現 產品在平面上的流動。而生產本身是由“共性”和“特殊”工站 構成,這樣,不同的產品就可以被“按需”輸送到不同的工序 進行加工。這特別適合于化妝品這類多品種的混線生產。

  (3)降低不必要的生產時間消耗

  按照精益視角,在生產線上,凡是未能讓產品增值的加 工,都屬于“浪費”。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。而柔 性輸送技術,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,以提升整體的設備使用效率,壓縮那些不 增值的生產時間消耗。

  (4)數字化潛能巨大

  如圖5所示,貝加萊的輸送技術可以攜帶制品相關參數、 工作流程參數、工藝參數、運營管理、工程相關的參數——這些 可以讓產線實現“數字透明”,讓產線在水平和垂直方向的數 據交互變得高效(實時通信技術支撐),并能夠更好地對產線 以及與生產系統(tǒng)、管理、客戶管理系統(tǒng)實現快速的交互。

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  通過簡化機械復雜性、數字透明、軟件靈活性,讓復雜 的生產線變得簡單,這些也是通過柔性輸送技術解決問題的 新思路。

  3 應用場景分析

  貝加萊在化妝品領域已有較多的案例,其中包括美妝、 液體、護理類等——其實,所有的生產都可以被重組。

  (1)場景分析1:美妝生產過程的混線

  在傳統(tǒng)的產線上實現混線生產是非常困難的——因為, 一旦固定的產線要去實現多種生產,總會花費較大的時間 去調校加工站的參數。在該場景中,某美妝生產線上采用 ACOPOS 6D實現了產品的個性化生產。

  在該應用中,ACOPOS 6D解決問題的思路在于:

 ?、倮肁COPOS 6D的功能簡化機械

  · 動子的旋轉功能

  它可以用于旋蓋這樣的工站,無需旋蓋單元復雜的機械 系統(tǒng),而是自己旋轉來達到旋蓋的功能,旋轉功能同樣也可 以應用于“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),可以達到+/-5mg的稱重 精度;

  · 配合加工問題

  ACOPOS 6D可以達到很多CNC曲線能力,使得原有的 機械機構更簡化。由于ACOPOS 6D除了X,Y,Z軸運動,還包 括沿著這三個軸的旋轉,這使得一些需要精確“變位”的機 械機構可以被省略。而這些傳統(tǒng)機械機構往往針對特殊場 景設計,而采用ACOPOS 6D,一方面是簡化機械,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。

 ?、趧幼又悄堋疤€”形成“按需制造”

  利用“最小公倍數”的設計思想,可以預先規(guī)劃潛在的 多種產品的可能性。對于混線生產而言,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 根據變化預設工站。

  當形成了這個布局后,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。 每個產品可以根據需要生產,無需經過的站點則“跳轉”到 所需的工站。這樣,即使有不同產品,也可以根據生產需求 形成各自的“流”。

  ③快速的產線重組

  即或有完全新的生產規(guī)劃需求,例如將原有的多個混線 在某個產品“爆單”時重組為一個專為此大量生產的設置, 或者增加新的工站,借助于系統(tǒng)的“軟件配置”能力,也可 以快速實現規(guī)劃和測試,以應對變化的交付需求。

  (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品,通常會像 其他飲料一樣采用液體灌注方式來生產。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品時,進行機械調 整。機械調整本身會消耗時間,且需要重新調?!陬l繁換 型時,就會產生很多等待時間。

  而采用 ACOPOStrak,則可以通過兩個動子夾裝的方式 來攜帶瓶子進行加工——這就無需額外的機械調整時間,因為 動子間距是一個可變參數,它僅需設置即可。

 ?、诠?jié)拍均衡

  ACOPOStrak還可以隨著容積的變化,包括檢測、旋蓋、 貼標站間的節(jié)拍變化,進行平衡,確保產線上的負載處于均衡狀態(tài)——因為動子本身的速度和加速度也是可以被設置的。

  這種負載平衡能力,會使得產線并不需要大的緩沖區(qū), 這也降低了產線的占地面積。

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  ③機械重定位

  在傳統(tǒng)機械輸送方式下,當需要產品經過一個視覺檢測 站,那么,這里就有一個“檢測中心點”的定位問題——采用 動子單獨攜帶的瓶子,就可以不考慮機械齒輪或機械鏈塊本 身的機械位置限制——它可以任意設置中心點。

  因此,它會帶來很多好處,這都有助于生產效率的提升。

  3 高效、敏捷、聰明的產線

  總的來說,通過數字化的設計、運營、維護,使得企業(yè) 可以達到“高效”、“敏捷”、“聰明”的生產能力。如圖6所 示,數字化能力是柔性線的顯著優(yōu)勢所在。

  · 更高效的生產

  借助于高速通信、柔性輸送、智能調度,使得產線本身 較之傳統(tǒng)的機械輸送具有更為高效的生產能力。這里的“高 效”不僅針對個性化需求,對于標準的大批量生產同樣效率 更高。

  · 更敏捷的產線

  通過數字化設計、運營、維護,使得產線配置更加靈 活,快速響應生產的變化——它帶來的是化妝品企業(yè)更為“敏 捷”地響應市場的能力。

  · 更聰明的產線

  疊加機器視覺深度學習、內嵌的智能調度算法,可以讓 產線更“聰明”的運行。


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