【ZiDongHua 之方案應用場收錄關鍵詞：貝加萊 工業(yè)自動化 柔性生產 機器視覺 深度學習 】
　　
　　化妝品的柔性生產-復雜問題簡單化
　　
　　化妝品，包括美妝/彩妝、個人護理、香水幾個方向，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)一直需要面對的挑戰(zhàn)。相對于其它行業(yè)，化妝品行業(yè)的復雜性、動態(tài)變化、不確定性是天生就很高的。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—對于消費者而言，他們要快速體驗讓他們心動的那一款，立刻。
　　
　　復雜超乎想象
　　
　　這種復雜性，對于上游的制造商，以及為這些制造能力提供產線的廠商，拆解它的復雜性，就包括了幾個方面：
　　
　　1
　　
　　產品復雜-數以萬計的產品類
　　
　　通?；瘖y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和未來。
　　
　　2
　　
　　快速交付—交貨期是“昨天”
　　
　　對于化妝品行業(yè)而言，產品生命周期通常相對于工業(yè)類領域的產品更短。甚至只有30天-從設計到這個產品退市，這在其他行業(yè)難以想象。
 
　　
　　圖1-化妝品行業(yè)的復雜性維度
　　
　　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—它具有不確定性，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，你怎么會精準預測到某個平日里默默無聞的“主播”可能會突然崛起？
　　
　　4
　　
　　成本壓力
　　
　　復雜的產品生產中的切換造成的開機浪費、生產品質的監(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。
　　
　　5
　　
　　全鏈條的數字化-從消費到消費端
　　
　　現在，為了能夠更為抓取眼球，體現 “Personal Care” 的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，才能讓這個效率的高效得以實現。
　　
　　這里就對生產制造提出了“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。
　　
　　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 技術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。
 
　　
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　　柔性輸送技術，它之所以對像化妝品這樣的產線有較大的提升，主要在以下幾個方面：
　　
　　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一個 CNC 的加工，就需要復雜的機械系統(tǒng)來進行，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 軌跡來加工。但如果改為 ACOPOS 6D，這個被加工產品加載到動子上后，它可以“自主”走一個 CNC 軌跡，而無需這些復雜的機械系統(tǒng)。
　　
　　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50個品牌代工，對于一些大型的代工企業(yè)，這使得他們的產品組合達到10000+。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和未來。
 
　　
　　圖4-ACOPOS 6D簡化了機械系統(tǒng)
　　
　　圖4僅一個簡單的說明，而這樣的變化可以在各個方面—這也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。而生產本身是有“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
　　
　　它可以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”。物料的在線等待、由于工站節(jié)拍差異造成的“堆積”、跨線所需的“中斷”，都屬于浪費。而柔性輸送技術，它就是通過節(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
　　
　　圖5-柔性輸送線的數字化潛能
　　
　　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”。
　　
　　這些可以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）、并能夠更好的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。
　　
　　通過簡化，數字透明，軟件靈活性，讓復雜的生產線變得簡單。就是柔性輸送技術帶來的解決問題思路新思路。
　　
　　應用場景分析
　　
　　貝加萊在化妝品領域，已有較多的案例來分享，這里包括美妝、液體、護理類—其實，所有的生產都可以被重組。
　　
　　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，這種一旦固定的產線要去實現多種生產，總是要花費較大的時間去調校加工站的參數。在視頻一中，某美妝生產線上，采用了 ACOPOS 6D，它實現了產品的個性化生產。
　　
　　視頻一:某美妝品產線的視頻
　　
　　在該應用中，ACOPOS 6D 解決問題的思路在于：
　　
　　1
　　
　　利用 ACOPOS 6D 的功能來簡化機械：
　　
　　動子的旋轉功能：
　　
　　它可以用于旋蓋這樣的工站，它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：
　　
　　這個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 可以做的很多 CNC 曲線能力，使得原有的機械機構就會簡化。由于 ACOPOS 6D 除了 X,Y,Z 的運動，還包括沿著這三個軸的旋轉，這使得一些需要精確的“變位”機械機構就可以被省略。而傳統(tǒng)這些機械機構往往為特殊的場景設計，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”的設計思想，可以預先規(guī)劃潛在的多種產品的可能性。對于混線的生產而言，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 這樣的動子的輸送，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。
　　
　　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的產品，它通常也會像其他的飲料一樣采用液體灌注方式來生產。視頻二中，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
　　
　　視頻二:液體產品關注
　　
　　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。機械調整本身消耗時間，且需要重新調校—在頻繁換型時，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。
　　
　　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。
　　
　　3
　　
　　機械重定位
　　
　　在傳統(tǒng)機械方式輸送下，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。
　　
　　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”的能力。如圖6所示，數字化能力是柔性線的顯著優(yōu)勢。
　　
　　圖6-柔性輸送產線的優(yōu)勢
　　
　　更高效生產：
　　
　　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，對于標準的大批量同樣效率更高。
　　
　　可敏捷的產線：
　　
　　通過數字化設計、運營、維護使得產線更加靈活配置，快速響應生產的變化—它帶來的就是化妝品企業(yè)更為“敏捷”的響應市場的能力。
　　
　　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，讓產線可以更為聰明的運行。
　　
　　END
　　
　　貝加萊是一家總部位于奧地利并在全球擁有分公司的創(chuàng)新型自動化企業(yè)。2017年7月，貝加萊成為ABB集團的機械自動化事業(yè)部。作為工業(yè)自動化領域的全球領導者，貝加萊將前沿技術與領先工程相結合，為幾乎每個行業(yè)的客戶提供面向機器與工廠自動化、運動控制、HMI和集成安全技術的完整解決方案。借助于OPC UA、POWERLINK、openSAFETY等工業(yè)物聯網通信標準，以及強大的Automation Studio軟件開發(fā)平臺，貝加萊不斷重新定義自動化工程的未來。受簡化流程和超出客戶預期的承諾驅動，貝加萊始終保持創(chuàng)新精神并處于工業(yè)自動化領域的前沿。