CPG(Consumer Packaged Goods)是一個非常挑戰的市場。它存在于我們每個人每天的生活。它看似傳統-它始于人類的自由市場，而又光彩艷麗的存在-琳瑯滿目的陳列于商場、超市與街邊小店之中。

　　CPG包含了與我們日用消費相關的包裝領域如食品飲料、制藥、日用化工品、煙草、玩具這些終端消費產品。而其所涉及的包裝設備領域則包括軟包裝印刷、食品包裝(HFFS、VFFS)、飲料灌裝與后道膜包、箱包、紙盒成型與包裝類設備、制藥中的制劑、包裝設備。

　　這是一個高度競爭的市場

　　因為它有無數的生產與經銷者存在于市場，如圖1所示列舉了CPG市場的競爭趨勢。消費品領域龐大而因此玩家眾多，而競爭導致利潤的低下。就全球范圍而言，過去百年時間里，該領域已經經過了許多輪的并購。這些并購都是為了實現企業的規模效應來降低成本，例如大規模的材料采購進而降低成本、削減多余的資產、人員支出等等。

　　生產企業的盈利能力在一輪又一輪的競爭中被不斷削減—因此，必須拿出足夠高的良品率才能贏得競爭。對于巨大的消費品出貨量而言，0.1%的良品率差異都會成為競爭的勝負手，也成為企業可持續發展的關鍵指標。

　　市場渠道正在發生變化，電商、直播帶貨已經顛覆了人們印象中的先生產再銷售。而是，先銷售再生產，還要快速交付，人們對于隔天到貨甚至都缺乏耐心-最好就像在樓下超市一樣的便捷。

　　個性化的產品，更快的產品品種種類-這都使得消費品包裝市場變得極具挑戰。因為，開機浪費/批量會帶來不良品率的大幅上升，成本與交付能力也會受到損傷。

圖1-CPG市場的競爭趨勢

　　而這種高強度的競爭，被人們口中一個“卷”所代替—如何在“內卷”時代的競爭中勝出，對于每個企業都是一個難題。

　　回到問題的本源，對于消費品的生產企業而言，OEE、TCO、TPM是三個核心的量化指標，一切生產運營必須圍繞這樣的工廠運行指標來展開。

　　OEE-關鍵的設備衡量指標

　　OEE是消費品生產企業的關鍵指標，并且它是一個與消費品包裝設備制造商的產品緊密相關的指標。我們由圖2可以看到，在精益生產中，OEE被拆分為設備的六大浪費：

圖2-OEE的計算與設備六大浪費

　　OEE的計算，它由設備的可用性(A)、性能(P)和質量(Q)三個指標構成。而這三個又對應了精益生產視角設備六大浪費。即，設備故障、設置與調整影響了可用性(A)，而怠速和臨時停機、減速影響了設備的性能(P)、而過程中良品損失以及開機浪費影響了質量(Q)

　　而今天我們所談及的自動化、信息化、智能化就是要圍繞設備的六大浪費展開工作，以提供OEE。

　　改善OEE的幾個方向

　　貝加萊在CPG設備領域具有悠久的歷史和開發經驗，有眾多的產品、技術和方案為CPG領域而設計。其中，有幾個大的視角可以看到貝加萊的設計精妙之處。

　　PackML & mappOEE計算

　　“能觀能控”，要改善OEE就需要首先能夠監測OEE。對于包裝類設備而言，PackML提供了一個非常好的設計架構。它提供了機器的狀態模型、統一HMI界面、統一的信息交互的標簽。圖3是PackML設計的統一界面，在這個界面上，機器的運行狀態的切換，對應的是時間的計算。PackML的信息交互標簽，包括上行數據里的品質、機器的狀態，這些有決定了品質Q和性能P相關的參數。因此，PackML的信息交互規約，讓機器可以為生產管理系統提供了計算OEE相關的數據。

圖3-PackML的狀態與統一界面設計

　　在貝加萊，mappOEE模塊遵循PackML的狀態切換邏輯及計時、品質參數、運行狀態(速度、加速度等)。可以用于計算設備的OEE，并提供給生產管理系統作為顯示。如圖4所示。

圖4-mappOEE配置頁面

　　PackML不僅僅是包裝類設備的通信規約，并且它提供了設備模塊化設計的參考架構、提供了統一的HMI交互界面設計、狀態邏輯切換以協作機器之間的運行。貝加萊是PackML規約的機器推動者。

　　功能安全與OEE的關系

　　在機器設計中，功能安全是關乎人身生命的關進保障技術，安全系統的設計思想在于“如何在安全與效率間尋求平衡”-人們往往將這兩者對立。但是，基于安全設計如SafeMOTION里的SLS、STO等，人們在安全與效率(OEE)之間尋得平衡。

　　例如：

　　SLS-安全速度限制

　　由于人進入工作區域而進行的停機，會造成OEE的下降，以及在制品的損耗。但是，人員安全的確是一個必須被考慮的問題。SLS提供了一個解決方案，因為較高的速度是安全的主要原因，例如：10m/S的速度，如果降低到0.5m/S，那么它將不會對人造成物理上的傷害。如圖5所示-當然貝加萊的SafeMOTION不僅于SLS，還包括SS1、SS2、SOS、SMS、SDI、SLP等安全功能。

　　STO-安全扭矩切出

　　對于進入有裁切刀的動作區域，必須確保扭矩切出，機器處于停機狀態，但卻未丟失當前工作位置。當人離開這個區域時候，機器也可以恢復繼續生產—不會因為停機(Turn off)而帶來在制品的損失。

圖5-安全運動控制SLS帶來的OEE穩定

　　貝加萊提供了完整的功能安全，甚至擴展到SLS@TCP,即機器人的末端工作點的安全，這意味著安全速度限制還會與機器人運動學庫間建立協作，確保機器人不會對人的安全造成傷害。

　　預測性維護技術與OEE的改善

　　在六大浪費里，設備的非故障宕機需要被改善，而這些可以通過預測性維護來進行解決。預測性維護可以降低設備的非計劃宕機，也即可以確保設備的高OEE運行。

圖6-貝加萊M.Doctor應用架構

　　如圖6所示，M.Doctor是基于機器學習的方法在進行預測性維護的判斷工作。借助于振動、溫度等感測技術，以及信號處理分析模塊處理，再到管理系統的監測與學習，獲得持續的預測能力。它可以提供手機端的報警服務，這些都被集成在M.Doctor內部，基于mappData等功能，它提供數據報警、查詢、報表、推送等能力。以提供維護人員在工作中的各種便利。它會讓機器的OEE得到有效的保障。

　　自適應制造

　　CPG生產的前道往往是由具有標準化生產的成型設備來完成，例如飲料都是由灌裝機統一灌裝的，制藥中的制劑(采用壓片機的片劑、膠囊制劑、液體制劑、丸劑、氣霧劑)、食品包裝的VFFS/HFFS都是形成包裝容器的成型及定量給料。而后道的二次、三次包裝設備間會有很多機械輸送、人工搬運、或者專用的理片、排隊、分揀機構來實現設備間的重組，以達到整體的連續性生產—在精益中，我們稱為連續流、單件流。

　　但是，這些機械輸送線有諸多的問題，包括以下幾個方面：

　　(1)負載均衡問題：考慮到各個加工站間的節拍差異，而機械輸送的剛性決定它只能讓系統按照最慢的工站節拍來生產。

　　(2)工裝夾具的切換：例如輸送瓶子的螺桿會隨著瓶子變化進行更換，那么就會產生停機等待，以及啟動時的開機浪費。

　　(3)機械磨損：由于機械磨損會帶來精度的損耗，而這種磨損具有不確定性，需要經常性的停機維護或預防性維護參與。

　　(4)容錯設計：考慮到產品的缺陷檢測，而如何讓不良品離開產線，這需要專門的設計，而這會導致不必要的停機或人工干預，而在具有潔凈環境需求的食品或制藥，這會造成不必要的停機。

　　……。

　　以上這些問題，都會造成產線的OEE受到影響，而貝加萊在2018年推出了SuperTrak、ACOPOStrak、ACOPOS 6D等磁懸浮輸送系統，結合機器視覺、機器中心的機器人(MCR)和在CPG包裝設備領域的優勢，打造了“自適應制造”體系。如圖7所示：

圖7-自適應制造體系

　　自適應制造是為了應對“變化”的CPG這樣的產業需求，它借助于柔性輸送技術，改變了傳統的產線效率，通過以下幾個方式來改善產線的OEE：

　　(1).節拍生成器，均衡產線負載：在生產中，通過動子的速度、加速度、間距的變化，在各個工站間形成等間距、位置匹配工站加工中心的隊列。這個隊列可以根據前后道速度、產品規格等的變化，實現負載的均衡，不產生堆積、等待，形成連續的高效在制品流動。

　　(2).降低工裝夾具更換的損耗：預裝的夾具可以直接進入生產單元，加入新的生產任務之中。而另一個場景就是產品被兩個動子夾住—而動子的間距可以根據產品規格變化，無需額外的螺桿更換或夾具修改即可。這就會使得OEE維持在高水準。

　　(3).由于磁懸浮簡化了機械系統：避免了機械磨損和所需的維修帶來的停機損耗。同樣帶來OEE的穩定。

　　(4).開放的軌道提升容錯：不良品可以離開產線，并且包裝隊列由于這個離開造成的缺失可以被動子自己的“智能重組”而代替。降低人工干預，提升OEE。

　　事實上，自適應制造不僅提供這些生產中的OEE保障，結合數字孿生技術、OPC UA的通信規約、機器視覺、機器人構建一個快速應對變化并且具有“持續改善”的生產系統。提升生產的持續OEE改善。