歐萊雅集團(tuán)位于法國(guó)北部的 Caudry 工廠主要負(fù)責(zé)為其高端化妝品部生產(chǎn)高品質(zhì)的護(hù)膚品、睫毛膏和底妝系列。其中三條生產(chǎn)線已經(jīng)配備了倍福的 XTS 磁驅(qū)柔性輸送系統(tǒng)，包括全新的 Agile F24 灌裝封蓋生產(chǎn)線，能夠根據(jù)企業(yè)戰(zhàn)略規(guī)劃快速在不同的產(chǎn)品規(guī)格間切換，同時(shí)提高生產(chǎn)效率，提升其生產(chǎn)操作的靈活性。此外，新系統(tǒng)將先前使用的五臺(tái)獨(dú)立設(shè)備的功能整合于一體，減少了設(shè)備的占地面積。
歐萊雅是全球知名的護(hù)膚、彩妝、護(hù)發(fā)品牌，是一家打造時(shí)尚與魅力的企業(yè)，產(chǎn)品涉及化妝品和護(hù)膚品的各個(gè)領(lǐng)域，專業(yè)提供基礎(chǔ)護(hù)膚、明星彩妝、護(hù)發(fā)染發(fā)等全方位產(chǎn)品，是世界十大奢侈化妝品牌之一。面對(duì)消費(fèi)者日益增長(zhǎng)的個(gè)性化需求及化妝品小批量生產(chǎn)趨勢(shì)，特別是在高檔奢侈化妝品領(lǐng)域，歐萊雅董事會(huì)制定了新的戰(zhàn)略目標(biāo)，旨在全面提升公司的生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)運(yùn)營(yíng)水平和靈活性。
XTS 磁驅(qū)柔性?輸送系統(tǒng)助力重新調(diào)整生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)布局
此前，Caudry 工廠生產(chǎn)底妝產(chǎn)品使用的設(shè)備來(lái)自不同的供應(yīng)商，這些設(shè)備通過(guò)輸送系統(tǒng)和產(chǎn)品緩沖區(qū)以傳統(tǒng)的物流方式連接在一起。然而，由于缺乏靈活性，生產(chǎn)線不再能夠支持產(chǎn)品種類的不斷增多和經(jīng)濟(jì)地進(jìn)行越來(lái)越小批量化的生產(chǎn)。
因此，歐萊雅決定對(duì)其生產(chǎn)布局進(jìn)行根本性的調(diào)整，實(shí)施一條創(chuàng)新的生產(chǎn)線，它能夠適應(yīng)所有生產(chǎn)對(duì)象的規(guī)格變化，同時(shí)具有轉(zhuǎn)換速度快，生產(chǎn)成本低的特點(diǎn)。這條名為 Agile F24 的新型生產(chǎn)線是由一個(gè)由歐萊雅高檔化妝品部的項(xiàng)目經(jīng)理 Franck Lefort 領(lǐng)導(dǎo)的 9 人團(tuán)隊(duì)規(guī)劃設(shè)計(jì)的。他們與設(shè)備制造商 Secad 合作，共同開發(fā)整個(gè)系統(tǒng)方案。經(jīng)過(guò)評(píng)估，雙方?jīng)Q定用一條基于 XTS 智能輸送系統(tǒng)的生產(chǎn)線取代現(xiàn)有設(shè)備。
Franck Lefort 認(rèn)為，實(shí)施新生產(chǎn)線時(shí)面臨的最大挑戰(zhàn)是要讓整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程獨(dú)立于設(shè)備的剛性節(jié)拍：“雖然我們以前也可以用輸送帶和設(shè)備之間的產(chǎn)品緩沖區(qū)解決這個(gè)問(wèn)題，但是 XTS 的關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)在于動(dòng)子可以獨(dú)立控制。這樣可以讓設(shè)備節(jié)拍和每個(gè)工站的節(jié)拍解耦，例如，通過(guò)在路徑上簡(jiǎn)單的增加耗時(shí)工站的數(shù)量，從而優(yōu)化物料流，提高生產(chǎn)效率。”
歐萊雅高端化妝品部門項(xiàng)目經(jīng)理 Franck Lefort 演示了如何通過(guò)倍福的一臺(tái)方便的多點(diǎn)觸控控制面板輕松訪問(wèn)中央控制系統(tǒng)
XTS 磁驅(qū)柔性輸送系統(tǒng)是新解決方案的核心
新的系統(tǒng)布局以一套 22 米的環(huán)形軌道和 40 個(gè)動(dòng)子構(gòu)成的 XTS 系統(tǒng)為核心，可以沿著智能輸送系統(tǒng)布置各個(gè)底妝產(chǎn)品灌裝工位。灌裝過(guò)程包括六個(gè)工站：進(jìn)瓶、灌裝、插入分配器泵、軋蓋和貼標(biāo)簽以及成品出料。進(jìn)料使用的是一個(gè)搬運(yùn)機(jī)器人，它從托盤中取出兩個(gè)或三個(gè)空瓶子，并將它們放到固定在動(dòng)子上的運(yùn)輸容器中。在后續(xù)工位中，由機(jī)器人或搬運(yùn)系統(tǒng)進(jìn)行灌裝，插入分配器泵或滴管（具體取決于產(chǎn)品）并擰緊，然后在瓶子頂部放置一個(gè)蓋子并軋緊。隨后在瓶身上噴印帶有顏色、批號(hào)和有效期的激光噴碼，并貼上標(biāo)簽。在 XTS 環(huán)型軌道的末端，灌裝好的瓶子被放在托盤上，并輸送至紙盒包裝機(jī)。
由一套 22 米的環(huán)形軌道和 40 個(gè)動(dòng)子構(gòu)成的高度緊湊型 XTS 系統(tǒng)可將以前的系統(tǒng)占地面積減少約 30%，節(jié)省了寶貴的生產(chǎn)空間
減少系統(tǒng)占地面積，提高靈活性 — 占據(jù)技術(shù)領(lǐng)先地位
XTS 的一個(gè)關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)是其動(dòng)子可以獨(dú)立控制，每個(gè)瓶子由一個(gè)動(dòng)子輸送給各個(gè)加工工位。動(dòng)子根據(jù)各自工位的加工時(shí)間停止或者完成任務(wù)后將瓶子加速輸送到下一個(gè)工位。這樣消除了設(shè)備之間的節(jié)拍差異，也無(wú)需在設(shè)備之間提供復(fù)雜的接口和產(chǎn)品緩沖區(qū)。XTS 系統(tǒng)將以前使用的五臺(tái)設(shè)備集成到同一個(gè)系統(tǒng)中。XTS 系統(tǒng)的高度集成和緊湊的設(shè)計(jì)讓系統(tǒng)的占地面積減少了 30%，系統(tǒng)吞吐量也得到很大提升，從而顯著提高了單位面積的生產(chǎn)效率。這樣，歐萊雅就可以在不擴(kuò)大生產(chǎn)面積的情況下滿足未來(lái)高檔化妝品的需求不斷增長(zhǎng)的趨勢(shì)。而 XTS 系統(tǒng)的另一個(gè)重要優(yōu)點(diǎn)就是靈活性非常高，可以保障投資安全。
XTS 系統(tǒng)基于 TwinCAT 軟件實(shí)現(xiàn)控制，可以通過(guò)相應(yīng)的參數(shù)集在不同的產(chǎn)品型號(hào)之間切換，無(wú)需使用多臺(tái)設(shè)備，即可在同一個(gè)生產(chǎn)線中處理不同產(chǎn)品規(guī)格的切換。XTS 系統(tǒng)的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)是在最小批量生產(chǎn)方面：“在靈活性方面，XTS 系統(tǒng)是新解決方案的核心，它讓我們能夠在幾秒鐘時(shí)間內(nèi)切換到另一種顏色。這意味著我們不僅可以縮小批量規(guī)模，還可以滿足不斷變化的客戶需求。”歐萊雅 Caudry 工廠經(jīng)理 Jean-Yves Vey 解釋道。規(guī)格切換所需的時(shí)間減少了一半，系統(tǒng)可用性也大大提高。同一條生產(chǎn)線現(xiàn)在既可以實(shí)現(xiàn)小到幾百件的小批量生產(chǎn)，也可以實(shí)現(xiàn)大到數(shù)百萬(wàn)件的大批量生產(chǎn)，而且可以適應(yīng)七種不同的規(guī)格類型，最重要的是，只需要 40 個(gè)，而不是 300 個(gè)托盤。Jean-Yves Vey 在提及 TwinCAT 控制的 XTS 系統(tǒng)在質(zhì)量保證方面的其它優(yōu)勢(shì)時(shí)說(shuō)道：“XTS 系統(tǒng)的集中控制原則使得各項(xiàng)操作，特別是質(zhì)量管理任務(wù)，包括樣品剔除、必要時(shí)的生產(chǎn)線空轉(zhuǎn)以及核對(duì)重量，都變得更加容易。所有這些任務(wù)（包括 RFID 支持）都完全是自動(dòng)完成的。”
靈活的 F24 生產(chǎn)線配備了 39 臺(tái)倍福 AM8000 系列伺服電機(jī)，圖中所示的是一個(gè)瓶子封裝工位
基于 PC 的控制技術(shù)用作通用的自動(dòng)化解決方案
除了 XTS 系統(tǒng)之外，還可以使用 TwinCAT 軟件實(shí)現(xiàn)更進(jìn)一步的自動(dòng)化任務(wù)，為整個(gè)系統(tǒng)提供一個(gè)統(tǒng)一的集中控制平臺(tái)。這些附加任務(wù)包括使用 PLC 軟件和集成軸控制實(shí)現(xiàn)的順序控制、云連接及其它機(jī)器功能，例如基于 TwinCAT 的機(jī)器人和人機(jī)界面。此外，歐萊雅 Caudry 工廠還使用了其它一些倍福控制組件，例如，在控制柜中安裝了節(jié)省空間的高密度 EtherCAT 端子模塊以及防護(hù)等級(jí)高達(dá) IP 67 的 EtherCAT P 端子盒。可以安裝在靠近各個(gè)傳感器和執(zhí)行器附近的 EtherCAT P 組件通過(guò)一根電纜實(shí)現(xiàn)通信和供電，大大簡(jiǎn)化了接線工作。
倍福還為系統(tǒng)安裝提供了 39 臺(tái) AM8000 系列伺服電機(jī)，這些電機(jī)與 EL7211 EtherCAT 伺服電機(jī)端子模塊或 AX5000 伺服驅(qū)動(dòng)器一起用作各種搬運(yùn)設(shè)備的驅(qū)動(dòng)軸。AM8000 系列采用的單電纜技術(shù)（OCT）將動(dòng)力和反饋系統(tǒng)整合在一根標(biāo)準(zhǔn)電纜中，顯著減少了布線需求。
借助 XTS 系統(tǒng)和基于 PC 的控制技術(shù)，客戶能夠開發(fā)出一條面向未來(lái)的化妝品柔性生產(chǎn)線，滿足消費(fèi)者的高品質(zhì)要求和新的消費(fèi)預(yù)期。操作人員可以自行控制整個(gè)工藝過(guò)程，包括所有質(zhì)量檢查和取樣，并快捷方便地實(shí)現(xiàn)規(guī)格切換。在雙方合作初步取得成功后，歐萊雅集團(tuán)決定繼續(xù)與倍福保持長(zhǎng)期合作關(guān)系，實(shí)現(xiàn)更多布局靈活的模塊化生產(chǎn)線。
新的靈活的 Agile F24 生產(chǎn)線將先前五臺(tái)獨(dú)立的設(shè)備的功能整合于一體，可以優(yōu)化物料流，提高產(chǎn)能
概覽
針對(duì)化妝品行業(yè)的解決方案
– 針對(duì)高端化妝品的灌裝和包裝生產(chǎn)線
為客戶帶來(lái)的好處
– 可以在同一生產(chǎn)線中生產(chǎn)七種不同規(guī)格類型的產(chǎn)品
– XTS 系統(tǒng)可以顯著減少運(yùn)輸托盤的數(shù)量，每個(gè)規(guī)格都從原來(lái)的 300 個(gè)減少到現(xiàn)在的 40 個(gè)。由于有七種規(guī)格類型的產(chǎn)品，因此首先要考慮不同批量生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性
– 基于軟件實(shí)現(xiàn)的規(guī)格切換可以生產(chǎn)從數(shù)百件到數(shù)百萬(wàn)件不等的批量生產(chǎn)規(guī)模，可以提高投資安全性
– 減少 30% 的占地面積，提高單位面積的生產(chǎn)效率
– 配備一套 22 米的環(huán)形軌道和 40 個(gè)動(dòng)子的 XTS 系統(tǒng)，用于高度靈活的產(chǎn)品輸送
– TwinCAT 3 作為通用的軟件平臺(tái)
– 適合控制柜安裝的高性能的多核工業(yè)服務(wù)器 C6670 用于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)集中控制
– 單電纜自動(dòng)化節(jié)省空間和成本：伺服電機(jī)采用單電纜技術(shù)，I/O 采用的是 EtherCAT P 端子盒，面板連接采用的是 CP-Link 4
關(guān)于德國(guó)倍福
倍福（Beckhoff）公司總部位于德國(guó)威爾市。作為全球自動(dòng)化技術(shù)的驅(qū)動(dòng)者，倍福定義了自動(dòng)化領(lǐng)域的許多國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。公司所生產(chǎn)的工業(yè) PC、現(xiàn)場(chǎng)總線模塊、驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品和TwinCAT自動(dòng)化軟件構(gòu)成了一套完整的、相互兼容的控制系統(tǒng)，可為各個(gè)工控領(lǐng)域提供開放式自動(dòng)化系統(tǒng)和完整的解決方案。倍福于1997年進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)，致力于幫助制造企業(yè)提升競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，加速轉(zhuǎn)型升級(jí)。倍福在業(yè)內(nèi)享有“創(chuàng)新引擎”的美譽(yù)，公司所倡導(dǎo)的PC控制技術(shù)具有良好的開放性，將IT技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)和自動(dòng)化技術(shù)完美融合，助力實(shí)現(xiàn)工業(yè) 4.0 和智能制造。憑借領(lǐng)先的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和豐富的行業(yè)知識(shí)，倍福的創(chuàng)新產(chǎn)品和解決方案廣泛應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電、半導(dǎo)體、光伏太陽(yáng)能、電子制造、金屬加工、包裝機(jī)械、物流輸送以及樓宇自控等眾多領(lǐng)域。
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