CPG 制造行业的数字化解决方案

如何通过集成式制造运营来实现智能化制造 高层摘要 数字化正在改变整个包装消费品 (CPG) 行业的业务模式和制造方式。数字技术的创新速度以及这些技术对传统流程的颠覆能力，正成为制胜全球化竞争 的关键因素。这些变化可能会增加 CPG 制造专业人士的压力，但同时也会带来新的商机。CPG 企业如何才能抓住这些机会呢？在本白皮书中，我们将分析并确定 CPG 企业所面临的挑战（特别是因 CPG 行业的特殊性而带来的独特挑战），然后讨论可帮助您有效应对当前和未来挑战的数字工具。 摘要 从一开始（早在数字化技术出现之前），CPG 行业就采取了专门的措施来抵制分散的业务生态系统。毕竟，CPG  行业最重要的一个特征就是双重价值链。其中的主要价值链是 通过制造流程批量生产各种半成品，包括食品和饮料、化 妆品、清洁产品以及客户快速消费并定期更换的其他商品。而次要价值链则是通过包装和码垛等离散式制造流程生产 制成品。因此，这种双重价值链需要两种截然不同、通常 是彼此分离的操作流程，且使用不同的生产线、设备和人员。 从历史上看，CPG 制造商通常采用非技术手段（比如倡导加强员工协作这样的企业文化）来抵消这种自然的流程划分。这些努力所产生的切实利益至今仍具有相当的价值。然而，近年来，将不同操作流程进行整合统一的需求日渐高涨。企业如果能够更好地协调交叉型任务，例如配方研制和敷贴标签，或双重制造流程的关联调度等，就可以实现可量化的收益和效率。数字化技术通常可应用于这些交叉型任务。但如今，市场力量和技术进步正在推动 CPG 制造商转向更为广泛的集成式数字化解决方案发展。 整合虚拟和现实生产 这些数字化工具的核心是集成式制造运营管理 (MOM) 解决方案，涉及将虚拟和现实生产实现融合的关键领域。MOM 可将企业资源计划 (ERP)、产品生命周期管理 (PLM) 解决方案（集成了数据、流程和业务系统）与生产车间的制造 机械和自动化流程结合到一起。MOM 解决方案的关键系统包括高级规划和调度 (APS)、制造执行系统 (MES)、质量管理系统 (QMS) 和制造智能 (MI)。但关键问题是，对于制造商来说，投资于完整的 MOM 并一口气部署所有这些组件既没有必要也不可取。因此，我们建议采用分阶段的方法，即制造商通过增量投资获得即时回报，然后使用回报再投资于下一个 MOM 资产。 MES 可以说是 MOM 技术的核心。对于许多 CPG 制造商来说，这是他们开启数字化之旅的最关键一步。本白皮书通过 MES 来说明企业实现数字化的巨大价值，当然不同的CPG 企业可以根据自身情况选择不同的 MOM 起点。我们也会对这些其他起点进行简单说明。 我们认为，通过战略性、分步骤实施 MOM 解决方案，您可以在自己的数字化之旅中实现并保持期望的竞争优势。 弥合数字化差距 在实现制造自动化方面，CPG 企业的目标范围跨度较大， 从较低级的可编程逻辑控制器 (PLC) 到全自动生产线不等。当前，整个行业呈现碎片化的数字化格局，其中无论自动化程度如何，通常每个过程步骤的性能或故障信息都鲜有可见性。但对于大多数 CPG 企业而言，无论是已成功实现多种 MOM 功能数字化的大型 CPG 企业，还是仍采用纸质系统和 / 或孤立第三方或本企业数字化解决方案的中小型 CPG 企业，实现这种可见性是其数字化过程中最有价值的关键步骤。 所有 CPG 制造商还需要在其前端企业系统与后端生产车间之间来回传递大量信息，例如订单信息、产品配方、生产 计划和生产线分配、人力和物料资产分配、质量管控流程、生产结果等等。无论其当前的数字化水平如何，几乎所有CPG  制造商都在寻求通过增加数字化系统、功能或采用综合性数字化方案来持续改进其运营绩效。 目前有两个因素共同助推了 CPG 制造运营领域对 MES 和MOM 实现数字化的需求：(1) CPG 制造的本质和 (2) 不断变化的市场环境。我们先来仔细分析一下这两个因素，看看它们如何预示行业所面临的一些基本挑战。然后，我们将讨论可以成功应对这些挑战并实现持续数字化的方法。 数字化解决方案必须满足 CPG 制造商的需求 无论是生产苏打水、家用清洁剂、麦片粥或是润唇膏，CPG 制造商都高度依赖于原材料的质量以及生产设备的可靠功能。CPG 生产商还必须有效应对全球化、不断变化的市场环境以及完整的供应链系统和生产生命周期。由于 CPG 的双重价值链原因，这些关键因素通常使用两个不同的数字化系统进行监控和维护，一个用于批量生产流程管理，另一个用于离散式制造管理。 对于许多 CPG 公司来说，随着需要管理的制成品组合日益庞大，将制造流程和包装流程分开管理不仅耗时费力，而且容易出错。当然，随着制成品数量不断增加，新产品开发 (NPD) 项目数量和新产品导入 (NPI) 工作也随之大幅增加。基于这种情况，如果能将上述两个价值链有机结合， 提供通用的整体式数字化解决方案，对于这些制造商来说， 无疑是个极具价值和意义的福音。详情稍后细述。

CPG  制造运营包含诸多不同的方面，每个方面都各自面临着优化和改进整体流程的挑战。其中的每一项（每个配方、原材料、人工或自动化任务、设备或质量检验）就像大型 机器上的一个齿轮，必须与其他齿轮协同工作才能确保机 器正常运转。试想，CPG  制造商需要将每个这样的齿轮都 乘以日益增长的制成品数量，因此，对于 MOM 功能的需求也就变得异常清晰明了。CPG  制造商必须越来越频繁地切换生产线上的产品种类，以适应数量与时俱增的新产品导 入。在这种情况下，数据的生成、聚合、情境化和管理等 就显得尤为重要。 作为有竞争力的 CPG 公司，您当然希望这台齿轮众多的机器尽可能快速高效地运行。所有的产品、新产品导入、研 发整合和配方都必须得到有效管理。批量执行、订单跟踪、批量记录、物料跟踪和生产关键绩效指标 (KPI) 都需要具备可见性。使所有内容保持一致和同步至关重要。例如， 更改配方中的一个参数可能会对生产链条中的其他环节产生连锁反应：原材料供应、质量规范、车间资源、合规要求、每条生产线的特定制造配方等等。 对于在不同地点运营多个工厂的 CPG 制造商来说，运营管理的情况要复杂得多。即使每个单独的产品配方相对简单， 但针对每个配方可能需要考虑不同的原材料配置、设备操作配置、甚至不同工厂地点的环境气候条件，其复杂程度就会急剧上升。 而这些因素就是 CPG 生产的典型特征，它们本身就足以成为增加数字化解决方案投资的理由。当今的市场力量强化了数字化解决方案必须解决的挑战需求，以及这些挑战的形式。 数字化解决方案必须符合市场趋势 CPG 市场环境和消费者需求的快速变化促使制造商重新思考其产品开发、生产和销售的方式。不断演变的市场环境推高了制造商投资数字化解决方案的紧迫性。其中有四个市场趋势影响最大：

1. 日益增长的高质量需求和可见性 尽管质量始终是包装消费品行业的关键因素，但今天的社 交媒体和互联世界已经大大提高了对质量风险的关注程度。传播相关质量或安全问题的评论并不需要花费太多时间。 反之，越来越多的消费者会在互联网上推荐高质量的产品。即时传播乃至病毒式传播不仅增强了产品质量对品牌成功 的影响，也增强了产品的质量声誉。这也使得 CPG 企业在销售产品的同时也在销售信任。透明度已变得至关重要。 与高品质挑战对应的是，许多 CPG 行业的原材料和商品价格大幅上涨，而消费者为优质商品支付溢价的意愿却在下降。如今上乘的质量已是王道。因此，必须采用高效方法对影响产品质量的所有因素进行管控，而数字化技术则可以实现这一点。 2. 大规模定制 一种因果循环模式助推了 CPG 产品的大规模定制趋势：消费者想要个性化的产品，更想要媲美大规模生产的价格。一些 CPG 制造商使用数字化工具成功满足了这一需求。例如，亿滋 (Mondelez) 通过与消费者互动而为奥利奥饼干设计消费者喜欢的或个性化的包装；可口可乐瓶子上的个性化标签甚至可以包括消费者的姓名。随着消息的不断传播，更多的消费者开始寻找个性化的产品，更多的 CPG 公司开始采用数字化技术以期与消费者直接互动。 大规模定制对包装消费品的制造方式具有如下重要影响： ● 客户交互。产品创新和客户互动正在融合，共同影响产品配方的管理方式。例如，可以通过支持物联网 (IoT) 的批量处理流程和智能手机应用程序进行管理。这样，消费者只需轻触移动设备屏幕即可创建、存储和传达个人喜好，并可确保相应产品跟随消费者足迹准确交付到自己手里。这项技术可能会扩展到许多 CPG 产品，无论这些产品是在销售点还是在工厂内生产、包装和交付 ● 产品差异化。随着 3D 打印技术的普及，催生了大量的产品差异化和定制化商机。例如，百味来 (Barilla) 提供了个性化意面的设计和 3D 打印平台 ● 客户需求。日益提高的对健康和环境的关注助推了改变 包装材料、应季供应产品、特定营养价值（低脂低糖等）、剔除某些成分（无麸质）等消费者需求 这些多样化的消费者兴趣和需求导致产品和包装种类的巨量增长，也使得数字化生产管理变得不可或缺 3. 数字货架空间的兴起 使用智能设备和智能音箱通过数字空间供应商（例如亚马逊和脸书）进行产品订购的数量日益增长。其中一个指标就是智能音箱的拥有量和使用量显著增加：2017 年，美国的智能音箱拥有量增长了 127%。一半以上的智能音箱用户在使用一个月后会逐步增加使用频率。他们订购的品类包括家居用品 (58%)、健康美容产品 (48%)、宠物食品 (45%) 和杂货 (42%)。 数字货架空间供应商使用基于算法的个人购物档案，在其购物应用程序上应用相应的过滤器，结果导致 CPG 公司面临争夺货架空间的激烈竞争。例如，一家 CPG 公司的产品要想跻身超市货架，需要入围前 20 强品牌，而要想进入亚马逊智能音箱 Echo 的 “数字货架”，则需要入围最具增值潜力产品的前三名。因此，增值性创新将是获得数字货架空间的关键，而这只能通过省时省钱的创新方法才能实现。而实现研发 / 创新流程数字化则是其中至关重要的一环。 4. 日益增长的监管和文化建设要求 CPG  制造商必须透明管理因日益增加的法规监管所带来的与日俱增的生产复杂性。这里既有现有市场中新增的法规， 也有专为新兴市场（例如巴基斯坦和其他亚洲地区）制定 的全新法规。而对于那些将生产设施分布到新地方以满足 本土化生产需求的 CPG 公司来说，日益增多的文化差异和风俗习惯也增加了企业生产的复杂性。制造商必须了解当 地的产品需求、市场和新技术提供商等。能源消耗、环境 污染及其他环境相关因素也需要保持透明。CPG  制造商不仅需要达到合格的质量控制水平，还必须向监管机构证明 这一点。 当然，随着新一代消费者的产生，监管和文化需求也在不断发生变化。据估计，到 2020 年，30 亿新消费者将产生8 万亿美元的新销售额。这些新消费者大多数来自亚太地区。他们中的一部分人将会是世界上最富足的消费者，而有些则会与前者截然相反。随着口味需求、营养需求、化妆品需求、健康状况、经济状况等的日益多样化，企业需要提供不同的产品来满足这些需求。 就人口年代而言，最具影响力的消费群体是千禧一代。他 们不仅使用社交媒体来影响同龄人的购物抉择，而且还通 过社交媒体影响到更为广泛的群体。他们是第一代对自己 父母的购物行为造成重大影响的群体。他们适应能力极强， 并且积极推动将技术运用到一切事物的需求中。他们是互 联的一代，并希望生产商也能如此。深入了解消费者有助 于 CPG 公司根据这些客户的需求开发出相应的产品。公司需要接近这些多样化的新消费者群体。 由于监管、文化和消费者的变化，大量新的信息会影响CPG 公司的经营选择和管理。数字化则可在技术上和经济上有效利用这些信息。 结合 CPG 制造的固有特性，这四大市场趋势带来了一系列行业挑战，而 MES 和其他集成式 MOM 数字化解决方案能够以最佳方式应对这些挑战。 CPG 制造商面临的基本挑战和要求 在引言中，我们提到了数字化可能给 CPG 公司带来新的压力，但与此同时，数字化也会带来应对 CPG 行业基本挑战的新机遇。那么，该行业面临着哪些基本挑战？ 从被动防守转为积极进攻 CPG 企业有着巨额的资产负债表、广泛的分销网络、大规模的供应链，以及阶层式的决策结构，其结构以防御型策略为主。提供的大量资源配置和决策都能激励创新，鼓励通过 “短平快” 的方式来支持庞大的现有品牌和固定资产。即便是具有最终决断权的品牌经理，也建议以管理和运营为重心，而不是以成长和创新为重心。 如今，这一策略已不再适用，因为当今 CPG 市场中创新与增长之间的联系比以往更加紧密。正如尼尔森 (Nielsen) 在其 2016 年突破性创新报告中指出的：“与过去 50 年相比， 未来 5 年间 CPG 的变化将更大。” 统计数据表明，大型 CPG 公司在 2015 年仍以防御型策略为主：尼尔森发现，美国最大的 25 家 CPG 和加工公司创造了 45% 的品类销售额， 但仅推动了 3% 的总品类增长，年复合增长率为 0.1%。因此，相关公司需要采用创新方法打破这一停滞状态，而数字化解决方案是实现此类创新的最佳方案。这意味着小型创新公司正在推动整个 CPG 行业的增长。 灵活性要求 消费者想要个性化的产品，更想要媲美大规模生产的价格。因此，生产灵活性必须达到前所未有的水平。制造商可以 借助模块化生产方法打造所需的灵活性，从而实现快速换 型，更高效地完成个性化的大规模生产。 制造商还应保持足够的灵活性，以适应全球各地工厂的不 同情况。例如，公司旗下每家工厂需要生产的成品完全相同， 但鉴于供应商、原材料或燃料可能存在区别，因此生产方 式各有差异。这一灵活性要求正在推动整个供应链的数字 化，所选数字技术必须能够提供所需的灵活性。 来源：上海诺宇晟信息技术有限公司