实现快消品制造的可持续发展 数字化制造解决方案如何让人类、地球和利润受益

实现快消品制造的可持续发展 数字化制造解决方案如何让人类、地球和利润受益 内容摘要快速消费品 (CPG) 制造商如今追求可持续发展的动机强烈，但很多制造商在将企业崇高的可持续发 展愿景转化为可行、实际的目标时，却面临着重重困难。时常被提及的 “人类、地球和利润” 概念如何能够引导实际的可持续制造举措呢？很多时候，“人类” 和 “地球” 似乎与 “利润” 相对立：快消品制造商尽力降低不良环境和社会影响的努力却削减了其财政收入。幸运的是，情况并非如此。通过制造运营管理 (MOM) 和其他数字化制造系统的战略应用程序，快消品企业在为消费者、社区、员工和环境以及盈亏底线进行创新和形成可持续价值时，成功实现了新效率水平。本白皮书探索制造业的可持续性并提出建立在数字化制造解决方案基础之上的制造举措，包括专注于配方产品设计 (FPD)，同时改进快消品企业对于人类、地球和利润的积极影响。 目录 数字化如何改进真实世界3 人类：现在和未来的快消品制造5 地球：更多可持续CPG产品和工艺的创新9 利润：高效提供可持续价值的快消品制造11 结语：运用数字化制造工具实现利润可持续性12 数字化如何改进真实世界 可持续发展已经不再只是快速消费品 (CPG) 制造商的新问题，如今，它是所有成功企业的首要策略。起初，企业可能不赞成这种策略，因为人们普遍会误以为可持续发展举措通常会削减制造商的利润。在著名的 “人类、地球、利润” 可持续发展原则中，这种思维方式已经消失，利润不再是首要原则。 •通过实施制造执行系统 (MES)，中国粮油食品进出口集团公司 (COFCO) 的子公司长城酒业有限公司在企业社会影响和产品价值方面都做出了积极的贡献。MES 系统帮助长城酒业高效实现更高的食品安全可追溯性要求。此系统还通过一种规划式消费者应用程序形成附加值，将可追踪的生产信息传送给客户，帮助他们更好地了解酿酒工艺的各种功能如何影响成品。 我们 Siemens Digital Industries Software 公司也曾一度以为环保与财政收入相对立，但如今我们却发现，事 实 并 非 如 此。譬 如，让 我 们 以 下 面 的 几 个 西 门 子客户为例： 这些企业以及很多其他企业都已意识到，制造业的可持续发展并不一定会将人类和地球放在利润的对立面。相反，具有建设性意义的可持续发展原则强调快消品企业对这三个方面做出积极贡献的机遇，让企业能够蓬勃发展并在未来取得成功。 •中国蒙牛乳业有限公司实施实验室信息管理系统(LIMS) 来 确 保 乳 品 的 安 全，以 期 通 过 系 统、电 子可追踪测试来实现可持续发展目标。此项投资很快获 得 回 报，因 为 LIMS 将 测 试 时 间 减 少 了 10% 到25%，效率提升超过 15%。 在具体探索此类可持续发展计划对贵公司的意义之前，我们不妨先回答这样一个问题：可持续发展对于制造业意味着什么？联合国世界环境与发展委员会对可持续发展的通用定义为：既满足当代人的需要，又不对后代人满足其需要的能力构成危害。如果旨在满足如今消费者需求的当前快消品制造活动耗竭了一些必要资源，或者破坏了生态系统重新生长或再生其他必要资源的能力，这些制造活动就被划定为非可持续发展。 •马爹利成功采用高级规划和调度 (APS) 系统降低其白兰地（蒸馏白兰地）生产的碳足迹。APS 系统中简化的调度功能可以尽可能地减少酒窖之间的运输、优化路线以及不同生产场所之间罐车的灌装。除了环境效益以外，APS 系统还赋能马爹利实现 12% 的生产效率提升、消除延迟交付现象并自动生成报告。 如今，可持续发展的完整范围已经从保护自然资源扩展到全面的环境、社会和治理 (ESG) 结构。西门子一直致力于 ESG 目标并推出了 DEGREE 框架，希望优化与去碳化、道德规范、治理、资源效率、员工的平等和就业能力相关的关键绩效指标 (KPI)。 环境的健康与保护 - 在制造这些产品的过程中，CPG企业竭力减少或消除废料和污染以保护能源和其他自然资源。 制造商持续不断的盈利能力 - 可持续发展涉及制造企业本身及其财务健康，企业可以将其用于更广阔的可持续发展举措，例如员工的平等和就业能力。 DEGREE 和其他类似框架可以为快消品企业的完整企业可持续性和社会责任提供指导。本白皮书重点聚焦制造活动可持续发展的主要因素，围绕和谐的人类、地球和利润模式展开阐述。我们发现，快消品行业的可持续制造，能够为以下方面做出贡献： 正如以上客户示例所示，CPG 企业正在以具体的方式转变运营，使其同时造福人类、地球和利润。本白皮书阐述如何实现盈利制造的可持续性。我们认为，关键在于，以战略方式采用制造运营管理 (MOM) 和其他数字化制造系统来创新、简化并验证制造运营。 人类的福祉和未来 - 快消品制造商生产的产品能够保护客户、员工、企业所在社区的健康和安全。 人类：现在和未来的快消品制造 快消品制造对于人类可持续发展的主要影响就在于且始终在于成品的安全性。正如一位行业专家所说：“我希望能将我们工厂生产出来的所有产品放在我孩子的桌前，并且确定此产品是安全、健康、高品质的。” 目前生产的产品安全性是基础所在，如今的可持续发展还要求产品成分、配方和包装创新。 过氧化钡、水银、铅超标等等。还有一些事故是因为安全措施本身引起不良后果，例如饮料生产商的原位清 洗 (CIP) 工 艺 残 留 的 清 洁 剂 进 入了下 一 批 次 的 产品，并最终进入消费者的购物车。原因在于，CIP 工艺之后的生产没有采样确保饮料安全。 如果快消品企业需要其他动力来消除安全漏洞，如今的社交媒体和互联网世界就已占据足够的分量。质量低下或者安全问题方面的评论很快就会传播出去。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实际产品质量对品牌成功的影响，也增强了产品以及制造商的质量声誉。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。 确保产品安全 在当前 CPG 生产线中，对于污染和外来物的警惕已经显著减少了产品安全问题以及与此相关的、成本高昂的产品召回数量，但是，近期的一些产品召回事故却展现出对于更高安全性的需求。只要在互联网进行快速搜索就会发现，近期化妆品、食品和饮料方面的召回事件原因都在于存在塑料、李斯特菌、沙门菌、石棉、 频繁采样和测试对于提高产品安全至关重要，但对于CPG 制造商而言，及时而经济实惠地实施和强制采样协议却充满挑战。现有测试系统和协议可能基于纸质文档，或者由孤立的数据管理系统提供支持。这些方法成为削减利润的可持续发展举措的代表。制造经理往往受到收入和效率的驱动，这样当然无可厚非，但传统采样和测试方法却成为这些目标的绊脚石。例如，量产可能需要仅在实验室分析结果确认中间产品满足安全标准之后，才会触发二级制造工艺。当现有测试协议造成的相关延误威胁到按时交付，管理人员往往进退两难。他们可能会选择冒着下游污染的风险开始二级工艺，而不会等到实验室分析做出发放决策。 直接从这种功能中受益，因为此功能可以助力实现快速响应和控制出现的任何污染或质量问题。此方法通过降低产品发放时的食品安全事故风险，可以在降低运营成本的同时提高消费者的安全。 满足如今的消费者需求 产品可追溯性还可以帮助满足消费者对于更高透明度的更多需求。当然，消费者对快消品制造商提出的透明度要求远不止产品安全。日益提高的对健康和环境的关注助推了特定营养价值（低脂低糖等）、剔除某些成分（无麸质、素食选择等）、在产品和包装材料、应季供应季节性产品方面更加可持续发展等消费者需求。新一代的消费者们倾向于向那些注重可持续发展投资的企业购买配方健康且环保的产品。这些消费者的品牌忠诚度远没有先前几代的消费者高，相反，他们会选择那些满足可持续发展需求的产品。 蒙牛乳业的 LIMS 实施正阐释了一种盈利的替代方案。为了更好地服务中国以及国外七千万名客户，该乳业公司的每个牛奶罐都需要经过 35 个关键生产步骤和105 项质量检测，才会到达消费者手中。蒙牛的质量控制实验室已经从书面记录、手工计算配方和手动输入数据进化为 Siemens Opcenter Laboratory，公司得以实行科学测试规划，借助系统采样点、采样规模、测试频率和测试仪器，消除手动处理形成的偏差。测试数据会自动收集并传输给 LIMS 系统，供其计算，而LIMS 也会决定结果是否符合国家标准。除了减少测试时间和提高效率以外，蒙牛如今还可以追踪任何工步的质量问题，从接收或预处理到仓库的精确位置。 在如今这样环保和健康意识强烈的世界里，充满了让快消品制造商开发更加可持续发展产品的机遇。包装材料可能会减少，变成环保材料或是可以循环利用的材料。那些看起来不那么健康的成分会被取代，譬如那些碳足迹大的成分，或者是那些对于环境或社会存在不良影响的成分。在近期一项名为 “升级改造” 的运动中，一些快消品企业尝试采用之前注定要作为废物处理的食品，例如剩余作物、根和茎、外观损坏的水果和蔬菜，或者榨汁工艺产生的果肉和果皮。由升级改造食品产生的成分包括巧克力棒中的糖分、烘焙食品的面粉、汤和羹中的蔬菜高汤以及酒精乳品饮料中的乳清。 另一种同时实现人类和利润需求的方式就在于，将LIMS 与制造执行系统 (MES) 集成，从而为标准化、数字化产品谱系和可追溯性提供支持。制造运营可以 但是，修改包装材料或者采用新的成分，远比消费者预期的更具挑战性。稍微观察一下巧克力行业，就会明显感受到这种可持续发展举措伴随的各种复杂性。对于很多食物而言，巧克力依赖棕榈油作为主要成分。出于森林砍伐、强迫劳动和其他因素方面的考虑，可持续发展倡导者密切关注棕榈油行业。尽管在可持续发展农业实践生产之下，棕榈油的供应不断增长，但其需求量远远超过可持续棕榈油的产量。这就督促人们寻求其他替代品，但是，从产品性能角度而言，很少有替代品能够做到一对一的匹配。新成分可能会影响产品的口味、口感或触感、保质时间、成本等。 同样并非易事。例如，装巧克力的袋子需要光和空气阻透性，才能确保存放时间。企业需要仔细选择并验证更多可持续的替代包装材料，才能达到同样的保护效果。如果改用卡纸，其碳足迹低且可循环利用性高，看起来似乎是一种符合逻辑的选择，但是存放在卡纸中的巧克力很容易沾染卡纸的味道。巧克力制造商可能还会考虑将袋子的天然成分改为可循环利用的塑料，但这种改变也需要验证确保不会对产品的品性产生不良影响。 抓住更高可持续性的机遇就需要快速创新、新思维以及大量测试。快消品企业在数字化控制和管理的配方产品设计 (FPD) 帮助之下，能够应对这些挑战。现代化 FPD 解决方案通过可扩展且灵活的产品数据管理平 在为产品寻求可行棕榈油替代品和其他可持续发展成分时，巧克力公司还在寻求更加环保的包装材料，这 台，赋能用户优化和简化相关研发活动。此数字化解决方案提供一种集成式功能模块集，能够管理成分和配方开发、试验和实验以及生产工艺设计。从电子记事本到配方和规格管理，FPD 无缝集成并对应产品和制造数据和工艺，从而加快实现新产品开发和引入。 的配方将直接上传到统一的真实数据源，即所有规格的中央存储库。这种加速的低成本新产品开发和引入方法赋能企业在发放更加可持续发展产品的同时，还能保持利润。 LIMS、MES 和 FPD 系统只是其中一些能够用于实施盈利可持续发展举措并为客户、员工和所在社区的健康和福祉做贡献的数字化工具。当然，可持续发展并不局限于人类和产品。打造这些产品并将其推向市场的那些过程对企业的环境影响也做出了巨大的贡献。除了 LIMS、MES 和 FPD 系统以外，更多制造运营管理(MOM) 系统和其他数字化制造工具也赋能快消品制造商同时满足地球和利润需求。 高效配方产品设计的核心在于数字孪生，产品配方和规格的虚拟表示存储在 FPD 的统一集中化数据存储库中。创新者修改现有数字孪生并在数字化环境中使用数字孪生。这样一来，企业就能