歐萊雅集團位于法國北部的 Caudry 工廠主要負責為其高端化妝品部生產高品質的護膚品、睫毛膏和底妝系列。其中三條生產線已經配備了倍福的 XTS 磁懸浮輸送系統(tǒng)，包括全新的 Agile F24 灌裝封蓋生產線，能夠根據企業(yè)戰(zhàn)略規(guī)劃快速在不同的產品規(guī)格間切換，同時提高生產效率，提升其生產操作的靈活性。此外，新系統(tǒng)將先前使用的五臺獨立設備的功能整合于一體，減少了設備的占地面積。
歐萊雅是全球知名的護膚、彩妝、護發(fā)品牌，是一家打造時尚與魅力的企業(yè)，產品涉及化妝品和護膚品的各個領域，專業(yè)提供基礎護膚、明星彩妝、護發(fā)染發(fā)等全方位產品，是世界十大奢侈化妝品牌之一。面對消費者日益增長的個性化需求及化妝品小批量生產趨勢，特別是在高檔奢侈化妝品領域，歐萊雅董事會制定了新的戰(zhàn)略目標，旨在全面提升公司的生產運營運營水平和靈活性。
XTS 磁懸浮輸送系統(tǒng)助力重新調整生產經營布局
此前，Caudry 工廠生產底妝產品使用的設備來自不同的供應商，這些設備通過輸送系統(tǒng)和產品緩沖區(qū)以傳統(tǒng)的物流方式連接在一起。然而，由于缺乏靈活性，生產線不再能夠支持產品種類的不斷增多和經濟地進行越來越小批量化的生產。
因此，歐萊雅決定對其生產布局進行根本性的調整，實施一條創(chuàng)新的生產線，它能夠適應所有生產對象的規(guī)格變化，同時具有轉換速度快，生產成本低的特點。這條名為 Agile F24 的新型生產線是由一個由歐萊雅高檔化妝品部的項目經理 Franck Lefort 領導的 9 人團隊規(guī)劃設計的。他們與設備制造商 Secad 合作，共同開發(fā)整個系統(tǒng)方案。經過評估，雙方決定用一條基于 XTS 智能輸送系統(tǒng)的生產線取代現有設備。
圖1 新的靈活的 Agile F24 生產線將先前五臺獨立的設備的功能整合于一體，可以優(yōu)化物料流，提高產能。
Franck Lefort 認為，實施新生產線時面臨的最大挑戰(zhàn)是要讓整個生產過程獨立于設備的剛性節(jié)拍：“雖然我們以前也可以用輸送帶和設備之間的產品緩沖區(qū)解決這個問題，但是 XTS 的關鍵優(yōu)勢在于動子可以獨立控制。這樣可以讓設備節(jié)拍和每個工站的節(jié)拍解耦，例如，通過在路徑上簡單的增加耗時工站的數量，從而優(yōu)化物料流，提高生產效率。”
XTS 磁懸浮輸送系統(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個動子構成的 XTS 系統(tǒng)為核心，可以沿著智能輸送系統(tǒng)布置各個底妝產品灌裝工位。灌裝過程包括六個工站：進瓶、灌裝、插入分配器泵、軋蓋和貼標簽以及成品出料。進料使用的是一個搬運機器人，它從托盤中取出兩個或三個空瓶子，并將它們放到固定在動子上的運輸容器中。在后續(xù)工位中，由機器人或搬運系統(tǒng)進行灌裝，插入分配器泵或滴管（具體取決于產品）并擰緊，然后在瓶子頂部放置一個蓋子并軋緊。隨后在瓶身上噴印帶有顏色、批號和有效期的激光噴碼，并貼上標簽。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。
圖2 由一套 22米的環(huán)形軌道和40個動子構成的高度緊湊型XTS系統(tǒng)可將以前的系統(tǒng)占地面積減少約 30%，節(jié)省了寶貴的生產空間
減少系統(tǒng)占地面積，提高靈活性
XTS 的一個關鍵優(yōu)勢是其動子可以獨立控制，每個瓶子由一個動子輸送給各個加工工位。動子根據各自工位的加工時間停止或者完成任務后將瓶子加速輸送到下一個工位。這樣消除了設備之間的節(jié)拍差異，也無需在設備之間提供復雜的接口和產品緩沖區(qū)。
XTS 系統(tǒng)將以前使用的五臺設備集成到同一個系統(tǒng)中。XTS 系統(tǒng)的高度集成和緊湊的設計讓系統(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效率。這樣，歐萊雅就可以在不擴大生產面積的情況下滿足未來高檔化妝品的需求不斷增長的趨勢。而 XTS 系統(tǒng)的另一個重要優(yōu)點就是靈活性非常高，可以保障投資安全。
XTS 系統(tǒng)基于 TwinCAT 軟件實現控制，可以通過相應的參數集在不同的產品型號之間切換，無需使用多臺設備，即可在同一個生產線中處理不同產品規(guī)格的切換。XTS 系統(tǒng)的另一個優(yōu)勢是在最小批量生產方面：“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間內切換到另一種顏色。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 工廠經理 Jean-Yves Vey 解釋道。規(guī)格切換所需的時間減少了一半，系統(tǒng)可用性也大大提高。同一條生產線現在既可以實現小到幾百件的小批量生產，也可以實現大到數百萬件的大批量生產，而且可以適應七種不同的規(guī)格類型，最重要的是，只需要 40 個，而不是 300 個托盤。Jean-Yves Vey 在提及 TwinCAT 控制的 XTS 系統(tǒng)在質量保證方面的其它優(yōu)勢時說道：“XTS 系統(tǒng)的集中控制原則使得各項操作，特別是質量管理任務，包括樣品剔除、必要時的生產線空轉以及核對重量，都變得更加容易。所有這些任務（包括 RFID 支持）都完全是自動完成的。”
圖3 經理 Franck Lefort 演示了如何通過倍福的一臺方便的多點觸控控制面板輕松訪問中央控制系統(tǒng)
基于 PC 的控制技術用作通用的自動化解決方案
除了 XTS 系統(tǒng)之外，還可以使用TwinCAT 軟件實現更進一步的自動化任務，為整個系統(tǒng)提供一個統(tǒng)一的集中控制平臺。這些附加任務包括使用 PLC 軟件和集成軸控制實現的順序控制、云連接及其它機器功能，例如基于 TwinCAT 的機器人和人機界面。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 端子模塊以及防護等級高達 IP 67 的 EtherCAT P 端子盒。可以安裝在靠近各個傳感器和執(zhí)行器附近的 EtherCAT P 組件通過一根電纜實現通信和供電，大大簡化了接線工作。
倍福還為系統(tǒng)安裝提供了 39 臺 AM8000 系列伺服電機，這些電機與 EL7211 EtherCAT 伺服電機端子模塊或 AX5000 伺服驅動器一起用作各種搬運設備的驅動軸。AM8000 系列采用的單電纜技術（OCT）將動力和反饋系統(tǒng)整合在一根標準電纜中，顯著減少了布線需求。
圖4 靈活的F24生產線配備了39臺倍福AM8000系列伺服電機，圖中所示的是一個瓶子封裝工位。
期待未來
借助 XTS 系統(tǒng)和基于 PC 的控制技術，客戶能夠開發(fā)出一條面向未來的化妝品柔性生產線，滿足消費者的高品質要求和新的消費預期。操作人員可以自行控制整個工藝過程，包括所有質量檢查和取樣，并快捷方便地實現規(guī)格切換。在雙方合作初步取得成功后，歐萊雅集團決定繼續(xù)與倍福保持長期合作關系，實現更多布局靈活的模塊化生產線。
