Die Entwicklung nachhaltigerer und leistungsstärkerer Produkte ist die Grundlage unseres Ziels für eine saubere Zukunft in der Haushaltspflege bei Unilever. Die Skalierung neuer Technologien vom Labor in die Fabrik bringt erhebliche und spannende Herausforderungen mit sich. Wie gehen wir also mit Innovationen um, um unseren Verbrauchern und unserem Planeten etwas zu bieten?
Wir sind davon überzeugt, dass in der Prozessentwicklung der größte Wert geschaffen wird, wenn DOE und Modellierung als Schlüsselkompetenzen bei jedem Prozessingenieur etabliert werden. Aus diesem Grund haben wir eine weltweit aktive Community of Practice aufgebaut, indem wir einen 70:20:10-Ansatz zur digitalen Weiterbildung verfolgt haben, wirkungsvolle Innovationen durch DOE liefern und hochwertige Projekte modellieren. Durch die Einführung einer „digitalen Denkweise“ konnten Ingenieure als Einzelpersonen Wirkung erzielen und Wert schaffen und durch strukturierte Datenerfassung und statistische Modellierung tiefgreifende technische Fachkenntnisse in Technologien der neuen Generation entwickeln. Dieser Ansatz hat die Einführung nachhaltiger Biotenside und CO2 -armer Formulierungen direkt in die Fabrik ermöglicht, wobei Kosten und Komplexität in den Lieferketten reduziert wurden. Neue, effiziente Prozessabläufe, die durch Modellierung optimiert wurden, haben zu Einsparungen im zweistelligen Millionenbereich und Leistungsverbesserungen der Produkte in unserem gesamten Home Care-Portfolio geführt.
Von der Formulierung bis zur Fabrik trägt unser Ansatz zur Prozessentwicklung dazu bei, die Clean Future-Revolution durch einen digitalen Innovationsansatz voranzutreiben.
Hallo, ich bin Ewan und arbeite als Prozessentwicklungsingenieur im Bereich Haushaltspflege bei Unilever. Heute erzähle ich Ihnen, wie wir eine aktive globale Community für einen digitalen Ansatz für Innovation und Nachhaltigkeit aufgebaut haben. Ob Sie die Marken oder das Unternehmen selbst kennen: Unilever ist eines der weltweit größten Konsumgüterunternehmen mit einem Portfolio führender, zweckgebundener Marken, Haushaltspflegemarken wie Persil oder OMO und Comfort sowie anderen Marken, die Sie kennen, wie Ben & Jerry's und Dove. Wir haben eine konkurrenzlose Präsenz in zukünftigen Wachstumsmärkten. Als Unternehmen haben wir einen entschlossenen kommerziellen Fokus auf Nachhaltigkeit.
Dieser Fokus als nachhaltiges Unternehmen trägt nun dazu bei, einen echten Einfluss auf den Planeten auszuüben, und zwar durch die 3,4 Milliarden Menschen, die unsere Produkte in über 190 Ländern täglich nutzen. Die Reichweite, die wir als nachhaltiges Unternehmen haben, führte 2022 zu einem Umsatz von über 60 Milliarden Euro.
Unser Geschäftszweck und unsere Ambitionen kommen in unserer Strategie für eine saubere Zukunft voll zur Geltung. Dabei geht es um die Bereitstellung von Produkten, die in puncto Produktleistung unübertroffen überlegen sind, die in allen Preisklassen und bei allen unseren Marken einen hohen Wert bieten und die nachhaltig sind. Es ist die Kombination aller drei Aspekte in jedem Produkt, das wir unseren Verbrauchern liefern, die im Mittelpunkt unserer Strategie stehen, die diese Strategie so fortschrittlich macht. Es gibt über 50 Belege für die tatsächliche Wirkung und Geschäftskraft, die diese Strategie ermöglicht hat.
Im Bereich Haushaltspflege ist es die Prozessentwicklung, die unsere Strategie für eine saubere Zukunft auf Fabrikmaßstab bringt. Wir nehmen die Ambitionen von Formulierungswissenschaftlern und Vermarktern und skalieren von Laborkonzepten bis hin zu einer optimierten Produktion im Fabrikmaßstab auf der ganzen Welt. Normalerweise tun wir dies in vier Schlüsselschritten, von denen der erste darin besteht, ein Verständnis dafür zu entwickeln, wie die Formulierung und der Prozess interagieren. Ob es nun der Effekt der Temperatur ist, der das Produkt dickflüssiger und schwerer pumpbar macht, ob es Auswirkungen auf die Klarheit des Produkts hat, also ob es klar oder trüb aussieht, wir müssen wirklich im Voraus ein Verständnis dieser Interaktionen entwickeln, damit sie in alle nachfolgenden Schritte einfließen können. Der nächste Schritt ist die Gestaltung eines Prozesswegs.
Wir beginnen zu verstehen und uns ein Bild davon zu machen, wie wir das verarbeiten wollen, sowohl im Pilotmaßstab, also im kleinen Maßstab, als auch im großen Maßstab, also in unseren Fabriken auf der ganzen Welt. Ausgehend von diesen beiden Schritten können wir dann anfangen, Regeln für die Skalierung zu entwickeln. Das ist die Arbeit an der Skalierung in Pilotanlagen. Ob wir Produkte in Chargen von 50 Kilogramm, 100 Kilogramm oder 200 Kilogramm oder sogar noch mehr herstellen. Hier beginnen wir wirklich, Regeln zu entwickeln, die im Fabrikmaßstab gelten, wo wir in der Größenordnung von Tonnen pro Charge produzieren. Daraus resultiert der Hauptanlagenversuch. Wir testen unser Produkt in aktiven Fabriken auf der ganzen Welt.
In jedem dieser Schritte können wir eine Menge Daten und ein großes Verständnis generieren, das wir in den nächsten Schritt einbauen können. Wir wollen so explorativ wie möglich vorgehen, um den Innovationsprozess wirklich voranzutreiben und Produkte zu entwickeln, die konzeptionell neu sind und die unsere Verbraucher wollen. Unser Ziel dabei ist es, diese Daten und unser Ziel, explorativ vorzugehen, mit einer digital gesteuerten Innovationspipeline während des gesamten Prozesses zu verknüpfen.
Das haben wir versucht. Wir wollten einen hypothesengesteuerten Ansatz für die Versuchsplanung testen und brauchten eine neue Rezeptur für die Markteinführung einer unserer beliebten Haushaltspflegemarken. Wir mussten diese in über elf Fabriken weltweit einführen, die über 25 verschiedene Arten, Größen und Maßstäbe von Mischern umfassten. Das ist eine große Herausforderung und im Grunde eine globale Markteinführung. Wie können wir dies optimieren, um eine unübertroffene Produktleistung zu erzielen, die unseren Verbrauchern einen hohen Mehrwert bietet und gleichzeitig ein nachhaltiges Produkt liefert?
Denn jede Optimierung, die wir in diesem Schritt vornehmen, kann unseren 3,4 Milliarden Verbrauchern auf der ganzen Welt und im Grunde auch unserem Planeten zugutekommen. Wir begannen mit der Formulierung einer Hypothese, die aus den Prozessparametern bestand, die unserer Meinung nach unser Produkt beeinflussen könnten, seien es die Produktqualitätsparameter selbst oder der Prozess. Wir erprobten einen Versuchsaufbau im Pilotmaßstab. Indem wir dies in kleinerem Maßstab tun, bevor wir in eine Fabrik skalieren, können wir Kosten und Rohstoffe minimieren und den Prozess tatsächlich auch beschleunigen. Anhand dieser Daten konnten wir mit der Modellierung einiger unserer Qualitätsparameter beginnen. Ein tatsächliches Beispiel wird hier gezeigt.
Dadurch konnten wir die wirklich kritischen Kontrollpunkte identifizieren, nicht nur im Prozess selbst, sondern auch in einigen Formulierungsparametern. Was wir hier sehen, ist die Vorhersage unseres Produkts. Die Viskosität hängt von der Temperatur ab. Ein weiterer Qualitätsparameter, Parameter 2 und die Materialien A und B.
Parameter 2 und Material A haben keinen großen Einfluss auf die Viskosität, aber der wirklich interessante Teil sind Temperatur und Material B. Wenn wir die Temperatur noch weiter senken, bleiben wir im grünen Bereich innerhalb der Spezifikation. Wenn wir Material B reduzieren, ist es dasselbe. Es besteht das Potenzial, durch Temperatursenkung Energie zu sparen, und das Potenzial, durch Reduzierung von Material B Kosten zu senken. Beides führt tatsächlich zu einer Reduzierung der Treibhausgase.
Dies war der Geschäftsvorteil, den wir mit diesem Ansatz erzielen konnten: Materialeinsparungen im zweistelligen Millionenbereich und eine globale Energieeinsparung im Sinne der Nachhaltigkeit, alles für eine saubere Zukunft. Dies ist die Arbeit eines einzelnen Ingenieurs oder eines kleinen Teams. Wenn wir dies erreichen können, warum sollten wir dann nicht jedem Ingenieur diese Schlüsselkompetenzen vermitteln wollen? Genau das haben wir uns vorgenommen.
Wir wollten die Versuchsplanung und Modellierung zu Schlüsselkompetenzen für jeden Ingenieur in der Entwicklung von Prozessen für die häusliche Pflege auf der ganzen Welt machen. Diese Ingenieure haben unterschiedliche Muttersprachen, leben in unterschiedlichen Ländern, in unterschiedlichen Zeitzonen und befinden sich in unterschiedlichen Entwicklungsstadien. Ziel war es, sicherzustellen, dass jeder von einem Programm profitieren kann. Verschiedene Teams arbeiten an unterschiedlichen Produkten, entwickeln also Spezialisierungen und möchten vielleicht bestimmte Funktionen von Jump nutzen. Wir haben eine globale Community of Practice geschaffen, in der Ingenieure zusammenkommen, ihre Erkenntnisse austauschen und wir uns gemeinsam weiterbilden können.
Wir haben hierfür den Ansatz des sogenannten 70:20:10-Ansatzes gewählt. Zehn Prozent der Zeit wurden für strukturierte Schulungen aufgewendet, die von JMP-Champions geleitet wurden, also von Ingenieuren mit höherer Kompetenz im Umgang mit JMP in unserem Team, die mit anderen Ingenieurteams zusammenarbeiteten, um ihre Fähigkeiten zu verbessern. Zwanzig Prozent waren gemeinsame Lernerfahrungen. Regelmäßige Community-of-Practice-Sitzungen mit Ingenieuren als Teilnehmern und ihren Mentoren, damit wir unsere Erkenntnisse, unsere Kämpfe, Herausforderungen und wirklich unsere Fortschritte mit Jump teilen können, mit einem Namen, um alle weiterzubilden. Die 70 % sind der wichtigste Teil dieses Programms. Das bedeutet, Wirkung durch praktische Arbeit mit Schlüsseltechnologien in hochwertigen Projekten zu erzielen.
Diese Projekte sind große geschäftliche Wetten, die wir starten wollen. Die Verwendung von DOE kann helfen, Zeitpläne zu beschleunigen, Produkte zu optimieren und uns helfen, das Verhalten des Produkts auf einem nie dagewesenen Niveau zu verstehen. Wenn wir DOE und Modellierung optional machen würden, würde nichts passieren. Wir versuchen hier, die Arbeitsweise zu ändern, also müssen wir dies als Ansatz für unsere Projekte mit hohem Wert integrieren.
Wir begannen damit, eine gute, strukturierte Datenerfassung zu etablieren, die eine Grundlage für all unsere zukünftigen Modellierungsarbeiten bildet. Wir wollten wiederum einen DOE-First-Ansatz für unsere Untersuchung etablieren. Wir verwendeten hierfür normalerweise ein benutzerdefiniertes Design in JMP unter Verwendung einer Antwortoberfläche. Dies war komplex genug, um die Formulierungen und Prozesse genau darzustellen, aber nicht zu komplex, sodass es sehr lange dauern würde oder für unsere Ingenieure auf der ganzen Welt unmöglich zu verstehen wäre.
Darauf aufbauend wollten wir die Fähigkeiten unserer Ingenieure in den Bereichen Datenanalyse und Modellierung ausbauen, damit sie Erkenntnisse über die Formulierungen und Prozesse gewinnen können. Auch das ist unkompliziert und einfach: Lineare Regression mit Standard-Kleinstquadraten. Wir wollten sicherstellen, dass unsere Modelle keine Multikollinearität aufweisen. Wenn wir eine effektive Temperatur sehen, wollen wir 100 % sicher sein, dass es sich um die Temperatur handelt und nicht um ein Artefakt einer anderen Interaktion. Das eigentliche Ziel dieser Reise ist, dass wir Experteningenieure ausbilden können, die wertvolle technologische Erkenntnisse gewinnen können.
Von kundenspezifischen Designs und einfacher Regression zu anderen Funktionen wie Simulationen übergehen. Ob wir Produktspezifikationen simulieren können, beispielsweise mithilfe von Wunschfunktionen, um unsere Produkte hinsichtlich Batch-Zykluszeit oder Kosten zu optimieren, und zu komplexeren Modellierungsmethoden übergehen. Weg von der numerischen Modellierung für Viskosität und hin zur Berücksichtigung anderer Faktoren wie Schaum.
Das ist uns gelungen. Ich werde Ihnen einige Fallstudien vorstellen, in denen es uns gelungen ist, hervorragende Produkte zu entwickeln, Produkte mit hohem Wert anzubieten und unseren Verbrauchern Einsparungen zu ermöglichen, und in denen es uns gelungen ist, nachhaltige Produkte zu liefern, um alle drei Aspekte gleichzeitig in unseren Produkten zu vermarkten. Das erste ist ein Beispiel für eines der komplexesten Produkte, die wir je entwickelt haben.
Alles begann mit der Charakterisierung durch DOE. Durch die Modellierung des Formulierungsraums konnten wir ein wirklich tiefgreifendes Verständnis der Formulierung entwickeln. Auf Grundlage dieses Verständnisses können wir die Formulierung optimieren. Das ist entscheidend, denn mit unserem Ansatz für eine saubere Zukunft wollen wir unsere Formulierungen neu gestalten, nicht nur für Flüssigkeiten, sondern auch für Pulver, Gele, Kapseln, Cremes und Riegel. Wir müssen lernen, wie wir möglichst nachhaltige Formulierungen herstellen und diese mit hervorragender Leistung und hohem Wert liefern können. Aus diesem Grund ist die Charakterisierung von entscheidender Bedeutung.
Dieses Produkt war sehr komplex und wir mussten in der Lage sein, eine Fabrik daraus zu machen. Wir haben mit den Fabrikteams zusammengearbeitet, um Fabrikdaten in unser Modell zu integrieren. So konnten wir simulieren, wie sich die Rezeptur in unseren Fabriken verhält. Das hat nicht nur beim Rezepturteam, dem Prozessentwicklungsteam, sondern auch bei den Fabrikteams und Marketingteams Vertrauen geschaffen. Die Ergebnisse unserer Modellierung ermöglichten es uns, mehrere Millionen Euro an Kapitalinvestitionen einzusparen.
Die Situation, in der wir uns jetzt befinden, ist, dass wir die Risiken der Formulierungen in der Formulierungsentwicklungsphase, vor der Skalierung, bei der Arbeit, vor der Fabrikeinführung minimieren können, weil wir Vertrauen in die richtige Skalierung von Produkten aufbauen können, die leistungsstärker sind als je zuvor und einen besseren Wert haben als je zuvor. Dieses Produkt war zu 100 % nachhaltig. Durch DOE und Modellierung sind wir in der Lage, überlegene Produkte, Produkte mit großem Wert und nachhaltige Produkte herzustellen.
Das zweite Beispiel ist sehr ähnlich. Dies ist ein Produkt, das Sie wahrscheinlich sehr häufig verwenden. Es ist sehr bekannt. Auch hier begannen wir mit der Charakterisierung nicht nur der Formulierung, sondern auch des Prozesses. Die Untersuchung der Wechselwirkungen führte hier zu neuen Erkenntnissen. Erkenntnisse, die wir zuvor weder hinsichtlich der Formulierung noch des Prozesses hatten.
Mit diesem Verständnis und diesem Modell konnten wir die Zeit, die für die Herstellung jeder einzelnen Charge im Fabrikmaßstab benötigt wird, um 26 % reduzieren, eine Verkürzung der Chargenzykluszeit um 26 %. Das ist nicht nur eine Zeitersparnis, denn all die eingesparte Zeit ist jetzt Zeit, die wir für die Herstellung anderer Produkte verwenden können, dieses Produkt und alle unsere anderen Marken, die wir an die Verbraucher liefern können. Wir setzen die Kapazität der Fabrikproduktion frei und bauen hier auf unserem Modell auf. Über die Chargenzykluszeit hinaus können wir Kosten und andere Qualitätsparameter einbeziehen, um mit der Modellierung und Profilierung mehrerer Parameter gleichzeitig zu beginnen.
Dadurch konnten wir eine hohe Leistung aufrechterhalten, Kosten senken, die wir als Einsparungen an den Verbraucher weitergeben können, und die Produktnachhaltigkeit durch eine Reduzierung unseres Polymers um 21 % verbessern, das normalerweise nicht biologisch abbaubar ist. Auch hier sind wir in der Lage, die Leistung aufrechtzuerhalten, unseren Verbrauchern einen hohen Mehrwert zu bieten und nachhaltige Produkte zu liefern, nicht nur für unsere Verbraucher, sondern auch für unseren Planeten.
Ich möchte ein paar wichtige Erkenntnisse aus unserer Reise mit Ihnen teilen. Es war wirklich die Konzentration auf Projekte mit hohem Wert, die uns geholfen hat, die echten geschäftlichen Auswirkungen zu erzielen, die wir hier sehen. Es hat uns ermöglicht, Stakeholder für den digitalen Innovationsansatz zu gewinnen und hat wirklich geholfen, diesen auszuweiten, nicht nur in der Formulierung, sondern auch in der Prozessentwicklung, der Lieferkette und anderen Teams. Wir haben uns von der Prozessentwicklung verabschiedet und weiten diese jetzt aus.
Der zweite Grund sind die häufigen Präsentationen. Die geteilten Erkenntnisse, 20 % unserer Reise, haben dabei geholfen, die Entwicklung der Teams aufrechtzuerhalten. Sie haben dabei geholfen, das Tempo der Wertschöpfung für das Unternehmen aufrechtzuerhalten. Nachdem ich diese Präsentationen geschrieben und gehalten hatte, wurde es viel einfacher, dieses Verständnis auch auf andere Teams und auch auf Stakeholder zu übertragen. Es hat auch den Stakeholdern geholfen, sich einzumischen.
Die dritte Erkenntnis ist, dass die Einzelbetreuung am Anfang eine enorme Investition an Ressourcen war, aber für uns bei weitem die wertvollste. Diese Investition in der Anfangsphase hat wirklich dabei geholfen, die Fähigkeiten der Ingenieure schnell zu verbessern, und dass Ingenieure so professionell mit JMP umgehen und mit anderen Ingenieuren zusammenarbeiten konnten, hat uns geholfen, uns auf das zu konzentrieren, was aus Sicht der Formulierung und des Prozesses und aus übergeordneter Sicht wirklich wichtig war. All dies ist ein Fokus auf die Reise, und ihr langfristiges Engagement ist der Schlüssel, wenn wir unsere Arbeitsweisen erfolgreich ändern wollen. Das geht nicht über Nacht. Es ist eine lange Reise, und sie erfordert auch einige Opfer.
Ihre Produktivität ist etwas geringer, wenn Sie neue Tools erlernen, wenn Sie anfangen, auf andere Weise zu arbeiten, ist Ihre Leistung geringer, aber die Ergebnisse stellen sich erst ein, wenn die Produktivität zu steigen beginnt, denn jede technische Erkenntnis, die Sie aus Ihren Modellen ziehen können, führt zu einem neuen Raum, den es zu erkunden gilt, was wiederum zu weiteren Erkenntnissen führt. Sie beginnen hier, einen zirkulären Innovationsprozess zu entwickeln. Diesen zirkulären Innovationsprozess führen wir jetzt durch, nicht nur in der Prozessentwicklung, sondern im gesamten Bereich der häuslichen Pflege.
Ich bin Ewan und habe Ihnen gerade erklärt, wie wir bei Unilever eine aktive globale Community für einen digitalen Ansatz für Innovation und Nachhaltigkeit aufgebaut haben. Vielen Dank.
