在联合利华,我们致力于打造家庭护理领域“清洁未来”,而创新研发更具可持续性、性能更优的产品正是我们这一愿景的基石。将新技术从实验室推广到工厂生产,会带来诸多挑战,也令人振奋。那么,我们该如何进行创新,才能真正造福消费者和地球呢?
在工艺开发领域,我们坚信,若能将实验设计(DOE)和建模确立为每位工艺工程师的核心技能,便能创造最大价值。因此,我们构建了一个全球活跃的实践社群,采用70:20:10的数字化技能提升模式,通过DOE和建模在高价值项目中实现具有影响力的创新。秉持“数字化思维”,工程师们能够以个人身份创造影响力并创造价值,并通过结构化数据采集和统计建模,在新一代技术领域积累深厚的专业技术。这种方法使得可持续生物表面活性剂和低二氧化碳配方能够直接引入工厂,从而降低整个供应链的成本和复杂性。通过建模优化的全新高效工艺路线,已为我们的家庭护理产品组合节省了数千万欧元,并显著提升了产品性能。
大家好,我是Ewan,是联合利华家居护理部门的一名工艺开发工程师。今天,我将和大家分享我们如何构建一个活跃的全球社区,以数字化优先的方式推动创新和可持续发展。无论您是否了解我们的品牌或公司本身,联合利华都是全球最大的消费品公司之一,旗下拥有众多领先的公益品牌,包括Persil、OMO和Comfort等家居护理品牌,以及Ben & Jerry's和Dove等您耳熟能详的品牌。我们在未来增长型市场拥有无可比拟的优势。作为一家企业,我们始终坚持以商业为导向,并致力于可持续发展。
如今,我们作为一家可持续发展型企业,通过遍布190多个国家和地区的34亿用户,正切实地为地球带来积极影响。我们作为一家可持续发展型企业所取得的成就,使我们在2022年实现了超过600亿欧元的营业额。
如今,我们作为一家企业的宗旨和抱负在我们的清洁未来战略中得到了充分体现。这意味着我们将提供性能卓越、物超所值的产品,涵盖我们所有品牌的所有产品线,并且所有产品都具有可持续性。正是这三点的完美结合,使我们交付给消费者的每一款产品都成为我们战略的核心,也正是这一点,成就了这项前瞻性战略。超过50个实例证明了这项战略所带来的实际影响和商业力量。
在家庭护理领域,工艺开发是实现我们清洁未来战略并最终实现工厂规模化生产的关键。它将配方科学家和市场营销人员的雄心壮志,从实验室概念逐步扩展到全球范围内的优化工厂规模生产。通常,我们通过四个关键步骤来实现这一目标。第一步是深入了解配方和工艺之间的相互作用。例如,温度变化会导致产品变稠、泵送困难,或者影响产品的透明度(例如,产品看起来是清澈还是浑浊),我们需要提前了解这些相互作用,以便为后续所有步骤提供依据。第二步是工艺路线设计。
我们开始理解并构建处理流程的思路,包括中试规模(小规模)和大规模生产(在全球各地的工厂)。通过这两个步骤,我们可以开始制定放大生产规则。这属于中试工厂的放大生产工作。无论我们生产的是50公斤、100公斤还是200公斤,甚至更多,我们都要在此基础上制定适用于工厂规模生产的规则,届时我们将以吨级批量生产。最终,我们将进行主要的工厂试验,在全球各地的实际工厂中测试我们的产品。
在每个步骤中,我们都能生成大量数据,获得丰富的理解,为下一步奠定基础。我们希望尽可能地进行探索,真正推动创新进程,打造出概念新颖、消费者真正需要的产品。我们的目标是,能否将这些数据以及我们探索创新的愿望,融入到贯穿整个流程的数字化驱动型创新体系中。
这就是我们尝试的方法。我们想试行一种假设驱动的实验设计方法,因为我们需要研发一种新的配方,用于推出我们旗下一个颇受欢迎的家居护理品牌。我们需要在全球超过11家工厂推出这款产品,这些工厂共配备了超过25台不同类型、尺寸和规模的搅拌机。这无疑是一个巨大的挑战,本质上是一次全球推广。我们该如何优化才能打造出性能卓越、无可比拟的产品,为消费者提供超值体验,同时确保产品的可持续性呢?
因为我们在这一步骤中所做的每一项优化都能惠及全球34亿消费者,乃至整个地球。我们首先提出了一个假设,即哪些工艺参数可能会影响我们的产品,无论是产品质量参数本身还是工艺流程。我们在试点规模上尝试了实验设计方法。在扩大生产规模之前进行小规模试验,可以帮助我们最大限度地降低成本和原材料消耗,并加快生产速度。基于这些数据,我们开始对一些质量参数进行建模。以下是一个实际示例。
这使我们能够识别出真正的关键控制点,不仅包括工艺本身,还包括一些配方参数。这里展示的是我们产品的预测结果。粘度取决于温度。另一个质量参数是参数 2,它与材料 A 和 B 有关。
现在,参数 2 和材料 A 对粘度的影响并不大,真正有趣的是温度和材料 B。如果我们进一步降低温度,粘度仍然在规格允许的范围内。如果减少材料 B 的用量,结果也一样。降低温度有可能提高能源效率,而减少材料 B 则有可能降低成本。这两项措施实际上都有助于减少温室气体排放。
这就是我们通过这种方法实现的商业效益:节省了数千万欧元的材料成本,并在全球范围内降低了能源消耗,从而促进可持续发展,最终打造一个清洁的未来。当然,这只需要一位工程师或一个小团队就能完成。既然我们能够取得这样的成就,为什么不让每一位工程师都掌握这些关键技能呢?这正是我们努力的目标。
我们希望为全球所有从事家庭护理流程开发的工程师提供实验设计和建模的关键技能。这些工程师的母语各不相同,居住在不同的国家、不同的时区,并且处于不同的职业发展阶段。我们的目标是确保每个人都能从同一个项目中受益。不同的团队负责不同的产品,因此他们会发展出各自的专长,也可能希望使用 Jump 的某些特定功能。我们创建了一个全球实践社区,工程师们可以在这里聚集、分享经验,并共同提升技能。
我们采用的方法是所谓的“70:20:10”模式。10%的时间用于结构化培训,由JMP专家(即团队中JMP使用水平较高的工程师)负责,他们与其他工程团队合作,提升技能。20%的时间用于经验分享。我们定期举办实践社区会议,工程师及其导师参与其中,分享学习心得、遇到的困难和挑战,以及我们在Jump方面的进步,旨在提升所有人的技能。剩下的70%是该计划中最关键的部分,即通过在高价值项目中运用关键技术进行实践操作来产生实际影响。
这些项目是我们想要推出的重大商业项目。运用实验设计(DOE)可以帮助我们加快进度,优化产品,并帮助我们以前所未有的深度了解产品的行为。如果我们把实验设计(DOE)和建模都设为可选项,那就什么都不会发生。我们正在努力改变工作方式,因此必须将这种方法融入到我们高价值的项目中。
我们首先着手建立良好、结构化的数据采集体系,为我们未来的所有建模工作奠定基础。我们希望再次强调以实验设计(DOE)为先导的探索方法。为此,我们通常在JMP中使用自定义响应面模型。该模型既足够复杂,能够准确地表示配方和工艺流程,又不会过于复杂,以至于耗时过长或难以被全球各地的工程师理解。
在此基础上,我们希望培养工程师的数据分析和建模技能,以便他们能够深入了解配方和工艺流程。这同样简单直接:使用标准最小二乘法进行线性回归。我们希望确保模型中不存在多重共线性。如果我们观察到有效温度,我们希望百分之百确定它确实是温度,而不是其他交互作用造成的假象。我们此举的真正目标是培养能够创造增值技术洞见的专家型工程师。
从定制设计和基础回归分析转向其他功能,例如模拟。例如,我们可以模拟产品规格,利用期望函数优化产品的批次周期时间或成本,并转向更复杂的建模方法。不再局限于粘度数值建模,开始考虑泡沫等其他因素。
这就是我们取得的成就。接下来,我将通过几个案例,向大家展示我们如何成功开发出卓越的产品,如何提供高性价比的产品并为消费者节省开支,以及如何同时将这三点融入到我们的产品中,并最终实现可持续发展。第一个案例是我们迄今为止开发过的最复杂的产品之一。
一切都始于通过实验设计(DOE)进行表征。对配方空间进行建模帮助我们真正深入了解配方。基于这种了解,我们能够优化配方。这一点至关重要,因为秉持着清洁未来的理念,我们希望重塑配方,不仅针对液体,还包括粉末、凝胶、胶囊、乳膏和棒状产品。我们必须学习如何生产出最具可持续性的配方,并确保其性能卓越、物超所值。这就是表征如此重要的原因。
这款产品非常复杂,我们需要确保工厂能够生产出符合要求的产品。为此,我们与工厂团队合作,将工厂数据整合到我们的模型中,从而模拟出产品配方在工厂中的实际表现。这不仅增强了配方团队和工艺开发团队的信心,也提升了工厂团队和市场营销团队的信心。最终,我们的建模成果帮助我们节省了数百万欧元的资本投入。
我们现在所处的局面是,我们可以在配方开发阶段、规模化生产之前、工厂投产之前,降低配方风险,因为我们能够建立起信心,确保在合适的时机推出性能更优、性价比更高的产品。这款产品实现了100%的可持续性。通过实验设计(DOE)和建模,我们能够生产出卓越、高性价比且可持续的产品。
第二个例子与第一个例子极其相似。这可能是你经常使用的产品,它非常有名。同样,我们首先不仅分析了配方,还分析了生产工艺。通过研究其中的相互作用,我们对配方和生产工艺都有了全新的认识,这是我们之前所不了解的。
基于这种理解和模型,我们成功地将工厂规模下每批次产品的生产时间缩短了26%,批次周期时间也缩短了26%。这不仅仅是节省时间,因为节省下来的时间可以用来生产其他产品,包括这款产品以及我们所有其他品牌的产品,从而更好地服务于消费者。我们正在释放工厂的生产能力,并在此基础上进一步完善我们的模型。除了批次周期时间之外,我们还能将成本和其他质量参数纳入考量,从而开始同时对多个参数进行建模和分析。
这使我们能够保持高性能,降低成本,从而将节省的成本回馈给消费者,并通过减少21%的聚合物用量(这些聚合物通常不可生物降解)来提高产品的可持续性。再次强调,我们能够保持产品性能,为消费者提供卓越价值,并提供可持续的产品,这不仅对消费者有益,对地球也有益。
想和大家分享一下我们一路走来的一些关键经验。正是对高价值项目的专注,才帮助我们创造了如今所看到的切实业务影响。这使我们能够让利益相关者接受以数字化为先导的创新方法,并真正帮助我们开始拓展这种模式,不仅在配方研发方面,还在工艺开发、供应链和其他团队中推广。我们已经完成了工艺开发,现在正在进一步拓展这方面的工作。
第二点是频繁的演示。分享经验(占我们整个发展历程的20%)有助于团队持续发展,并保持为业务创造价值的步伐。撰写并完成这些演示后,将这些理解传递给其他团队和利益相关者就变得容易得多,也更容易获得利益相关者的支持。
第三个经验是,虽然初期一对一指导投入巨大,但对我们来说却是最有价值的。早期投入确实帮助工程师们迅速提升了技能,而让这些精通JMP的工程师与其他工程师合作,也帮助我们始终专注于配方、工艺和整体层面上真正重要的事项。所有这些都体现了我们对过程的关注,而长期的投入是成功改变工作方式的关键。这并非一朝一夕之功,而是一段漫长的旅程,也需要付出一些牺牲。
学习新工具、尝试新工作方式时,您的效率可能会略有下降,产出也会减少。但当效率开始提升时,真正的成果才会显现,因为您从模型中提取的每一个技术洞见都会开辟新的探索领域,而这些探索又会带来更多洞见。从这里开始,您就可以构建一个循环创新流程。而这正是我们目前正在实践的循环创新流程,它不仅适用于流程开发,也适用于家庭护理的方方面面。
我是伊万,刚才我向大家介绍了我们如何在联合利华构建一个活跃的全球社区,以推动数字化优先的创新和可持续发展。非常感谢。