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1、DIGITAL INDUSTRIES SOFTWARE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

2、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。 Digital Industries Software2白皮书 实现快消品制造的可持续发展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。我们 Siem

3、ens 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：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%。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

4、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。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。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

5、积极贡献的机遇，让企业能够 蓬勃发展并在未来取得成功。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。数字化如何改进真实世界Siemens Digital Industries Software3白皮书 实现快消品制造的可持续发展如今，可持续发展的完整范围已经从保

6、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)。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：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。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

7、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。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。Siemens Digital Industries Software4白皮书 实现快消品制造的可持续发展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

8、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。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、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

9、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。人类：现在和未来的快消品制造Siemens Digital Industries S

10、oftware5白皮书 实现快消品制造的可持续发展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

11、到实验室分析做出发放决策。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

12、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。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 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（

13、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。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

14、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。Siemens Digital Industries Software6白皮书 实现快消品制造的可持续发展但是，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

15、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。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 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

16、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 Siemens Digital Industries Software7白皮书 实现快消品制造的可持续发展台，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，F

17、PD 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。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，企业就能评估此类修改的影响，而无需花费制作样品的时间和开支。例如，可能需要 快速评估五十种替代品对产品品性的影响，然后研发 团队仅对三种最贴合目标值的最终候选品制作实际样 品。在完成实验室分析、品鉴和其他测试之后，获胜 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

18、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。Siemens Digital Industries Software8白皮书 实现快消品制造的可持续发展地球：更多可持续CPG产品和工艺的创新随着时间的流逝，对于快消品制造商减少碳足迹

19、的呼 声似乎越来越高。全世界很多制造商似乎都在努力实 现碳中和或零碳经济。除了上文所述的更加可持续的 成分和包装材料以外，公司还必须朝着碳中和发展。通过减少污染和废料以及消耗更少能源、水和其他天 然资源，减少企业作为消费者享受的权益，就可以实 现这一目标。尽管制造举措现在包含与可持续发展有关的显式目标，这些举措本身对于快消品制造商而言并非新鲜事物。通常，这些举措过去就已经在精益制造的旗号之下本 着减少各种废料的宗旨而得以采用。实施可持续发展 和精益制造举措，对于制造商提高生产效率、降低运 营成本并提高成品质量而言，都是共同的战略。许多快消品企业追求精益制造都已有几十年的时间，但是现代数字化工具

20、大幅提高了如今精益制造举措对 于减少废料的影响。这些工具还提供了巨大的投资回 报率，因为废料减少通常会赋能运营成本的降低。马 爹利实施的 APS 系统正是这样的一个佐证。该系统 减少了活动规划和酒桶运输方面花费的时间。在马爹 利的三家自有储存场所的 50 个酒窖里，这些白兰地 (EDV)就用 240 到 400 升的法国橡木桶保存。这些 酒桶可能要在储存场所呆上几十年（有时甚至超过一 个世纪），因此，协调运输路线和灌装与酒窖主管对于 特定 EDV 的需求，是一项复杂的任务。借 助 于 Microsoft Excel 电 子 表 格 软 件 到 Siemens Opcenter APS 的演进，

21、马爹利简化了计划过程，让从 酒桶到货架这整个过程尽可能高效。Opcenter APS 自 动从马爹利 IT 系统导入与 EDV 存储有关的数据并生 成主计划。运输规划旨在同时优化装罐（可以多达六 个罐子）、陈酿场所到组装场所之间的路线以及驾驶员 的可用性。马爹利同时还降低了与运输有关的排放并 提高了其生产效率。长城酒业有限公司实施的 APS 兼 MES 系统，例如 Opcenter Execution Process 可以为快消品制造商提 供减少废料和能源的机会，以及更高的生产效率和更 低的运营成本。这些优势还扩展到制造运营管理之外 的上游数字化制造工程设计以及数字化物流的价值链。数字化制造工

22、程设计用于定义运营和生产系统，赋能 企业缩短开发周期并减少现场测试的环境影响。使用 生产数字孪生进行准确的生产规划、仿真和验证，制 造商可以在实际生产之前准确充分地验证生产资源的 可用性、功能和产能。数字化制造工程设计还支持主 动考虑工程设计或供应链更改以及数字化影响分析并 验证生产中的更改。Siemens Digital Industries Software9白皮书 实现快消品制造的可持续发展宝莱纳啤酒厂近来使用 Tecnomatix Plant Simulation 确定其在慕尼黑郊外开设的新啤酒厂应采用哪种最 具成本效益且满足未来需求的解决方案。在构建新啤 酒厂之前，宝莱纳可以通过数字

23、化方式优化关键绩效 指标的设计，其中包括热需求、能耗、用水量以及提 取损失。公司实施了环境友好型能源概念，并且确保 工艺、工作流和产能得以平衡和优化。这些努力都是 在虚拟环境中进行，这样就可以尽可能地降低开发成本。除了对于地球可持续发展的贡献之外，数字化供应链 管理还将马爹利之类企业的经验拓展到自身工厂之外，帮助降低其供应商和客户的环境影响。数字化供应链 管理(SCM)系统统筹物流活动，从规划和优化采购到 取样和运输以执行分析。现代化 SCM 系统让供应链可 视化，能够帮助优化并管理订单、采购、运输和路线。此系统可以充分利用可用资源，增加供应链每个环节 的价值，借助透明度和准确度赋能健全的决策

24、过程。Siemens Digital Industries Software10白皮书 实现快消品制造的可持续发展利润：高效提供可持续价值的快消品制造快消品企业的利润可以归结为一个简单的原则：以高 效的运营效率为消费者提供价值。从可持续发展的角 度看，这一原则没有改变。不过，存在改变的是两个 因素的优先级：首先是如今消费者认为的快消品价值 构成，其次，借助于数字化制造软件解决方案，能够 实现哪个级别的运营效率。正如我们所见，这些解决方案赋能快消品企业高效为 人类做出可持续发展价值的贡献。在进行健康、环境 友好型产品创新的过程中，数字化工具加快了上市速 度。由于这些创新产品受到了新一代消费者的认

25、可，销量得以上升。满足可持续发展要求（以及其他有关 产品质量和价值预期）的产品吸引着大量行动派迅速 在社交媒体上传播这种认可。此类产品不仅在实体市 场销售中脱颖而出，而且在网上购物的数字化销售中 也同样如此。数字化 MOM 系统通过高效的工艺和质量控制来验证 生产，从而确保产品价值。鉴于产品召回和其他不良 安全事件已成过往，产品价值就会因公司声誉和消费 者信任而得以提升。数字化工艺和质量控制还可以通 过减少质量事件、囊括其影响以及减少废料来确保盈 亏底线。Siemens Digital Industries Software11白皮书 实现快消品制造的可持续发展数字化制造解决方案还赋能快消品企

26、业高效为地球做 出可持续发展价值的贡献。受到可持续发展以及实现 数字化效率目标的新促动，企业在尽力减少污染和废 料，同时降低运营成本。降低能耗和开支还可以通过 Plant Simulation 之类工具实现，这些工具可以在进 行首次资本设备投资之前优化运营。同样地，数字化 物流工具可以帮助大幅减少运输排放和成本。正如本白皮书序言所述，可持续发展如今对于人类和 地球有着更加广泛的影响。商业行为道德、多样性和 包容性、社区发展、提升就业能力以及可持续发展的 其他方面都可以也应该成为企业文化的一部分。可持 续发展的这些方面可以制定具体的 KPI，正如与制造 活动更加紧密相关的那些方面已经制定了这些指

27、标 一样。数字化赋能的可持续发展举措在降低运营成本的同时，也为地球的健康和保护做出贡献。在做出贡献的过程 中，这些举措也进一步塑造了可持续发展方面的积极 声誉，而这也反过来提高了客户忠诚度和销量。结果 当然就是实现可持续盈利。总体可持续发展计划和目标可以通过制造运营实现的 新产品价值和新生产效率得以提升。西门子数字化制 造工具赋能企业同时让人类、地球和利润受益。将企 业的财政健康和活力融入可持续发展目标，贵公司就 能成为我们全球生态系统如今和未来的积极贡献者。结语：运用数字化制造工具实现利润可持续性Siemens Digital Industries Software12白皮书 实现快消品制造

28、的可持续发展关于SiemensDigitalIndustriesSoftwareSiemens Digital Industries Software 不断推动数字化企业转型，让 工程、制造业和电子设计遇见未来。西门子数字化工业软件的软硬 件和服务全面集成式产品系列，可助力各种规模的企业打造全面数字 孪生，带来新的洞察、新的改进机遇和新的自动化水平，让技术创新 如虎添翼。如需了解有关 Siemens Digital Industries Software 产品和服 务的详细信息，请访问 或关注我们的领英、推特、脸书和照片墙帐号。 2022 Siemens.可在此处查看相关西门子商标列表。其他商标 属于其各自持有方。84762-D2-ZH 11/22 LOCSiemensDigitalIndustriesSoftware美洲：1 800 498 5351欧洲、中东及非洲地区：00 800 70002222亚太地区：001 800 03061910如需其他地区电话号码，请单击此处。