Nowoczesne rozwiązania automatyczne, elektroniczne, techniczne w przemyśle kosmetycznym

Procesy stają się coraz bardziej sterylne i hermetyczne często nie odbiegając od tych, które występują w przemyśle farmaceutycznym. Produkcja kosmetyczna staje przed wieloma problemami, w tym brakiem wykwalifikowanych pracowników, więc automatyzacja procesów jest naturalną ich konsekwencją. Oczywiście produkcja to jeden z elementów całego procesu dostaw w zakładzie produkcyjnym, od planowania i zlecania zakupów, po załadunek i transport wyrobu gotowego do sklepów lub magazynów. Przyjrzyjmy się więc kolejno procesowi i temu jak jest automatyzowany. Oczywiście rozwiązania będą przedstawione jedynie opisowo, bez przykładów producentów tychże. Artykuł ma za zadanie przybliżyć czytelnikowi, w jaki sposób są implementowane nowe rozwiązania i czemu służą, tak aby mieć świadomość co z czego wynika, na co ma wpływ i czemu służy.

Ogólnie rzecz ujmując, aby klient znalazł na półce swój produkt, musi upłynąć pewien czas, który w dzisiejszym świecie jest kosztowny i cenny, dlatego wszelkie procesy i działania zmierzają ku jego maksymalnemu skróceniu poprzez optymalizację wspomnianych procesów.

Zacznijmy od kwestii zapewnienia surowców i opakowań do produkcji. Dawno nastąpiły rewolucyjne zmiany w procesach planowania materiałowego, odejściu od liczenia na kartce, czy w excelu. Moduły wspomagające planowanie są coraz powszechniejsze, a ich połączenie z możliwością zamawiania u dostawców online powoduje, że terminy się skracają. Oczywiście część surowców musi być zamawiana z odpowiednim wyprzedzeniem, jednak algorytmy przewidują to i wyliczają bezpieczne stany magazynowe i potrzeby biorąc pod uwagę również terminy dostaw. Dotyczy to oczywiście również innych materiałów, w tym opakowań.

Z planowaniem materiałowym ściśle wiąże się planowanie produkcji. Szarże produkcyjne mogą być realizowane jedynie wtedy, gdy magazyny zapewniają surowce i opakowania. Moduł produkcyjny jest mocno powiązany z magazynami, wspomagając pracę planistów. Oczywiście planowanie zapasów, jak i produkcji opiera się na danych historycznych, ale musi brać również pod uwagę różnego rodzaju nieprzewidziane zdarzenia sprzedażowe, w tym promocje, powiększenie rynku przez klienta itp. Aby więc te moduły mogły skutecznie planować, trzeba odpowiednio wcześnie – po otrzymaniu informacji o nowym zdarzeniu – zaimplementować nowe dane w programie i otrzymać zweryfikowany plan.

Przyjęcie surowców i materiałów w magazynach jest również automatyzowane poprzez m.in. bezobsługowe magazyny, które są sterowane komputerowo, każdy surowiec czy opakowanie ma swoje miejsce w systemie regałów i tam jest wkładany i przypisywany do odpowiedniego okna. Pozwala to nie tylko na szybkie przekazywanie materiałów do produkcji, a także pełną kontrolę nad stanami i ruchami poszczególnych indeksów. Surowce płynne są przyjmowane do odpowiednich zbiorników, bezpośrednio z cystern, którymi są transportowane. System czujników nie tylko pokazuje ilość w zbiorniku, lecz również pozwala kontrolować ją po przesłaniu odpowiednich partii do produkcji. Oczywiście zbiorniki są połączone z systemami informatycznymi, które zarządzają ich odbiorami i przesyłami.

Następnym etapem jest proces wsadowy, nazywany z j. angielskiego batch process. Polega on na tym, że poszczególne surowce są przesyłane do mieszalnika, coraz częściej oprócz płynnych również sypkie, a program danej receptury i instrukcja mieszania zaprogramowane w systemie pozwalają na powtarzalność mieszań. Rolą operatora jest znajomość programu i nazwy półproduktu, oraz umiejętność obsługi panelu. Wszelkie systemy i programy sterujące procesami pozwalają na eliminowanie błędów pracowników, poprzez swoją powtarzalność. Szarża produkcyjna po wymieszaniu trafia do zbiornika pośredniego lub bezpośrednio do linii pakująco-dozującej. System pomp połączony z systemem zbiorników pozwala na szybki transfer z zachowaniem czystości i sterylności procesu. Wszystkie mieszalniki w nowoczesnym zakładzie kosmetycznym są również myte dzięki zastosowaniu automatyzacji – piggowanie, sterowanej przez odpowiednie aplikacje w systemie. Mieszalniki są myte za pomocą specjalnie rozmieszczonych dysz, tak aby spłukać ściany i dno z pozostałości po mieszaniu, a systemy transportu są piggowane. Pozwala to na utrzymanie najwyższej jakości i czystości w całym procesie. Wszystko to wiąże się z postępowaniem wg zasad Dobrej Praktyki Produkcyjnej lub Wytwarzania ( GMP ), która reguluje potrzeby utrzymania najwyższej jakości półproduktów i wyrobu gotowego.

Wymieszany półprodukt trafia następnie do linii konfekcjonowania – dozowania, gdzie następuje proces napełniania opakowań jednostkowych. Mogą to być linie nalewające, dozujące – tabletkarki, kapsułkarki. Linie te coraz częściej są zrobotyzowane. Roboty ustawiają opakowania w linii, odpowiadają za powtarzalność dozowania czy nalewania, za zamykanie opakowań i ich końcowe pakowanie do opakowań zbiorczych. Roboty wyposażone w kamery, systemy wizyjne i różne filtry. Potrafią rozróżnić kształt opakowania i nieodpowiednie z nich odrzucić. Ustawiają na linii jedynie odpowiednie opakowania. Systemy odrzutu niewłaściwych opakowań są różne, połączone z odpowiednimi zbiornikami, do których trafiają. Gwarantuje to nie tylko to, że każdy klient dostanie powtarzalny produkt, ale również, że linia pracuje bezawaryjnie. Roboty pozwalają na optymalizację procesu produkcji, od odpowiedniego wybierania i ustawiania opakowań, przez dokładne nalewanie i dozowanie, do zamykania opakowań. Linie produkcyjne, nie tylko te zrobotyzowane, są produkowane z odpowiednich materiałów, które gwarantują utrzymanie odpowiedniej czystości, są odpowiednio oprzyrządowane w systemy dozowania i nalewania, tak aby osiągać nie tylko odpowiednie wydajności, ale eliminować zbyt duże różnice wagowe, sztukowe czy pojemnościowe w opakowaniach jednostkowych. Systemy te opierają się na pracy czujników: optycznych, zbliżeniowych, pojemnościowych czy indukcyjnych. Dzięki nim mierzymy ilości i pojemności, sterujemy ruchem poszczególnych elementów linii, m.in. przesuwem transporterów, badamy poziom pH, stężenie tlenu czy chloru itp. Wszystkie te systemy powodują, że pracownik ma mniejszą możliwość pomyłki, a obsady linii są coraz mniejsze. W połączeniu z coraz wyższą wydajnością linii pomaga to uzyskać niższe koszty produkcji, a przez to klient otrzymuje produkt w niższej cenie.

Opakowania jednostkowe po zamknięciu są pakowane na odpowiednich liniach, które są zautomatyzowane i często wyposażone w roboty. Linia do pakowania samoczynnie pakuje opakowania jednostkowe do zbiorczego, zamyka je, okleja etykietami, paletyzuje. Wszystko dzieje się bezobsługowo. Zaawansowane systemy transportują palety z opakowaniami zbiorczymi do magazynów w sposób automatyczny. Za sprawne działanie takich linii odpowiadają odpowiednie napędy, sterowniki, czujniki. Automatyzacja tych procesów nie wymaga licznej obsługi, poza odpowiednio przeszkolonymi operatorami pracującymi we współpracy z mechanikami lub mechatronikami.

Magazyny są również odpowiednio zautomatyzowane i posiadają systemy informatyczne do zarządzania nimi, jak np. VMS. Pozwala to na identyfikację miejsca składowania poszczególnych wyrobów, planowanie załadunków, optymalizację pracy magazynierów. W pełni zautomatyzowane są magazyny bezobsługowe, które są całkowicie sterowane przez komputery. Każda paleta ma przypisane miejsce, do którego trafia dzięki zaprogramowanej pracy wózka. Dotyczy to zarówno wejścia ( in ) jak i wyjścia ( out ) produktu. Magazyny tego typu są drogimi rozwiązaniami, jednak mają wiele zalet, jeśli spojrzymy na to z poziomu kosztów obsługi, błędów ludzkich i choćby zasady Fi-Fo. Jednak w wielu firmach wystarczy wyposażony w VMS magazyn wysokiego składowania, zwłaszcza gdy sprzedaż nie jest paletowa, a musimy jeszcze zajmować się konfekcjonowaniem produktów na paletach do wysyłki.

Powyższy tekst ma na celu przedstawienie czytelnikom faktu ogromnego wpływu automatyzacji i informatyzacji na funkcjonowanie dzisiejszych zakładów w branży kosmetycznej. Większość procesów jest już w dużym czy bardzo dużym stopniu zautomatyzowana, a sterowniki serwomotory, czujniki, roboty, komputery są normalnym wyposażeniem maszyn, urządzeń, linii. Rola pracy ręcznej staje się powoli marginalna, a branża zatrudnia informatyków, operatorów, automatyków i mechatroników, którzy mają czuwać nad sprawnym działaniem systemów, maszyn i urządzeń, oraz umieć nimi sterować. Nowoczesne systemy zarządzające planowaniem i procesami w łańcuchu dostaw branży kosmetycznej powodują, że następuje nie tylko optymalizacja kosztów zatrudnienia, ale również stały wzrost wydajności i efektywności, poprawa standardów bezpieczeństwa produkcji, wzrost jej sterylności i czystości. Nadzór nad procesami staje się coraz łatwiejszy, a raportowanie pozwala na szybkie reagowanie w razie jakichkolwiek zagrożeń i szybką ich identyfikację. Reasumując można powiedzieć, że wszystkie działania w branży kosmetycznej, w tym automatyzacja i informatyzacja, prowadzą do zapewnienia klientowi możliwości zakupu odpowiedniego, powtarzalnego produktu, bezpiecznego z uwagi na pełną kontrolę wszystkich procesów występujących w łańcuchu dostaw – zakupy, produkcja, jakość, magazynowanie, transport. Pozwala również na kontrolę wszelkich kosztów i utrzymanie odpowiedniej ceny wyrobu gotowego. Można stwierdzić, że branża kosmetyczna stale pracuje nad optymalizacją procesów, wsparciem działań pracowników, zapewnieniem odpowiedniego poziomu bezpieczeństwa produktów i zadowoleniem klientów.

Artykuł został opublikowany w kwartalniku "Świat Przemysłu Kosmetycznego" 2/2023