|
為了應(yīng)對(duì)目前藥品生產(chǎn)所固有的成本和生產(chǎn)率的挑戰(zhàn)，必須保持包裝效率。包裝線必須運(yùn)行在最合適的水平和狀態(tài)，盡可能減少停工期，盡可能按計(jì)劃或其他要求進(jìn)行。而累積緩沖器系統(tǒng)為制造商解決這個(gè)問(wèn)題就提供了明確的解決方案。
累積緩沖器系統(tǒng)是臨時(shí)性的存儲(chǔ)空間，它使得在包裝線某個(gè)部位發(fā)生阻塞或停工時(shí)，產(chǎn)品流動(dòng)依然繼續(xù)。使用該系統(tǒng)，如果包裝線上的中斷在短時(shí)間內(nèi)得到解決（一般在幾分鐘內(nèi)），產(chǎn)品可以自動(dòng)地回到產(chǎn)品流中。
該系統(tǒng)可以安裝在包裝線上的不同位置，取決于哪一個(gè)操作步驟最容易產(chǎn)生阻塞。通常安裝在貼標(biāo)機(jī)前面，與包裝線上其他設(shè)備相比，它在過(guò)去幾年里，發(fā)生了更多的停工事件。如今，多數(shù)制藥廠的包裝線上至少裝有一個(gè)緩沖器系統(tǒng)。
安裝和使用一個(gè)緩沖器系統(tǒng)的成本并不低，但在多數(shù)情況下，這種投資很快可以得到回報(bào)。由于緩沖器系統(tǒng)將單一連續(xù)的流程分離開(kāi)來(lái)，從而******程度地提高了每個(gè)機(jī)器的性能，并促進(jìn)了產(chǎn)品流動(dòng)的連續(xù)性。所以，盡管該系統(tǒng)不像灌裝機(jī)和壓蓋機(jī)那樣直接進(jìn)行包裝操作，但它通過(guò)促進(jìn)平衡生產(chǎn)和增加產(chǎn)量，為包裝線也增添了價(jià)值。通常，對(duì)緩沖器系統(tǒng)的誤解是它掩蓋了包裝線的無(wú)效勞動(dòng)，然而事實(shí)上卻是提高了效率。
本文討論了多種可以應(yīng)用的緩沖器系統(tǒng)，為企業(yè)實(shí)施各自的緩沖器提供了建議，以檢驗(yàn)緩沖器系統(tǒng)是否實(shí)用或有益。另外，本文還提供了一個(gè)案例研究，即在一個(gè)制藥廠進(jìn)行了一個(gè)成功的緩沖器系統(tǒng)分析。
緩沖系統(tǒng)的分類(lèi)
可以應(yīng)用的累積緩沖系統(tǒng)有幾類(lèi)，每一類(lèi)具有不同形狀、要求、性能、優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。它們?nèi)Q于產(chǎn)品的尺寸、形狀以及在包裝線上的定位，包裝線的速度以及累積要求。主要分類(lèi)包括：內(nèi)置連續(xù)累積（彎曲的和拉伸皮帶系統(tǒng)）；批處理變址累積(垂直的和水平的)；隨機(jī)連續(xù)累積（雙向逆流的和轉(zhuǎn)盤(pán)的）。
另外，緩沖系統(tǒng)可以依據(jù)產(chǎn)品流動(dòng)進(jìn)行分類(lèi)：先入先出(FIFO)系統(tǒng)保證*********入隊(duì)列的產(chǎn)品最先離開(kāi)。通常，先入先出(FIFO)系統(tǒng)底座小，與其他緩沖器配置相比，占用廠房空間少。該系統(tǒng)可使產(chǎn)品具有可數(shù)性（即批號(hào)和生產(chǎn)時(shí)間），以便在日后進(jìn)行跟蹤；在先進(jìn)后出(FILO)系統(tǒng)中，產(chǎn)品按照與它們達(dá)到隊(duì)列的相反次序離開(kāi)。先進(jìn)后出緩沖系統(tǒng)可以在水平的或垂直的方式中使用；大多數(shù)普通系統(tǒng)是以先進(jìn)隨機(jī)出(FIRO)的方式運(yùn)作的。通常在轉(zhuǎn)盤(pán)方式中，先進(jìn)隨機(jī)出(FIRO)緩沖器不是以雙向方式，就是以逆流方式運(yùn)行。當(dāng)然，該緩沖系統(tǒng)不提供產(chǎn)品的可數(shù)性或先后順序。
緩沖系統(tǒng)的研究
要確定一個(gè)緩沖系統(tǒng)是否提高了效率和生產(chǎn)量，投入是否經(jīng)濟(jì)合理，以及評(píng)估該系統(tǒng)的******能力、位置和速度，對(duì)其進(jìn)行深入的研究是很必要的。
緩沖系統(tǒng)研究的第一步是識(shí)別計(jì)劃的停工期和沒(méi)有計(jì)劃的停工期。企業(yè)必須考慮預(yù)定的停工期，例如，改變標(biāo)簽卷或容器密封機(jī)的帶卷，識(shí)別生產(chǎn)線上的每一件設(shè)備的活動(dòng)、持續(xù)時(shí)間和周期。
由于機(jī)器阻塞或崩潰而造成的非預(yù)定停工期是難以預(yù)測(cè)的，因此也是難以評(píng)估的。緩沖分析應(yīng)該對(duì)生產(chǎn)線進(jìn)行全面的觀察，并收集有關(guān)正常狀態(tài)和阻塞頻率的歷史數(shù)據(jù)。保證最小的功率也可以用來(lái)作為識(shí)別停工期持續(xù)時(shí)間和頻率的依據(jù)。對(duì)于新購(gòu)買(mǎi)的設(shè)備，OEM會(huì)提供設(shè)備理論或歷史上的停工期作為參考指南。
隨后，現(xiàn)場(chǎng)收集的數(shù)據(jù)被輸入一個(gè)已經(jīng)準(zhǔn)備好的算法中，以便產(chǎn)生所有設(shè)備的累積仿真圖表。全面的緩沖分析將使包裝商明白在緩沖系統(tǒng)上的投資是否劃算。通常，如果一條包裝線的停工期大都比較短，而且緩沖系統(tǒng)能夠調(diào)節(jié)這種短期停工，緩沖系統(tǒng)的投資就是劃算的。如果一條包裝線的停工期大都超過(guò)10分鐘或更長(zhǎng)時(shí)間，緩沖系統(tǒng)就難以保證其投資的合理性。 包裝線案例分析
下述案例分析介紹了一個(gè)藥片包裝線對(duì)累積緩沖系統(tǒng)的需求過(guò)程。該包裝線由自動(dòng)推送臺(tái)、裝填器、棉塞機(jī)、金屬探測(cè)器、壓蓋機(jī)、電磁感應(yīng)封口機(jī)、瓶蓋加固機(jī)、貼標(biāo)機(jī)、重量檢測(cè)器、裝箱機(jī)、碼垛機(jī)組成。包裝線最初的情況如下：運(yùn)行速度是240瓶/分鐘(BPM)；在一個(gè)420分鐘的班次內(nèi)，生產(chǎn)72250瓶；停工期未知。這條包裝線的生產(chǎn)速度是168瓶/分鐘(BPM)，即使沒(méi)有明確的包裝線中斷數(shù)據(jù)，但從運(yùn)行速度和生產(chǎn)速度之間的巨大差異，很容易看出停工期是值得關(guān)注的。因此，緩沖分析是有必要進(jìn)行的。
緩沖分析首先要觀察包裝線一個(gè)班次，詢(xún)問(wèn)操作員并分析有用的數(shù)據(jù)。所做的觀察如下：包裝線的重點(diǎn)是使裝填設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)在******狀態(tài)；包裝線上惟一具有預(yù)定中斷的設(shè)備是貼標(biāo)機(jī)；貼標(biāo)機(jī)前非預(yù)定的中斷是最小的；貼標(biāo)機(jī)有三個(gè)不同的中斷：換貼標(biāo)機(jī)卷（預(yù)定的），進(jìn)料器盒阻塞（非預(yù)定的）和更換背后帶卷（預(yù)定的）；裝箱機(jī)有一個(gè)非預(yù)定的中斷：裝填系統(tǒng)中的產(chǎn)品堵塞；碼堆機(jī)有一個(gè)非預(yù)定的中斷：自動(dòng)機(jī)械臂沒(méi)有拿到產(chǎn)品。
基于上述信息，分析者預(yù)測(cè)******的緩沖位是在貼標(biāo)機(jī)之前的某個(gè)地方，這樣，無(wú)論何時(shí)貼標(biāo)機(jī)發(fā)生中斷，一級(jí)包裝線（從貼標(biāo)機(jī)到瓶蓋加固機(jī)）就能繼續(xù)保持運(yùn)轉(zhuǎn)。為了驗(yàn)證這個(gè)設(shè)想，分析者為包裝線上的每一個(gè)設(shè)備都做了一個(gè)累積仿真圖表，并使用從原始設(shè)備制造商得到的歷史數(shù)據(jù)和信息。
圖1表示的是一個(gè)裝箱機(jī)累積仿真圖表。只有一個(gè)非預(yù)定的中斷（裝填系統(tǒng)中的產(chǎn)品堵塞），持續(xù)3分鐘，故障之間的平均時(shí)間是150分鐘。水平軸以分鐘表示全部的當(dāng)班時(shí)期（從開(kāi)始到結(jié)束），垂直軸表示輸送給裝箱機(jī)累積產(chǎn)品數(shù)量。
一直到第一個(gè)中斷（第一個(gè)頂點(diǎn)），流動(dòng)是穩(wěn)定的，因此輸送給裝箱機(jī)的產(chǎn)品沒(méi)有累積。明顯的上升斜面表明輸送給裝箱機(jī)的產(chǎn)品正被累積，這也表明裝備的第一個(gè)停工期（3分鐘）。頂點(diǎn)之后向下的斜面表明中斷已經(jīng)解決，裝箱機(jī)又開(kāi)始工作了。
頂點(diǎn)也表明在中斷時(shí)產(chǎn)品累積的******數(shù)據(jù)是700瓶。對(duì)這個(gè)特定的裝箱機(jī)而言，速度的變化范圍在運(yùn)行速度200瓶/分鐘到******速度240瓶/分鐘之間。假設(shè)40瓶/分鐘的差距，要使裝箱機(jī)消耗完累積的產(chǎn)品并恢復(fù)到穩(wěn)定狀態(tài)，需要17.5分鐘。裝箱機(jī)累積仿真圖表表明，在裝箱機(jī)以每分鐘200瓶的速度工作時(shí)，所需的******緩沖能力是700瓶。
圖2是一個(gè)貼標(biāo)機(jī)累積仿真圖表，并描述了三個(gè)不同的中斷：預(yù)定的貼標(biāo)機(jī)卷筒更換（黑線），一個(gè)非預(yù)定的進(jìn)料器盒阻塞（紅紫線）和預(yù)定的出料帶卷筒更換（藍(lán)綠線）。它也表明了由于這些中斷而造成的輸入給貼標(biāo)機(jī)的累積產(chǎn)品的數(shù)目。
圖3顯示了貼標(biāo)機(jī)之前的緩沖累積仿真，它也包括了二級(jí)包裝線——貼標(biāo)機(jī)、裝箱機(jī)和碼垛機(jī)的設(shè)備信息。將有關(guān)設(shè)備綜合到一張圖表上，也使分析者可以仿真某一點(diǎn)之前的緩沖需求。該圖表明所需的******緩沖能力是1000瓶。在200瓶/分鐘的運(yùn)行速度下，緩沖區(qū)有能力吸收所有因中斷累積的產(chǎn)品。
圖4表明在一個(gè)非最優(yōu)化的速度下，緩沖區(qū)的產(chǎn)品是如何進(jìn)行累積的。在235瓶/分鐘的速度下，在235瓶/分鐘和240瓶/分鐘之間有一個(gè)動(dòng)態(tài)速度區(qū)間。僅僅這5瓶/分鐘的差別，意味著緩沖區(qū)沒(méi)有能力在兩次故障發(fā)生之間消耗完停工期所累積的產(chǎn)品。在累積超過(guò)1000瓶之后，可以看到累積水平從未返回到零，卻隨時(shí)間在增長(zhǎng)。
為了驗(yàn)證結(jié)果是否正確，分析者計(jì)算出了包裝線運(yùn)行在每分鐘235瓶時(shí)的理論生產(chǎn)量。圖4表明，包裝線的停工期大約是127分鐘。包裝線的總產(chǎn)量是293分鐘總運(yùn)行時(shí)間（一個(gè)班次420分鐘減去127分鐘的停工期）乘以235瓶/分鐘。總產(chǎn)量（68855瓶）除以總時(shí)間（430分鐘），等于160瓶/分鐘，非常接近168瓶/分鐘的實(shí)際生產(chǎn)能力。
基于此次緩沖研究的結(jié)果，分析者對(duì)制造商提出了幾條建議：將緩沖區(qū)定位在貼標(biāo)機(jī)的前面；設(shè)置一個(gè)緩沖能力在1000瓶的緩沖區(qū)；將包裝線的運(yùn)行速度降到210瓶/分鐘。依從上述建議，包裝線的預(yù)期收益如下：保守估計(jì)，可以增加20%的生產(chǎn)能力，從168 瓶/分鐘到200瓶/分鐘；由于運(yùn)行速度提高了32瓶/分鐘，每班次可以多包裝13760瓶（32 x 430）。
收益和投資回報(bào)
假設(shè)包裝商在緩沖系統(tǒng)上投資約100000美元，不出6個(gè)月就可以看到回報(bào)。案例研究表明，采用緩沖系統(tǒng)是優(yōu)化藥品包裝的經(jīng)濟(jì)有效的方法。將中斷進(jìn)行旁路，可以保證生產(chǎn)流的連續(xù)進(jìn)行，防止產(chǎn)品和質(zhì)量損失。同時(shí)，通過(guò)緊湊的設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)，該系統(tǒng)也優(yōu)化了空間的利用。
決定一個(gè)累積緩沖系統(tǒng)是否能夠提供一個(gè)正確的解決方案，或者是否存在能夠引起生產(chǎn)問(wèn)題的嚴(yán)重的設(shè)計(jì)或設(shè)備缺陷，進(jìn)行深入的緩沖研究是至關(guān)重要的。廠商應(yīng)該與知識(shí)豐富的物料搬運(yùn)系統(tǒng)集成商相互協(xié)作，生產(chǎn)適合具體用戶需求的緩沖設(shè)備，而且要有很好的擴(kuò)展性，能夠適應(yīng)新產(chǎn)品包裝的需要。
|
|
