為了應對目前藥品生產所固有的成本和生產率的挑戰，必須保持包裝效率。包裝線必須運行在最合適的水平和狀態，盡可能減少停工期，盡可能按計劃或其他要求進行。而累積緩沖器系統為制造商解決這個問題就提供了明確的解決方案。 累積緩沖器系統是臨時性的存儲空間，它使得在包裝線某個部位發生阻塞或停工時，產品流動依然繼續。使用該系統，如果包裝線上的中斷在短時間內得到解決（一般在幾分鐘內），產品可以自動地回到產品流中。 該系統可以安裝在包裝線上的不同位置，取決于哪一個操作步驟最容易產生阻塞。通常安裝在貼標機前面，與包裝線上其他設備相比，它在過去幾年里，發生了更多的停工事件。如今，多數制藥廠的包裝線上至少裝有一個緩沖器系統。 安裝和使用一個緩沖器系統的成本并不低，但在多數情況下，這種投資很快可以得到回報。由于緩沖器系統將單一連續的流程分離開來，從而最大程度地提高了每個機器的性能，并促進了產品流動的連續性。所以，盡管該系統不像灌裝機和壓蓋機那樣直接進行包裝操作，但它通過促進平衡生產和增加產量，為包裝線也增添了價值。通常，對緩沖器系統的誤解是它掩蓋了包裝線的無效勞動，然而事實上卻是提高了效率。 　　本文討論了多種可以應用的緩沖器系統，為企業實施各自的緩沖器提供了建議，以檢驗緩沖器系統是否實用或有益。另外，本文還提供了一個案例研究，即在一個制藥廠進行了一個成功的緩沖器系統分析。 　　 緩沖系統的分類 　　可以應用的累積緩沖系統有幾類，每一類具有不同形狀、要求、性能、優點和缺點。它們取決于產品的尺寸、形狀以及在包裝線上的定位，包裝線的速度以及累積要求。主要分類包括：內置連續累積（彎曲的和拉伸皮帶系統）；批處理變址累積(垂直的和水平的)；隨機連續累積（雙向逆流的和轉盤的）。 　　另外，緩沖系統可以依據產品流動進行分類：先入先出(FIFO)系統保證最先進入隊列的產品最先離開。通常，先入先出(FIFO)系統底座小，與其他緩沖器配置相比，占用廠房空間少。該系統可使產品具有可數性（即批號和生產時間），以便在日后進行跟蹤；在先進后出(FILO)系統中，產品按照與它們達到隊列的相反次序離開。先進后出緩沖系統可以在水平的或垂直的方式中使用；大多數普通系統是以先進隨機出(FIRO)的方式運作的。通常在轉盤方式中，先進隨機出(FIRO)緩沖器不是以雙向方式，就是以逆流方式運行。當然，該緩沖系統不提供產品的可數性或先后順序。 緩沖系統的研究 　　要確定一個緩沖系統是否提高了效率和生產量，投入是否經濟合理，以及評估該系統的最佳能力、位置和速度，對其進行深入的研究是很必要的。 　　緩沖系統研究的第一步是識別計劃的停工期和沒有計劃的停工期。企業必須考慮預定的停工期，例如，改變標簽卷或容器密封機的帶卷，識別生產線上的每一件設備的活動、持續時間和周期。 由于機器阻塞或崩潰而造成的非預定停工期是難以預測的，因此也是難以評估的。緩沖分析應該對生產線進行全面的觀察，并收集有關正常狀態和阻塞頻率的歷史數據。保證最小的功率也可以用來作為識別停工期持續時間和頻率的依據。對于新購買的設備，OEM會提供設備理論或歷史上的停工期作為參考指南。 　　隨后，現場收集的數據被輸入一個已經準備好的算法中，以便產生所有設備的累積仿真圖表。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，而且緩沖系統能夠調節這種短期停工，緩沖系統的投資就是劃算的。如果一條包裝線的停工期大都超過10分鐘或更長時間，緩沖系統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藥片包裝線對累積緩沖系統的需求過程。該包裝線由自動推送臺、裝填器、棉塞機、金屬探測器、壓蓋機、電磁感應封口機、瓶蓋加固機、貼標機、重量檢測器、裝箱機、碼垛機組成。包裝線最初的情況如下：運行速度是240瓶/分鐘(BPM)；在一個420分鐘的班次內，生產72250瓶；停工期未知。這條包裝線的生產速度是168瓶/分鐘(BPM)，即使沒有明確的包裝線中斷數據，但從運行速度和生產速度之間的巨大差異，很容易看出停工期是值得關注的。因此，緩沖分析是有必要進行的。 　　緩沖分析首先要觀察包裝線一個班次，詢問操作員并分析有用的數據。所做的觀察如下：包裝線的重點是使裝填設備運轉在最佳狀態；包裝線上惟一具有預定中斷的設備是貼標機；貼標機前非預定的中斷是最小的；貼標機有三個不同的中斷：換貼標機卷（預定的），進料器盒阻塞（非預定的）和更換背后帶卷（預定的）；裝箱機有一個非預定的中斷：裝填系統中的產品堵塞；碼堆機有一個非預定的中斷：自動機械臂沒有拿到產品。 　　基于上述信息，分析者預測最佳的緩沖位是在貼標機之前的某個地方，這樣，無論何時貼標機發生中斷，一級包裝線（從貼標機到瓶蓋加固機）就能繼續保持運轉。為了驗證這個設想，分析者為包裝線上的每一個設備都做了一個累積仿真圖表，并使用從原始設備制造商得到的歷史數據和信息。 　　 　　圖1表示的是一個裝箱機累積仿真圖表。只有一個非預定的中斷（裝填系統中的產品堵塞），持續3分鐘，故障之間的平均時間是150分鐘。水平軸以分鐘表示全部的當班時期（從開始到結束），垂直軸表示輸送給裝箱機累積產品數量。 　　一直到第一個中斷（第一個頂點），流動是穩定的，因此輸送給裝箱機的產品沒有累積。明顯的上升斜面表明輸送給裝箱機的產品正被累積，這也表明裝備的第一個停工期（3分鐘）。頂點之后向下的斜面表明中斷已經解決，裝箱機又開始工作了。 　　頂點也表明在中斷時產品累積的最大數據是700瓶。對這個特定的裝箱機而言，速度的變化范圍在運行速度200瓶/分鐘到最大速度240瓶/分鐘之間。假設40瓶/分鐘的差距，要使裝箱機消耗完累積的產品并恢復到穩定狀態，需要17.5分鐘。裝箱機累積仿真圖表表明，在裝箱機以每分鐘200瓶的速度工作時，所需的最大緩沖能力是700瓶。 圖2是一個貼標機累積仿真圖表，并描述了三個不同的中斷：預定的貼標機卷筒更換（黑線），一個非預定的進料器盒阻塞（紅紫線）和預定的出料帶卷筒更換（藍綠線）。它也表明了由于這些中斷而造成的輸入給貼標機的累積產品的數目。 　　圖3顯示了貼標機之前的緩沖累積仿真，它也包括了二級包裝線——貼標機、裝箱機和碼垛機的設備信息。將有關設備綜合到一張圖表上，也使分析者可以仿真某一點之前的緩沖需求。該圖表明所需的最大緩沖能力是1000瓶。在200瓶/分鐘的運行速度下，緩沖區有能力吸收所有因中斷累積的產品。 　　圖4表明在一個非最優化的速度下，緩沖區的產品是如何進行累積的。在235瓶/分鐘的速度下，在235瓶/分鐘和240瓶/分鐘之間有一個動態速度區間。僅僅這5瓶/分鐘的差別，意味著緩沖區沒有能力在兩次故障發生之間消耗完停工期所累積的產品。在累積超過1000瓶之后，可以看到累積水平從未返回到零，卻隨時間在增長。 　　為了驗證結果是否正確，分析者計算出了包裝線運行在每分鐘235瓶時的理論生產量。圖4表明，包裝線的停工期大約是127分鐘。包裝線的總產量是293分鐘總運行時間（一個班次420分鐘減去127分鐘的停工期）乘以235瓶/分鐘。總產量（68855瓶）除以總時間（430分鐘），等于160瓶/分鐘，非常接近168瓶/分鐘的實際生產能力。 　　基于此次緩沖研究的結果，分析者對制造商提出了幾條建議：將緩沖區定位在貼標機的前面；設置一個緩沖能力在1000瓶的緩沖區；將包裝線的運行速度降到210瓶/分鐘。依從上述建議，包裝線的預期收益如下：保守估計，可以增加20%的生產能力，從168 瓶/分鐘到200瓶/分鐘；由于運行速度提高了32瓶/分鐘，每班次可以多包裝13760瓶（32 x 430）。 收益和投資回報 假設包裝商在緩沖系統上投資約100000美元，不出6個月就可以看到回報。案例研究表明，采用緩沖系統是優化藥品包裝的經濟有效的方法。將中斷進行旁路，可以保證生產流的連續進行，防止產品和質量損失。同時，通過緊湊的設計和結構，該系統也優化了空間的利用。 　　決定一個累積緩沖系統是否能夠提供一個正確的解決方案，或者是否存在能夠引起生產問題的嚴重的設計或設備缺陷，進行深入的緩沖研究是至關重要的。廠商應該與知識豐富的物料搬運系統集成商相互協作，生產適合具體用戶需求的緩沖設備，而且要有很好的擴展性，能夠適應新產品包裝的需要。 信息來源于：包裝機械