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為了應對目前藥品生產(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，盡可能按計劃或其他要求進行。而累積緩沖器系統(tǒng)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(tǒng)是臨時性的存儲空間，它使得在包裝線某個部位發(fā)生阻塞或停工時，產(chǎn)品流動依然繼續(xù)。使用該系統(tǒng)，如果包裝線上的中斷在短時間內(nèi)得到解決（一般在幾分鐘內(nèi)），產(chǎn)品可以自動地回到產(chǎn)品流中。
該系統(tǒng)可以安裝在包裝線上的不同位置，取決于哪一個操作步驟最容易產(chǎn)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(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緩沖器系統(tǒng)。
安裝和使用一個緩沖器系統(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。由于緩沖器系統(tǒng)將單一連續(xù)的流程分離開來，從而******程度地提高了每個機器的性能，并促進了產(chǎn)品流動的連續(xù)性。所以，盡管該系統(tǒng)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(chǎn)和增加產(chǎn)量，為包裝線也增添了價值。通常，對緩沖器系統(tǒng)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(tǒng)，為企業(yè)實施各自的緩沖器提供了建議，以檢驗緩沖器系統(tǒng)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(tǒng)分析。
緩沖系統(tǒng)的分類
可以應用的累積緩沖系統(tǒng)有幾類，每一類具有不同形狀、要求、性能、優(yōu)點和缺點。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)；隨機連續(xù)累積（雙向逆流的和轉(zhuǎn)盤的）。
另外，緩沖系統(tǒng)可以依據(jù)產(chǎn)品流動進行分類：先入先出(FIFO)系統(tǒng)保證*********入隊列的產(chǎn)品最先離開。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（即批號和生產(chǎn)時間），以便在日后進行跟蹤；在先進后出(FILO)系統(tǒng)中，產(chǎn)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(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)是以先進隨機出(FIRO)的方式運作的。通常在轉(zhuǎn)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(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
要確定一個緩沖系統(tǒng)是否提高了效率和生產(chǎn)量，投入是否經(jīng)濟合理，以及評估該系統(tǒng)的******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(tǒng)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(yè)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(chǎn)線上的每一件設備的活動、持續(xù)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(chǎn)線進行全面的觀察，并收集有關正常狀態(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作為識別停工期持續(xù)時間和頻率的依據(jù)。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(xiàn)場收集的數(shù)據(jù)被輸入一個已經(jīng)準備好的算法中，以便產(chǎn)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(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10分鐘或更長時間，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藥片包裝線對累積緩沖系統(tǒng)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(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)，即使沒有明確的包裝線中斷數(shù)據(jù)，但從運行速度和生產(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(shù)據(jù)。所做的觀察如下：包裝線的重點是使裝填設備運轉(zhuǎn)在******狀態(tài)；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(tǒng)中的產(chǎn)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(chǎn)品。
基于上述信息，分析者預測******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(fā)生中斷，一級包裝線（從貼標機到瓶蓋加固機）就能繼續(xù)保持運轉(zhuǎn)。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(shù)據(jù)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(tǒng)中的產(chǎn)品堵塞），持續(xù)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(jié)束），垂直軸表示輸送給裝箱機累積產(chǎn)品數(shù)量。
一直到第一個中斷（第一個頂點），流動是穩(wěn)定的，因此輸送給裝箱機的產(chǎn)品沒有累積。明顯的上升斜面表明輸送給裝箱機的產(chǎn)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(jīng)解決，裝箱機又開始工作了。
頂點也表明在中斷時產(chǎn)品累積的******數(shù)據(jù)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******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(chǎn)品并恢復到穩(wěn)定狀態(tài)，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******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(chǎn)品的數(shù)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******緩沖能力是1000瓶。在200瓶/分鐘的運行速度下，緩沖區(qū)有能力吸收所有因中斷累積的產(chǎn)品。
圖4表明在一個非最優(yōu)化的速度下，緩沖區(qū)的產(chǎn)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(tài)速度區(qū)間。僅僅這5瓶/分鐘的差別，意味著緩沖區(qū)沒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(jié)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(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(chǎn)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(chǎn)能力。
基于此次緩沖研究的結(jié)果，分析者對制造商提出了幾條建議：將緩沖區(qū)定位在貼標機的前面；設置一個緩沖能力在1000瓶的緩沖區(qū)；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(chǎn)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(tǒng)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(tǒng)是優(yōu)化藥品包裝的經(jīng)濟有效的方法。將中斷進行旁路，可以保證生產(chǎn)流的連續(xù)進行，防止產(chǎn)品和質(zhì)量損失。同時，通過緊湊的設計和結(jié)構，該系統(tǒng)也優(yōu)化了空間的利用。
決定一個累積緩沖系統(tǒng)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(chǎn)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(tǒng)集成商相互協(xié)作，生產(chǎn)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(chǎn)品包裝的需要。
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