di Luca Fontana, direttore Marketing M.H. Material Handling Spa
Il primo risultato di una ricerca su Google con le parole chiave “Buffering System” è una pagina di Wikipedia sul sistema di bilanciamento del PH del sangue che serve al corpo umano per mantenere il funzionamento corretto del metabolismo.
Una linea di confezionamento si comporta in modo del tutto simile, le diverse macchine presenti richiedono di essere collegate tra loro da un sistema circolatorio efficiente e che sia in grado di bilanciare le differenze di funzionamento che possono sussistere tra di loro. I nastri trasportatori rappresentano questo sistema circolatorio e troppo spesso vengono sottovalutati in fase di progetto con risultati drammatici sull’efficienza finale della linea.
Buffer accuratamente dimensionati si rendono necessari per compensare due possibili situazioni: diversità di funzionamento tra due macchine collegate in serie o recupero di produttività in caso di micro-fermate delle macchine a valle.
La prima condizione si verifica tipicamente quando una macchina a funzionamento intermittente viene collegata con una a funzionamento continuo, ad esempio se la macchina a monte produce gruppi di prodotti a cadenza regolare, mentre quella a valle richiederebbe un flusso continuo di prodotti ugualmente distanziati. Un caso non dissimile è quello di transitori di avviamento e arresto delle macchine che siano tra loro incompatibili, qui un esempio potrebbe essere quello di una macchina che in caso di fermata della macchina a valle istantanea, mentre quella a monte richiede di svuotarsi di prodotti e quindi di continuare a funzionare per qualche secondo.
La soluzione in questi casi è relativamente semplice e richiede solitamente qualche metro in più di trasportatore ed eventualmente dei motori extra per regolarizzare il flusso. La relativa banalità delle soluzioni non deve ingannare, i costi dovuti alle perdite di efficienza causate da queste problematiche possono risultare ingenti e spesso anche difficili da identificare correttamente.
Un Buffer per recupero di produttività è di fatto un nastro trasportatore che diventa una vera e propria macchina, la sua funzione è quella di compensare le micro-fermate delle varie macchine di confezionamento per consentire alla linea di processo di non doversi fermare mai. La scelta della sua modalità di funzionamento, dello spazio di accumulo disponibile e della capacità di recupero, dipendono da molteplici fattori di ordine tecnico ed economico, che vanno accuratamente valutati per ottimizzare il ritorno dell’investimento. Di seguito daremo alcune rapide linee guida, anche senza ambire a trattare qui completamente l’argomento.
FUNZIONAMENTO: può essere di tipo LIFO, in cui il primo prodotto a entrare nel buffer è l’ultimo ad uscire, oppure di tipo FIFO, in questo caso il primo prodotto a entrare è anche il primo ad uscire. In particolare per i FIFO ci interessano le macchine che tengono in linea aumentando gradualmente lo spazio disponibile, di fatto garantendo la tranciabilità completa del prodotto.
I Buffer LIFO sono i più economici e semplici, sono particolarmente adatti a prodotti non deperibili, con lunga data di scadenza, che possano restare in attesa del confezionamento finale anche per tempi relativamente lunghi.
I sistemi FIFO sono invece più adatti a prodotti freschi e che richiedono tempi di percorrenza della linea limitati al fine di mantenere il ciclo del freddo. Sono di solito macchine più complesse e il prezzo in alcuni casi si può avvicinare a quello delle macchine di confezionamento.
SPAZIO DI ACCUMULO: il corretto dimensionamento dello spazio di accumulo si basa sull’efficienza delle macchine di confezionamento a monte e a valle e sui loro tempi di ripristino in caso di microfermata, un guasto di ordine maggiore difficilmente sarebbe compensabile con un sistema in linea, specialmente alla luce delle cadenze produttive sempre più elevate. La maggior parte delle situazioni può essere gestita con uno spazio di accumulo corrispondente a un tempo di produzione dai 2 ai 5 minuti.
RECUPERO: una linea ben dimensionata richiede che il buffer possa restituire prodotto durante la normale produzione, la macchina a valle deve essere pertanto in grado di funzionare a una velocità maggiore di quella nominale, tipicamente si va dal 10% al 20%. Il tempo di svuotamento del buffer dipende da questa capacità di recupero.
