포장 라인 레이아웃: 설계 가이드 및 모범 사례

포장 라인 레이아웃이란 무엇인가요?

포장 라인 레이아웃은 계획된 배치입니다. 포장 기계, 컨베이어, 생산 구역 내의 작업대, 유틸리티, 자재 보관소 및 교통 경로를 포함합니다. 이는 제품이 최초 포장 단계부터 완제품 상자 또는 팔레트에 이르기까지 이동하는 방식을 정의합니다.

최적의 생산 라인 배치는 반드시 가장 짧거나 가장 밀집된 형태는 아닙니다. 기술자가 서비스 지점에 접근하기 어렵거나, 작업자가 자재를 보충하기 위해 교통로를 건너야 하거나, 완성된 팔레트를 불필요하게 운반해야 하는 경우처럼, 밀집된 라인은 운영 비용이 많이 들게 됩니다.

잘 계획된 포장 생산 라인 레이아웃은 다음과 같은 이점을 제공합니다.

• 포장 단계 간 안정적인 제품 흐름
• 효율적인 작업자와 자재 이동
• 청소, 교체 및 유지 보수를 위한 접근
• 기계 속도 간의 조화
• 안전한 검사 및 불량품 처리
• 공장 공간의 효율적인 활용
• 실용적인 장비 업그레이드 및 확장

레이아웃을 디자인하기 전에 필요한 정보

레이아웃 계획은 기계 배치보다는 생산 요구 사항을 기준으로 시작해야 합니다. 다음 정보는 장비 순서, 공간 요구 사항, 유틸리티 연결 및 필요한 유연성 수준을 결정하는 데 도움이 됩니다.

목표 생산량은 허용 가능한 완제품의 필요한 수량을 나타내야 하며, 단순히 기계 한 대의 최대 정격 속도에만 기반해서는 안 됩니다.

포장 라인 레이아웃의 주요 유형

포장 라인 모듈형 디자인은 일반적으로 물리적 배열로 설명됩니다. 여러 형태에 적용될 수 있으므로, 별개의 기하학적 형태라기보다는 유연성 전략으로 이해하는 것이 더 적절합니다.

방향 전환 시마다 포장 안정성을 고려해야 합니다. 가벼운 병, 개방형 용기, 내용물이 헐겁게 채워진 파우치는 특수 컨베이어 또는 이송 시스템이 필요할 수 있습니다.

포장 라인의 일반적인 장비 순서

장비 순서는 불필요한 역행 없이 포장 공정을 따라야 합니다. 병 및 파우치 라인은 서로 다른 1차 포장 장비를 사용하지만 검사 및 최종 처리 단계는 유사한 경우가 많습니다.

~을 위해 병 라인, 대량 제품 공급은 충전기에 효율적으로 연결되어야 하며, 뚜껑과 라벨은 작업 현장에서 쉽게 접근할 수 있어야 합니다. 불안정한 빈 병은 정렬기, 세척기 및 충전기를 거치는 동안 짧고 제어된 이동이 필요할 수 있습니다.

파우치 생산 라인은 포장 기계 위 또는 옆에 제품 공급 장비가 필요한 공간을 고려해야 합니다. 또한 작업자는 파우치 적재, 밀봉 검사, 불량품 수거, 세척 및 포맷 변경을 위해 접근할 수 있어야 합니다.

포장 라인 레이아웃을 단계별로 설계하는 방법

안정적인 포장 라인 레이아웃은 공정, 목표 생산량 및 운영 요구 사항을 바탕으로 설계되어야 합니다. 이러한 요소들이 명확해진 후에야 장비 위치를 최종 결정해야 합니다.

1. 전체 포장 공정을 도식화합니다.

벌크 제품 또는 빈 포장재의 입고부터 완제품 팔레트 반출까지 포장 공정의 시작과 끝 지점을 정의하십시오.

프로세스 맵에는 다음 사항이 포함되어야 합니다.

• 자동화된 포장 작업
• 수동 적재 또는 포장
• 품질 검사 및 샘플링
• 경로 거부 및 재작업
• 포장재 공급
• 폐기물 처리

가능한 한 주요 프로세스는 한 방향으로만 진행하십시오. 되돌아가는 과정은 처리량을 증가시키고 지연, 손상 및 교통 충돌의 위험을 높입니다.

2. 필요한 회선 요율을 계산합니다.

요구되는 양호한 산출량, 예정된 가동 시간 및 예상 운영 효율을 사용하십시오.

필요 생산 속도 = 목표 양품 생산량 ÷ (예정 가동 시간 × 예상 생산 효율)

예를 들어, 80%의 예상 효율로 450분 교대 근무 동안 36,000개의 양품 생산을 하려면 다음과 같은 설계 생산량이 필요합니다.

36,000 ÷ (450 × 0.80) = 분당 100개

이 수치는 계획 목표치이며, 보장된 생산량이 아닙니다. 포장 품질, 제품 특성, 교체 작업, 청소, 중간 정지 및 장비 신뢰성이 실제 성능에 영향을 미칩니다.

3. 제약 조건을 파악하고 기계 속도를 균형 있게 조정합니다.

일반적으로 지속 가능한 생산 능력이 가장 낮은 공정이 전체 생산 라인의 생산량을 제한합니다.

예를 들어, 분당 120병을 처리할 수 있도록 설계된 충전기가 있더라도, 라벨 부착기가 실제 병과 라벨 조합을 분당 95병밖에 처리할 수 없다면 해당 속도로 생산 라인을 가동할 수 없습니다.

최대 장비 정격에 의존하기보다는 의도된 제품 및 포장에 적합한 지속 가능한 속도를 비교하십시오. 거품이 발생하는 액체, 깨지기 쉬운 제품, 부착하기 어려운 라벨, 가벼운 용기 및 다양한 형태의 파우치는 안정적인 작동 속도를 저하시킬 수 있습니다.

인접한 기계들은 짧은 중단 시간 동안에도 복구할 수 있는 충분한 용량을 확보해야 합니다. 단순히 모든 기계의 정격 속도를 높이는 것만으로는 파악되지 않은 제약 조건을 해결할 수 없습니다.

4. 출력을 보호하는 위치에 누적 기능을 추가합니다.

적재 기능은 짧은 정지 시간이나 인접한 기계 간의 속도 차이 동안 제품을 일시적으로 고정합니다. 유용한 위치는 다음과 같습니다.

• 잦은 정지가 있는 프로세스 이전
• 계속 작동해야 하는 기계 이후에
• 사이 1차 및 2차 포장
• 수동 검사 또는 케이스 포장 전
• 팔레트 교체로 인해 작업 흐름이 중단되는 경우, 팔레트 적재 전 단계에서 발생합니다.

과도한 적재는 공간 낭비를 초래하고 컨테이너 압력 증가, 포장 손상, 제품 장시간 노출 또는 선입선출(FIFO) 관리 문제 등을 야기할 수 있습니다. 각 버퍼는 명확하게 정의된 운영 문제를 해결해야 합니다.

5. 주요 운영 흐름을 분리합니다.

포장 라인 주변의 네 가지 흐름을 계획하십시오.

• 제품 흐름: 최초 포장 단계부터 완제품 상자 또는 팔레트까지
• 포장재 흐름: 병, 파우치, 뚜껑, 라벨, 상자, 필름 및 팔레트
• 인력 이동: 운영, 감독, 검사, 청소 및 유지보수
• 폐기물 흐름: 불량품, 손상된 포장재, 필름 조각 및 빈 자재 용기

이러한 경로 간의 교차를 최소화하십시오. 작업자는 자재 보충을 위해 지게차 경로에 진입해서는 안 되며, 불량품은 합격품 구역을 통과해서는 안 됩니다.

사용 지점 내 보관 시설은 이동 거리를 줄일 수 있지만 제어 장치, 안전 장치, 서비스 구역 또는 통로를 막아서는 안 됩니다.

6. 기계 위치를 정하기 전에 설비 계획을 세우십시오.

필요한 모든 전기, 압축 공기, 물, 배수, 환기, 제품 배관, 집진 장치 및 네트워크 연결을 확인하십시오.

케이블, 호스 및 파이프가 작업 공간을 막지 않도록 배치하십시오. 천장에 전선을 내려놓으면 바닥을 깨끗하게 유지할 수 있으며, 습기가 많은 곳에서는 보호된 전기 시스템과 전략적으로 배치된 배수구가 필요할 수 있습니다.

제어 캐비닛은 적절한 환경 조건과 접근 공간 확보가 필요합니다. 장비 배치 승인 후 유틸리티 배선을 계획하면 서비스 배관 길이가 길어지고 설치가 지연되며 불필요한 구조 공사가 발생할 수 있습니다.

7. 운영 및 유지보수 접근 권한 제공

장비 설치 치수만으로는 필요한 전체 설치 공간을 확인할 수 없습니다. 다음 사항을 확인하십시오.

• 운영자가 어느 쪽을 사용하는가
• 포장재가 적재되는 곳
• 경비원과 캐비닛 문이 얼마나 열리는가
• 기술자가 서비스 부품에 접근할 수 있는지 여부
• 교체 부품 및 주요 구성 요소를 제거할 수 있는지 여부
• 청소 및 리프팅 장비가 해당 기계에 접근할 수 있는지 여부
• 유지보수 작업으로 인해 주요 통로가 막힐지 여부

장비 공급업체에 정비 공간 확보 도면 및 출입문 개방 도면을 요청하십시오. 전체 기계 치수만으로는 배치도를 승인하기에 충분하지 않습니다.

8. 안전, 위생 및 품질 관리를 포함하십시오.

기계 위험 요소, 보행자 및 지게차 이동, 비상 접근로, 그리고 작업자의 일상적인 작업들을 검토하십시오. 미국에서는 OSHA(산업안전보건청)에서 작업 지점, 끼임 사고 발생 지점, 회전 부품과 같은 위험 요소에 대한 안전 조치를 의무화하고 있습니다.^[1]

식품 포장 시설에는 추가적인 위생 계획이 필요합니다. 21 CFR Part 117에 따라 식품 공장은 유지 보수, 위생적인 운영 및 안전한 식품 생산을 지원하기 위해 장비 및 자재 보관을 위한 충분한 공간을 확보해야 합니다.^[2] 침수식 청소 또는 일상적인 액체 배출에 노출되는 구역은 바닥 배수 시설이 적절해야 합니다.^[3]

제품 및 적용 가능한 요구 사항에 따라 레이아웃에는 다음이 필요할 수 있습니다.

• 원료와 완제품의 분리
• 세척 접근 및 배수
• 먼지 또는 증기 추출
• 알레르겐 또는 제품 분리
• 통제된 인원 및 물자 반입
• 샘플링 및 검사 영역
• 안전한 거부 수집
• 코드 및 추적성 검사

품질 관리 스테이션은 직원이 위험 구역에 들어가지 않고도 접근할 수 있어야 합니다. 불량품 및 재작업 경로는 부적합 제품이 합격 제품과 섞이지 않도록 해야 합니다.

적용 가능한 규정, 시설 표준, 장비 문서 및 프로젝트별 위험 평가를 기준으로 정확한 허가 범위, 경비, 위생 관리 및 비상 접근 요건을 확인하십시오.

9. 지정된 확장 지점을 예약하십시오.

향후 검사 시스템, 포장 기계 등이 어디에 적용될지 파악하십시오., 케이스 패커, 또는 팔레타이저가 공정에 연결될 수도 있습니다.

계획 사항:

• 컨베이어 연결 지점
• 추가 전기 및 압축 공기 용량
• 예비 제어 시스템 입력 및 출력
• 제품 배관 연결
• 포장재 보관 공간 추가
• 팔레트 및 창고 통행량 증가
• 추가의 패키지 형식

단순히 바닥 공간이 남는 곳이 아니라, 실질적인 공정 연결 지점에 공간을 확보하십시오.

10. 설치 전에 레이아웃을 검증하십시오.

생산, 유지보수, 품질, 위생, 안전, 창고 및 엔지니어링 팀이 제안된 레이아웃을 검토하도록 하십시오.

단순한 선의 경우에는 2D 도면으로 충분할 수 있습니다. 하지만 3D 모델을 사용하면 높이 충돌, 서비스 접근 제한, 설비 문제, 문 설치 공간 부족 등의 문제를 파악할 수 있습니다.

복잡하거나 투자 비용이 많이 드는 프로젝트의 경우, 시뮬레이션을 통해 설치 전에 장비 상호 작용, 완충 용량, 제품 이동 및 정지 시나리오를 테스트할 수 있습니다. 설치 후 레이아웃 문제를 수정하는 데 드는 비용과 위험을 고려했을 때, 시뮬레이션을 활용하는 것이 추가 작업에 비해 유리할 경우 효과적입니다.

기존 포장 라인 레이아웃을 개선하는 방법

기존 생산 라인은 신규 설치에는 없는 제약 조건을 가지고 있습니다. 프로젝트 진행 중에도 생산을 계속해야 할 수도 있고, 설비는 이미 설치되어 있으며, 기존 기계들은 통합 제어 시스템을 공유하지 않을 수도 있습니다.

정상 생산 과정 중에 생산 라인을 관찰하는 것으로 시작하십시오. 제품 생산이 멈추는 지점, 작업자가 대기하는 위치, 자재가 소진되는 지점, 그리고 유지 보수 작업에 과도한 시간이나 공간이 필요한 지점을 기록하십시오.

개선 가능 사항은 다음과 같습니다.

• 자주 사용하는 자재를 적재 지점 가까이로 이동
• 컨베이어 이송 중 제품이 반복적으로 걸리거나 기울어지는 문제를 해결합니다.
• 파괴적인 과정 이전에 목표 축적을 추가합니다.
• 보행자 경로와 지게차 경로 분리
• 제어 장치 및 서비스 지점에 대한 접근성 개선
• 검사 또는 수동 작업대 재배치
• 실제 제약 조건 업그레이드
• 기계의 반복적인 단거리 정지 추적

변경 전후의 성능을 측정하십시오. 장비는 과도한 보행, 반복적인 막힘, 긴 교체 시간, 제품 손상 또는 지연된 유지 보수와 같은 명확한 문제를 해결하는 경우에만 이동해야 합니다.

흔히 저지르는 포장 라인 레이아웃 실수

Pallas를 사용하여 포장 라인을 계획하세요.

효율적인 포장 라인 레이아웃은 제품, 포장 형식, 필요한 생산량, 사용 가능한 공간, 자동화 수준 및 후속 처리 요구 사항을 반영해야 합니다.

Pallas 당사는 병, 항아리, 기성 파우치, 롤 필름 파우치 및 기타 다양한 형태의 포장 솔루션을 개발합니다. 당사 팀은 공정 평가, 적합한 장비 선정, 컨베이어 연결 계획, 그리고 생산 공간에 맞는 라인 구성 개발을 지원해 드립니다.

제품 정보, 포장 사양, 목표 생산 능력 및 공장 평면도를 공유해 주시면 포장 라인 계획을 수립하는 데 도움을 드리겠습니다.

자주 묻는 질문

포장 라인이란 무엇인가요?

포장 라인은 제품을 채우고, 밀봉하고, 라벨을 붙이고, 검사하고, 포장하고, 보관 또는 배송을 위해 준비하는 기계와 작업대가 연결된 시스템입니다.

레이아웃의 7가지 유형은 무엇인가요?

일반적인 생산 레이아웃에는 제품형, 공정형, 고정형, 셀룰러형, 조합형, 직선형, U자형 레이아웃의 7가지가 있습니다. 포장 라인은 대부분 직선형, L자형, U자형, 병렬형 또는 모듈형 구성을 사용합니다.

포장 레이아웃은 어떻게 만드나요?

포장 공정을 설계하고, 필요한 산출량을 정의하고, 호환 가능한 기계를 선택하고, 기계 속도의 균형을 맞추고, 제품 및 자재 흐름을 계획하고, 유틸리티 및 유지 보수 접근을 제공하고, 설치 전에 최종 레이아웃을 검증합니다.

포장에는 어떤 네 가지 단계가 있나요?

포장은 크게 네 단계로 나뉘는데, 제품과 직접 접촉하는 1차 포장, 1차 포장들을 묶는 2차 포장, 대량 취급을 지원하는 3차 포장, 그리고 운송 중 제품을 보호하는 운송 포장입니다.

참고 문헌

1. 산업안전보건청. 29 CFR 1910.212: 모든 기계에 대한 일반 요구 사항.
2. 전자 연방 규정집. 21 CFR 117.20: 식물 및 부지.
3. 전자 연방 규정집. 21 CFR 117.37: 위생 시설 및 관리.