Automatizálás a laboratóriumban MTP-standardokkal és a zenonnal

A Merck modulárissá teszi a folyamatfejlesztést

2023. november 28., kedd, 06:00

Címkék: automatizálás COPA-DATA egészségügy gyógyszeripar laboratórium zenon

A vegyiparban és a gyógyszeriparban egyre rövidebb a termékek életciklusa. A Merck KGaA új megoldást keresett a rendszerkonfigurációk könnyebb létrehozására és frissítésére, valamint a laboratóriumból a termelésbe vezető út gyorsítására. A technológiai cég a zenon segítségével az MTP-standardoknak megfelelő moduláris megoldást tudott bevezetni egy magas szintű folyamat-összehangolási rétegben (POL). A modulok rugalmas alkalmazása nagyban rövidíti a piacra kerüléshez szükséges időt.

A Merck számára fontos folyamatfejlesztési kérdés, hogyan lehet a lehető leggyorsabban piacra vinni az új termékeket. A Merck vezető német tudományos és technológiai cég, amelynek tevékenysége az egészségügy, az élettudományok és az elektronika területét öleli fel. A folyamatfejlesztés optimalizálása és a gyorsabb piacra jutás érdekében egy teljesen új megközelítés, a moduláris felépítésű modultípuscsomag (Module Type Package, MTP) standardokon alapuló modulárissá tétel mellett döntött. „Kezdetben szóba sem jött az MTP, a technológia ugyanis akkor még gyerekcipőben járt. A COPA-DATA azonban rávett minket arra, hogy egy kísérleti projekt keretében teszteljük az MTP/POL standardot. A féléves teszt meggyőző eredményeit követően a fő projektben is alkalmazni kezdtük a kezdeti tapasztalatokat” – számol be Manfred Eckert, a Merck folyamatfejlesztési igazgatóhelyettese.

A dinamikus megoldások nagy rugalmasságot igényelnek

A Merck laboratóriumában mintegy 120 elszívót szereltek fel laboratóriumi felszerelésekkel, többek között szivattyúkkal, keverőberendezésekkel és adagolómodulokkal. A különböző modulokkal végzett kísérleteket korábban manuálisan vagy hagyományos laboratóriumi irányítási rendszerrel hajtották végre. A laboratóriumi berendezés gyakori újrakonfigurálása sok időt vett igénybe, és nagy költséggel járt. „Nincs más, a laboratóriumhoz foghatóan dinamikus környezet, ahol nap mint nap kísérleteket állítanak össze. A moduláris automatizálásban óriási lehetőségek rejlenek, különösen ebben az ágazatban” – állítja Christof Franzke, a COPA-DATA kiemelt ügyfélkapcsolati vezető műszaki tanácsadója.

A kísérleti projekt sikeres befejezése után a Merck és a COPA-DATA megkezdte egy új laboratórium 60 füstelvezetőjének és a kapcsolódó folyamatmoduloknak az automatizálását. Az egyes eszközökhöz MTP-interfészeket hoztak létre, ami előfeltétel volt a modulok későbbi, POL segítségével történő automatizálásához és összehangolásához. A folyamatfejlesztésben nagyon kicsi a modulprofil. Az MTP ezen a téren is nagy előnyt jelent, mivel a szükséges interfészek hardvertől és gyártótól függetlenül, különböző nagyságrendű vezérlőrendszerekkel létrehozhatók. Így nem kell minden modult drága PLC-vel felszerelni.

Az összehangolási lap az egyes gépekből és szolgáltatásokból álló hálózatok tervezésére és megjelenítésére szolgál

Azonnal használható laboratóriumi felszerelések

A cél az volt, hogy a labortechnikusoknak ne kelljen programozási ismeretekkel rendelkezniük ahhoz, hogy a szükséges modulokat hozzáadhassák a kísérleti konfigurációhoz. Ezzel a megközelítéssel a lehető legnagyobb rugalmasság érhető el, és jelentős idő takarítható meg. Az MTP funkcióját és működési elvét egy nyomtató illesztőprogramjához hasonlíthatnánk. A nyomtatóhoz szállítási tartozékként jár az illesztőprogram, amellyel bármilyen személyi számítógéphez csatlakoztatható, és további programozás nélkül vezérelhető. A „plug and play” megközelítésnek köszönhetően a csatlakoztatást követően azonnal elindíthatók a szolgáltatások, például a nyomtatás vagy a szkennelés. A feldolgozóiparban alkalmazott „plug and produce” elv közvetlenül ebből az elgondolásból ered. A felhasználók az MTP-technológiának köszönhetően nagyon gyorsan és egyszerűen összeállíthatnak, összehangolhatnak és használhatnak egy több folyamatmodulon alapuló termelési rendszert. Az önmagukban is intelligens modulokat elég a hálózathoz csatlakoztatni, ezután további programozás nélkül működtethetők a POL-ről. A rendszerkonfiguráció bármikor gyorsan módosítható és a megfelelő folyamatra szabható. A kommunikációt az OPC UA nyílt kommunikációs protokoll támogatja.

 

A legfontosabbak:

  • Rövidebb piacra jutási idő
  • Költségmegtakarítás a rövidebb fejlesztési idő révén
  • Az összehangolásnak köszönhetően rugalmas rendszerkonfiguráció
  • A kísérleti konfigurációk nagy fokú reprodukálhatósága
  • Rövid út a laboratóriumból a termelésbe
  • A labortechnikusoknak nem kell programozási ismeretekkel rendelkezniük

A kísérleti konfigurációk nagy fokú reprodukálhatósága

Az egyszerű használat, a rugalmasság és a gyorsabb piacra lépés mellett a moduláris automatizálás további előnye a folyamatfejlesztésben az egyes kísérleti konfigurációk nagy fokú reprodukálhatósága. Amellett ugyanis, hogy a POL kezeli és megjeleníti a kísérleti konfigurációt a receptek alapján, a kísérlet során kapott adatok rögzíthetők és jelenthetők a zenon Report Engine segítségével. A gyártási folyamat, a fejlesztési folyamat és egy adott recept meghatározása újra és újra reprodukálható ugyanazokkal a keretparaméterekkel. A labortechnikusoknak így nem kell manuálisan dokumentálniuk a meghatározott paramétereket, és a dokumentálás és a minőségbiztosítás is egyszerűbb.

A receptek egyes moduljait a zenon Batch Control segítségével hangolják össze és kezelik

Agilis projektmenedzsmenttel támogatott POL-fejlesztés

A moduláris automatizálás és integráció bevezetése a POL-ben mindössze két évet vett igénybe, ami Manfred Eckertet idézve: „Egy ilyen projekt esetében kivételesen rövid idő. Együttműködésünket nagy fokú agilitás jellemezte. A Merck követelményeinek megfelelő POL korábban nem létezett, azt csak a projekt során fejlesztettük ki.”

A projekt résztvevői számára nem csak a szűkös határidők jelentettek komoly kihívást. Az MTP-technológia bevezetésével párhuzamosan a Mercknél új IT-infrastruktúrát is bevezettek azzal a céllal, hogy közelebb vigyék az IT-t a termeléshez, és ezáltal garantálják a termelésben a biztonsági követelményeknek való megfelelést és a 24 órás rendelkezésre állást. A POL-t közvetlenül az új IT-infrastruktúrába ágyazták be. Ezzel egyidejűleg zajlottak a VDI/VDE 2658 szabvány szerinti frissítések is, amelyeket figyelembe kellett venni a projekt megvalósítása során.

A Merck az Egyesült Államokban kívánja folytatni az MTP bevezetését. Ezenkívül az újonnan automatizált folyamatok olyan magas szintű megbízhatóságot képesek garantálni, hogy a feldolgozóüzemek folyamatosan, akár éjjel is üzemelhetnek, ami azért fontos előny, mert a biztonsági kockázatokat ki kell küszöbölni, különösen a vegyi anyagok kezelésekor.

 

„Fontosnak tartjuk, hogy a technológia támogassa az intelligens méretnövelést. A laboratóriumból a termelésbe vezető útnak rövidnek és egyszerűnek kell lennie.” Manfred Eckert folyamatfejlesztési igazgatóhelyettes, Merck

Élen a jövőbe

„A zenon POL a piacon az elsők között gyakorlatilag végponttól végpontig kínál POL-funkciókat. Örömünkre szolgál, hogy közösen fejleszthettük ki a rendszert, amelyet mostantól felhasználhatunk folyamatfejlesztésünkhöz. A közösen megtett utat folytonos módosítások, változtatások és optimalizálások kísérték, és terveink szerint a jövőben is a COPA-DATA-val közösen optimalizáljuk tovább a POL-t” – szögezi le Manfred Eckert.

www.copadata.com

Keresés
Bejelentkezés / Regisztráció
AUTOMATIZÁLÁS

Az elektromos megfogók elejtik a munkadarabot?

Lehet a vákuum is gazdaságos

Média Partnerek