Quand qualité et conformité riment avec digitalisation et confort d'utilisation

La digitalisation confronte les constructeurs de machines pharmaceutiques à de nouvelles exigences. Comptant parmi les plus grands OEM de Chine dans l'industrie pharmaceutique, SMA a conçu une nouvelle presse à comprimés qui répond à ces nouveaux besoins tout en assurant un confort d'utilisation optimal pour l'utilisateur. Afin d'allier conformité réglementaire, performance et facilité d'utilisation, SMA a noué un partenariat avec B&R pour ses projets d'automatisation.

L'industrie pharmaceutique est soumise à des exigences et des réglementations très strictes. Pourtant, les producteurs pharmaceutiques construisent des usines de plus en plus connectées et digitalisées. Les défis techniques qu'engendre cette digitalisation appellent des solutions complexes. C'est pourquoi SMA s'est fixé des objectifs très ambitieux pour sa nouvelle presse à comprimés, notamment en ce qui concerne la mise à disposition d'indicateurs de performance, mais aussi le confort d'utilisation.

Lors de l'évaluation de la technologie d'automatisation pour cette nouvelle presse, l'entreprise a placé au premier rang de ces critères le coût total de fonctionnement. Ce dernier incluait plusieurs facteurs dont la facilité de réutilisation du logiciel ainsi que la disponibilité de solutions à distance pour la mise en service, la maintenance et le diagnostic. Après plusieurs échanges avec B&R au sujet des exigences du projet et de sa concrétisation fonctionnelle, SMA a acquis la conviction que B&R et son système d'automatisation apporterait une solution optimale.

Dans l'industrie pharmaceutique, la qualité est toujours la priorité numéro 1 et donc le premier critère à prendre en considération lors de l'évaluation d'une machine. Pour une presse à comprimés, la qualité va de pair avec la capacité à produire des comprimés qui ont une masse et une taille précises et uniformes. Cette aptitude dépend beaucoup de la pression appliquée par les poinçonneuses inférieure et supérieure. Cette pression doit être mesurée avec précision et rapidité afin d'optimiser les performances de la machine. Pour ce faire, il a été nécessaire d'effectuer des ajustements dynamiques sur les servo-axes des poinçonneuses, des rouleaux de pré-compression et de la station de remplissage.

Sur la presse à comprimés SMA, les performances sont évaluées à l'aide d'un module d'entrées analogiques X20 de B&R permettant un échantillonnage à 5 kHz / 16-bit et muni d'un buffer. Un module ultra-rapide basé sur un FPGA et sur la technologie reACTION de B&R est également utilisé pour atteindre des vitesses de traitement encore supérieures. La technologie reACTION fait descendre les temps de cycle jusqu'à 1 µs. Le module basé sur cette technologie supporte également la programmation IEC 61131-3 et permet de se passer d'automates ultra-rapides toujours onéreux.

Un Panel PC 3100 de B&R muni d'un processeur Intel Core-i et monté sur potence constitue le contrôleur de la machine et assure une exécution simultanée de Windows et des tâches temps réel. Connectés via un réseau Ethernet temps réel POWERLINK, deux servovariateurs ACOPOS P3 de B&R contrôlent précisément six axes en occupant seulement un tiers de l'espace habituellement nécessaire pour des variateurs mono-axe conventionnels.

Les machines de conception récente doivent disposer d'une grande capacité de traitement et assurer un contrôle de grande précision. De plus, elles doivent aussi présenter une connectivité suffisante, notamment avec les systèmes MES/ERP pour la comptabilité, la planification de commandes et le contrôle qualité. Le système de contrôle et d'E/S X20 de B&R intègre un serveur OPC UA et supporte la communication PackML. Le système MES peut ainsi facilement configurer la machine et y accéder pour collecter des données relatives aux opérations de production, des données d'audit, ou encore des données pour l'assurance qualité ou la maintenance.

En fait, grâce à OPC UA, les contrôleurs de B&R peut être utilisés non seulement pour interconnecter des équipements au sein des usines, mais aussi en tant que composants périphériques (edge) phine learning. Le TRS temps réel est mesuré localement puis envoyé au système de gestion de production ou au cloud à des fins de monitoring. B&R offre également une fonction logicielle prête à l'emploi qui simplifie l'envoi d'alarmes sur les smartphones des techniciens.

Pour la certification FDA/GAMP, obligatoire pour toutes les machines pharmaceutiques, SMA a pu compter sur la technologie mapp de B&R. Cette technologie encapsule des fonctionnalité clé dans des composants logiciels modulaires et préprogrammés. Le composant mapp Audit a permis de satisfaire plus facilement les exigences de la norme 21 CFR Part 11 relative à la certification des signatures électroniques et à la protection contre les fraudes documentaires. Le composant mapp User gère les accès et les droits des utilisateurs.

Conçues pour remplacer le travail de programmation par des tâches de configuration, ces composants mapp et d'autres comme ceux dédiés à la gestion de recettes, à la création de rapports (Business Intelligence) s'implémentent facilement, contribuant ainsi à accélérer le processus de développement de SMA. Grâce au package mapp View, les développeurs SMA ont également bénéficié d'outils puissants pour la conception de la visualisation machine. Ils ont ainsi pu créer une application de visualisation permettant un affichage clair et intuitif de grandes quantités de données. Grâce à la connectivité OPC UA, ces contenus peuvent être consultés depuis n'importe quel PC ou smartphone, pourvu qu'il supporte JavaScript et HTML.

Avec la solution d'automatisation de B&R, la nouvelle machine de SMA se montre extrêmement rapide et offre aux utilisateurs d'excellentes capacités numériques ainsi qu'une interface intuitive et attractive. « Nous avions placé la barre très haut pour cette nouvelle machine, mais notre équipe composée d'ingénieurs SMA et B&R a su relever le défi avec brio », déclare le Président Directeur Général de SMA, Yin Wenping. « Cette réussite est une véritable source de motivation pour les projets que nous aurons à mener dans le futur et pour d'autres défis que nous devrons relever en matière de production intelligente. »