Där kvalitet och efterlevnad möter digitalisering och design

Utvecklare av morgondagens smarta läkemedelsfabriker står inför nya krav som följer med digital förändring. Som en av Kinas ledande OEM -tillverkare för läkemedelsindustrin har SMA utvecklat en ny tablettpress som uppfyller dessa behov genom att para ihop uppkoppling och transparens med funktionell design och användarvänlighet. För att hantera balansgången mellan det rättsliga ramverket, prestandan och användarvänligheten förlitar sig SMA på automationsspecialisten B&R.

Läkemedelsindustrin är inte främmande för strikta krav, med några av de mest övervakade reglerna och standarderna som finns. Men när läkemedelsproducenter bygger alltmer digitala, uppkopplade fabriker, blir de tekniska utmaningarna och de resulterande lösningarna mer komplexa än någonsin. SMA satte höga mål för sin nya tablettpress - inte bara för de vanliga prestandamåtten - utan också när det gäller funktionell, användarvänlig design.

I sin utvärdering av automatiseringsteknik för den nya pressen prioriterade företaget också totala driftskostnader, inklusive faktorer som återanvändning av programvara och tillgänglighet för fjärrlösningar för maskindriftsättning, service och diagnostik. Efter flera dialoger med B&R -teamet om projektkrav och funktionsförverkligande var SMA övertygade om att B&R och dess automationssystem skulle klara av uppgiften och bestämde sig för att samarbeta med B&R om den nya tablettpressen.

Inom läkemedelsindustrin är kvalitet alltid prioritet nummer ett och därför är det den första faktorn som farmaceutiska maskiner bedöms på. För en tablettpress betyder kvalitetsförmågan att producera tabletter med exakt och konsekvent vikt och tjocklek. Detta bestäms till stor del av trycket från de övre och nedre stansarna. Att få snabba, exakta mätningar av detta tryck är avgörande för att optimera maskinens prestanda genom att göra dynamiska justeringar av stansens axlar, de övre och nedre förkomprimeringsvalsarna och påfyllningsstationen.

I SMA-tablettpressen uppnås denna mätprestanda med en analog X20-ingångsmodul från B&R som möjliggör 5 kHz / 16-bits sampling med buffert. Ännu högre hastigheter kan uppnås med en höghastighets FPGA-baserad bearbetningsmodul med B&R:s reACTION Technology, som möjliggör cykeltider på så snabbt som 1 μs. Modulen reACTION Technology stöder även programmering av IEC 61131-3 och eliminerar behovet av dyra höghastighetsregulatorer.

En B&R Panel PC 3100 med en Intel Core-i processor, fungerar som automationsplattform och kan köra både Windows och realtidsuppgifter samtidigt. Två B&R ACOPOS P3 servodrivningar är anslutna via Ethernet POWERLINK och ger exakt kontroll för sex axlar i en tredjedel av skåpsutrymmet som skulle krävas för konventionella singelaxlade drivenheter.

Förutom processorkraft och kontrollprecision förlitar sig moderna maskiner även på datautbyte. Förutom processorkraft och kontrollprecision förlitar sig moderna maskiner även på datauppkopplingar. Ju smartare fabrik desto mer utrustning på produktionsgolvet som måste anslutas till MES/ERP-system för uppgifter som ekonomisk redovisning, orderplanering och kvalitetskontroll.

Med integrerade OPC UA-servrar och stöd för PackML-kommunikation gör B&R:s X20 -kontroll och I/O -system det enkelt för MES-systemet att konfigurera och komma åt maskinen för att få data om produktionsverksamhet, granskningsspår, kvalitet och underhåll. Faktum är att med OPC UA kan inte bara utrustning sammankopplas inom fabriker, B&R-styrenheter kan även användas som edge enheter som samlar data och skickar den till molnet, där maskininlärningsalgoritmer tillämpas. OEE mäts lokalt och skickas sedan till produktionshanteringssystemet eller för molnövervakning. B&R erbjuder även en mjukvarufunktion som aviserar om larm direkt till serviceteknikerns smartphone.

För FDA/GAMP-certifieringen som krävs för farmaceutiska maskiner förlitar sig SMA på mappteknik från B&R. Programvarulösningen innehåller modulära, förkonfigurerade programvarukomponenter som tillhandahåller nödvändiga nyckelfunktioner. Med mapp Audit kan kraven i 21 CFR Part 11 för elektronisk signaturcertifiering och förfalskningssäker dokumentation lätt uppfyllas, medan mapp User hanterar användarrättigheter och åtkomst.

Dessa och andra mappfunktioner, såsom recepthantering eller business intelligence -rapportering, är enkla att implementera och har påskyndat utvecklingsprocessen avsevärt för SMA. Med mapp View fick SMA-utvecklarna kraftfulla verktyg för att skapa en webbaserad visualisering som tydligt och intuitivt visar stora mängder data. Dessa data kan visas med OPC UA på vilken dator eller smartphone som helst som stöder JavaScript och HTML.

Med automationslösningen från B&R uppnår den nya tablettpressen en mycket hög genomströmning. Dessutom drar användarna nytta av de digitala möjligheterna och det intuitiva användargränssnittet. ”Vi har satt ribban väldigt högt för den nya maskinen. Teamet med B&R- och SMA-ingenjörer levde mer än väl upp till förväntningarna och klarade av utmaningarna på ett bra sätt, säger Yin Wenping, ordförande och VD för SMA. "Vi ser nu fram emot framtida projekt där vi kommer att ta oss an ännu fler utmaningar inom smart läkemedelsproduktion."