Skontaktuj się z Ekspertem

Merck wprowadza modularyzację do rozwoju procesów (Germany)

Cykle życia produktów w przemyśle chemicznym i farmaceutycznym stają się coraz krótsze. Firma Merck KGaA szukała nowego rozwiązania, które ułatwiłoby tworzenie i aktualizowanie konfiguracji systemowych oraz szybkie skalowanie z poziomu laboratorium do produkcji. Dzięki platformie zenon, to przedsiębiorstwo technologiczne skutecznie wdrożyło modularyzację zgodnie ze standardami MTP w warstwie orkiestracji procesów (POL) wyższego poziomu. Takie elastyczne zastosowanie modułów znacznie przyspiesza wprowadzanie produktów na rynek.

Merck wprowadza modularyzację do rozwoju procesów (Niemcy)

Merck wprowadza modularyzację do rozwoju procesów (Niemcy)

Automatyzacja w laboratorium – ze standardami MTP i platformą zenon

.pdf / 1.03 MB

Pobierz

 

Najważniejsze cechy:

  • Skrócenie czasu wprowadzenia produktów na rynek
  • Oszczędność na kosztach dzięki krótszym cyklom rozwojowym
  • Elastyczna konfiguracja systemu z wykorzystaniem orkiestracji
  • Wysoka powtarzalność konfiguracji prób
  • Szybkie skalowanie z poziomu laboratorium do produkcji
  • Technicy laboratoryjni nie potrzebują umiejętności programistycznych

 

Jak można przyspieszyć wprowadzanie produktów na rynek?

 

To pytanie związane z rozwojem procesów ma istotne znaczenie dla firmy Merck.

Wiodąca w Niemczech firma naukowo-technologiczna aktywnie działa w sektorach opieki zdrowotnej, Biotechnologi i elektroniki. Aby zoptymalizować rozwój procesów i skrócić czas wprowadzania produktów na rynek, Merck zdecydował się na zupełnie nowe podejście: modularyzację na podstawie standardów Module Type Package (MTP). „Na początku nawet nie myśleliśmy o MTP, ponieważ ta technologia nie była zbyt rozwinięta. COPA-DATA przekonała nas do przetestowania standardu MTP/POL w ramach pilotażowego projektu. Po pół roku rezultaty przekroczyły oczekiwania i przenieśliśmy nasze początkowe doświadczenia do głównego projektu”, opowiada Manfred Eckert, Associate Director Process Development w firmie Merck.

 

Dynamiczne rozwiązania wymagają dużej elastyczności

 

W laboratorium firmy Merck znajduje się około 120 dygestoriów wyposażonych w sprzęt laboratoryjny, jak pompy, mieszadła i moduły dozujące. W przeszłości próby z różnymi modułami były przeprowadzane ręcznie, lub przy użyciu konwencjonalnego systemu zarządzania laboratorium. Częste zmiany konfiguracji laboratorium wymagały dużych nakładów czasu i powodowały niemałe koszty. „Nigdzie indziej nie ma tak dynamicznego środowiska jak w laboratorium. Próby są tu ustawiane niemal każdego dnia. Automatyzacja modułowa ma ogromny potencjał, w szczególności w tym sektorze” – stwierdza Christof Franzke, Senior Technical Consultant Key Accounts w COPA-DATA.

 

Po pomyślnym zakończeniu projektu pilotażowego, firmy Merck i COPA-DATA rozpoczęły automatyzację 60 dygestoriów z powiązanymi modułami procesowymi w nowym obiekcie laboratoryjnym. Dla poszczególnych urządzeń stworzono interfejsy MTP. Jest to warunek wstępny do późniejszej automatyzacji i orkiestracji modułów przez POL. Profil modułu w rozwoju procesu jest bardzo mały. MTP daje tutaj również dużą korzyść, ponieważ do stworzenia niezbędnych interfejsów można wykorzystać szereg systemów kontroli procesu o różnej skali, niezależnie od sprzętu i jego producenta. Dzięki temu nie każdy moduł musi być wyposażony w kosztowny sterownik PLC.

 

„Podłącz i produkuj” dla personelu laboratoryjnego

 

 

Arkusz orkiestracji jest wykorzystywany do planowania i wizualizacji sieci poszczególnych maszyn i usług.

Celem było zapewnienie, że technicy laboratoryjni nie będą potrzebować wiedzy programistycznej, aby dodawać potrzebne moduły do różnych konfiguracji. Takie podejście zapewnia maksymalną elastyczność i znaczną oszczędność czasu. Funkcjonalność i zasadę działania MTP można porównać do sterownika drukarki. Oprogramowanie sterownika jest dostarczane w komplecie z drukarką. Dzięki temu można ją podłączyć do każdego komputera i kontrolować ją bez konieczności dodatkowego programowania. Takie usługi jak drukowanie lub skanowanie mogą być uruchamiane natychmiast po podłączeniu dzięki rozwiązaniu „plug and play”. Z tej idei wywodzi się „podłącz i produkuj” w branży przetwórczej. Technologia MTP umożliwia użytkownikom bardzo szybkie i łatwe zmontowanie, zaaranżowanie i obsługę systemu produkcyjnego opartego na kilku modułach procesowych. Moduły mają własną inteligencję, dzięki czemu wystarczy je podłączyć do sieci, aby mogły być obsługiwane z poziomu POL. Nie jest wymagane dodatkowe programowanie. Konfigurację systemu można w każdej chwili szybko zmienić i dostosować do odpowiedniego procesu. Komunikacja jest obsługiwana przez otwarty protokół komunikacyjny OPC UA.

 

 

Wysoka powtarzalność konfiguracji prób

 

 

Indywidualne moduły do receptur są orkiestrowane i zarządzane przez zenon Batch Control.

Oprócz łatwości obsługi, elastyczności i szybszego wprowadzania na rynek, automatyzacja modułowa zapewnia dodatkową korzyść dla rozwoju procesu: wysoką powtarzalność poszczególnych prób. Dzieje się tak dlatego, że POL odpowiada za coś więcej niż tylko zarządzanie i wizualizację konfiguracji prób w oparciu o receptury. Dane z próby mogą być rejestrowane i raportowane za pomocą zenon Report Engine. Po zdefiniowaniu procesu rozwoju i konkretnej receptury, proces produkcyjny można odtwarzać wielokrotnie przy użyciu tych samych parametrów ramowych. Oszczędza to technikom laboratoryjnym konieczności ręcznego dokumentowania zdefiniowanych parametrów, a także ułatwia dokumentację i zapewnienie jakości.

 

Zwinne zarządzanie projektami w celu opracowania POL

 

Wdrożenie modułowej automatyzacji i integracji w POL odbyło się w ciągu zaledwie dwóch lat. „Jak na taki projekt, to wyjątkowo krótki okres” – stwierdza Manfred Eckert. „Nasza współpraca charakteryzowała się wysokim stopniem zwinności. Przecież do tego czasu żadna warstwa POL nie spełniała wymagań firmy Merck. Opracowaliśmy je dopiero w trakcie realizacji projektu”.

 

Nie tylko napięty harmonogram był dużym wyzwaniem dla uczestników projektu. Równolegle z wprowadzaniem technologii MTP w firmie Merck wdrażano nową infrastrukturę IT. Celem było skonfigurowanie IT w sposób zbliżony do produkcyjnego. Miało to na celu spełnienie wymogów bezpieczeństwa w dziale produkcji i zagwarantowanie całodobowej dostępności. POL osadzono bezpośrednio w nowej infrastrukturze IT. Dodatkowo w tym samym czasie miały miejsce aktualizacje normy VDI/VDE 2658, które należało uwzględnić przy realizacji projektu.

 

Dalsze wdrażanie MTP jest obecnie planowane w firmie Merck w USA. Dodatkowo, nowo zautomatyzowane procesy mogą zapewnić tak wysoki poziom niezawodności, że instalacje przetwórcze mogą pracować w sposób ciągły, nawet w nocy. Jest to ważna zaleta, ponieważ, w szczególności w przypadku obchodzenia się z chemikaliami, konieczne jest wyeliminowanie zagrożeń dla bezpieczeństwa.

 

Droga do przyszłości

 

„POL w platformie zenon jest jedną z pierwszych warstw POL na rynku o praktycznie kompleksowej funkcjonalności POL. Cieszymy się, że mogliśmy współtworzyć ten system i że od teraz możemy go wykorzystywać do rozwoju naszych procesów. To była wspólna podróż, obejmująca ciągłe korekty, zmiany i optymalizację. Planujemy również w przyszłości kontynuować optymalizację POL wspólnie z COPA-DATA”, stwierdza Manfred Eckert.

 

 

 

 

„Dla nas jest ważne, aby technologia obsługiwała inteligentne skalowanie. Skalowanie w górę z poziomu laboratorium do produkcji musi być szybkie i łatwe”. Manfred Eckert, Associate Director Process Development, Merck.

Wróć