Erfüllung der Nachfrage nach der Produktion von medizinischen Geräten

Transformative Technologie

Für viele Patienten haben innovative medizinische Geräte ihre Behandlung grundlegend verändert. Diese Geräte verwenden fortschrittliche Sensoren zur Überwachung wichtiger Gesundheitsmetriken.

Daten werden über ein Mobiltelefon oder ein anderes Gerät an den Patienten übertragen– oder können direkt mit anderer medizinischer Ausrüstung verbunden werden.

"Die Montage des Überwachungsgeräts ist ein anspruchsvoller Prozess", sagte Jeff Buck, Vice President of Engineering, Automation NTH. "Und genau hier liegt die Stärke unseres Unternehmens – in hochpräzisen, diskreten Anwendungen."

Der Hauptsitz befindet sich in Nashville, Tennessee,Automation NTH konzentriert sich auf Beratung, individuellen Maschinenbau und Systemoptimierung. Das Unternehmen bedient viele Branchen, hat aber spezielles Know-how in den Bereichen life sciences, Automobil und elektronisch entwickelt. Automation NTH ist Mitglied des Rockwell Automation PartnerNetwork™-Programms.

Hochfahren der Produktion

Automation NTH wurde von einem Medizingerätehersteller angesprochen, der von der manuellen Montage auf automatisierte Produktion umstellt. Wie jedes medizinische Gerät unterliegt es der FDA-Designvalidierung, die die Überprüfung der Fertigungskontrollen während des gesamten Prozesses umfasst.

Zunächst ermittelte Automation NTH die Anforderungen für jeden der etwa 30 präzisen Prozessschritte.

"Der Prozess umfasst komplexe Schritte wie das Biegen feiner Drähte, das Löten, das Dosieren von Epoxid und das Aushärten", erklärte Joe Cocchini, Staff Controls Engineer, Automation NTH. "Und das ist nur für einen Teil des Geräts."

Das Montagesystem läuft auf einer Rockwell Automation Plattform, basierend auf Allen-Bradley® Steuerungen. Für den Transport des Geräts zu jeder Montageposition wählte Automation NTH eine bandgetriebene Förderanlage.

Automation NTH nahm das validierte, modulare Montagesystem in Betrieb – und setzte es in der Produktion ein. 

"Als unser client weiter skalierte, bat er uns, einen Weg zu finden, die Produktionskapazität zu erhöhen und die Kosten zu senken", sagte Buck. "Insbesondere wollten sie den validierten Prozess beibehalten – und gleichzeitig die Gesamtkosten des fertigen Produkts senken."

Eine wirtschaftlichere Alternative

Automation NTH stellte fest, dass die Produktionskosten des Montageprozesses durch den großen Platzbedarf des Systems verursacht wurden.

"Das Montagesystem befindet sich in einem Reinraum, einer kostspieligen Umgebung", erläuterte Buck. "Und eine Ausweitung der Produktion durch Vergrößerung der Fertigungslinie würde sich nachteilig auf den Produktpreis auswirken."

Um einen wirtschaftlicheren Ansatz zu entwickeln, wandte sich Automation NTH an MagneMover® LITE, ein intelligentes Fördersystem von Rockwell Automation.

Anstatt wie herkömmliche Förderanlagen mit fester Geschwindigkeit und festem Abstand zu laufen, ermöglicht MagneMover LITE die unabhängige Steuerung magnetisch angetriebener Träger auf einer Schiene in einem einfacheren, kompakteren Format. Das System ist für den effizienten Transport leichter Lasten ausgelegt – und als kontaktloses Antriebssystem eignet es sich hervorragend für den Einsatz in einer Reinraum-Umgebung.

In Zusammenarbeit mit dem technischen Support von Rockwell Automation nutzte Automation NTH Simulationssoftware, um das Systemdesign zu unterstützen.

Funktionsweise

Eine firmeneigene Software-Engine von Automation NTH dient als Schnittstelle zwischen den MagneMover LITE-Trägern und der Steuerung.

"Standardmäßig ist die Software-Engine so konfiguriert, dass sie bis zu 100 Träger – und 100 Stationen – verwalten kann", sagte Cocchini. "Sie ist wie eine Vorlage und kann jedes Mal verwendet werden, wenn wir ein System entwickeln."

Ähnlich wie bei einem Roboter kann das MagneMover LITE-System mithilfe eines manuellen Modus im Tipp-Betrieb trainiert werden, um den Träger in die exakte Position zu bewegen.

"Man geht einfach die Linie entlang und lehrt", sagte Cocchini.

Die Station Manager-Funktion ermöglicht es Anwendern, Stationen ohne zusätzliche Programmierung hinzuzufügen, zu entfernen oder zu ändern. Sie berücksichtigt auch benutzerdefiniertes Verhalten und aktuelle Maschinenbedingungen, um das beste Ziel für den nächsten Träger zu bestimmen.

"Alles ist dynamisch", erklärte Cocchini. "Das MagneMover LITE-System bewertet die Situation in Echtzeit – und wählt dann automatisch die Aktion, die sich am wenigsten auf die Overall Equipment Effectiveness (OEE) auswirkt."

Während das medizinische Gerät zu 100 % maschinell montiert wird, wollte der Hersteller die Flexibilität haben, je nach geschäftlichen Anforderungen der Einrichtung entweder einen robotergestützten oder manuellen Prozess für das Entnehmen und Beladen von Gegenständen an den Stationen zu verwenden.  

"Wir haben einen hybriden Ansatz entwickelt – und genau da hat MagneMover wirklich geglänzt", sagte Cocchini.

Da Beschleunigungen, Verzögerungen, Geschwindigkeiten und Positionen programmierbar sind, kann dieselbe Ausrüstung so modifiziert werden, dass sie entweder den manuellen oder den robotergestützten „Pick and Load“-Prozess unterstützt.