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Eine ganz neue (virtuelle) Welt

Für Biotechnologieunternehmen, die einer wachsenden Nachfrage nach kleineren Mengen sowie personalisierten Arzneimittel gerecht werden müssen, ist die „flexible Produktion“ der vorherrschende Ansatz. Dank modularer Designkonzepte – und der Weiterentwicklung der Mobil- und Single-Use-Technologie – haben viele Unternehmen von großen Anlagen zur Produktion spezieller Produkte auf agile „Facilities of the Future“ umgestellt, mit denen mehrere Produkte hergestellt werden können.

Trotz beeindruckender Fortschritte ist der Einsatz von Single-Use-Technologie mit besonderen Herausforderungen – und Risiken – verbunden, die durch die strengen Reglementierungen in der Branche verschärft werden.

In Single-Use-Einrichtungen werden modulares Equipment und Behälter kontinuierlich bewegt – innerhalb der Anlage und von einer Anlage zur nächsten. Das Bedienpersonal muss eine Vielzahl verschiedener Aufgaben ausführen, regelmäßig in den Prozess eingreifen und auf komprimierte Batch-Zykluszeiten aufgrund limitierter Produktdurchläufe reagieren.

In dieser schnelllebigen Umgebung bereiten die folgenden Fragen Herstellern schlaflose Nächte:

  • Wie kann ich sicherstellen, dass sich das richtige Equipment zum richtigen Zeitpunkt am richtigen Ort befindet?
  • Wie kann ich die Vielzahl von Behältern, die durch meine Anlage kreisen, effektiv verfolgen?
  • Wie kann ich Bedienfehler minimieren?

Automatisierungssysteme bieten eine Reihe von Möglichkeiten, um die Prüfmethoden des Equipments zu optimieren und das Fehlerpotenzial zu verringern. Doch nun kommen neue Technologien ins Spiel, die eine weitere Verringerung der Risiken in Aussicht stellen, die mit dem Einsatz von Single-Use-Technologie einhergehen.

Eine Dosis Realität

Wenn Virtual Reality (VR) und Augmented Reality (AR) mit Kameras, Scannern und bewährten Steuerungsstrategien kombiniert werden, kann Risikominderung auf einem ganz anderen Niveau stattfinden. Mit VR und AR lassen sich insbesondere bei der Bedienerleistung und -schulung Verbesserungen erzielen – und auch das Asset Management wird optimiert.

Im Übrigen können mittels VR auch menschliche Fehler bei der Anlagenplanung aufgedeckt werden, sodass noch die Möglichkeit besteht, diese zu korrigieren. Neue Technologien können Building Information Modeling (BIM) in Virtual Reality-Erfahrungen übertragen, um menschliche Versäumnisse sichtbar zu machen, z. B. die Planung eines 12-Fuß-Skids für einen Raum mit einer Standard-Türöffnung von 10 Fuß.

Verbesserung der betrieblichen Kenntnisse

Aus betrieblicher Sicht ist die Umstellung auf Single-Use-Technologie keine einfache Aufgabe.

Viele Bediener von Single-Use-Einrichtungen begannen Ihre Berufslaufbahn mit traditionellen Edelstahlinstallationen. Da diese herkömmlichen Einrichtungen hochgradig automatisiert sind, ist diesen Bedienern möglicherweise gar nicht bewusst, welche Risiken mit dem Einsatz von Single-Use-Technologie verbunden sind.

Die Verbesserung der betrieblichen Kenntnisse ist daher ein wichtiges Ziel. Doch die Schulungsprogramme sind häufig unzureichend. In der Standardsituation im Schulungsraum können realitätsnahe Produktionsszenarien einfach nicht nachgebildet werden.

VR und AR arbeiten Hand in Hand, um es Betriebsmitarbeitern zu ermöglichen, erste Erfahrungen mit der Produktionsumgebung und dem Herstellungsprozess zu sammeln – und das weit vor der Anlageninbetriebnahme. Darüber hinaus erleichtern diese Technologien die Interaktion des Equipments, sobald die Produktionsanlage läuft.

Lernen durch Handeln. Lernen durch Zeigen.

Wie verbessern die neuesten Technologien den Betrieb? Einfach ausgedrückt minimieren VR und AR die Risiken, indem sie dem Personal ermöglichen, durch Handeln und durch Zeigen zu lernen.

Ein Beispiel: Mit VR können sich Bediener während der Schulung sehr konkret mit der Produktionsumgebung und den Produktionsabläufen vertraut machen. Sie können eine virtuelle Tour durch die Produktionsanlage machen und sich genau anschauen, wo sich Prozess-Skid, Rohrschweißanlage und anderes Equipment befinden werden – und dann den Prozess ablaufen. Durch die realitätsgetreue Darstellung mittels VR wird das Personal nicht nur besser vorbereitet, sondern es lassen sich auch mögliche Hindernisse frühzeitig erkennen.

Sobald die Produktion angelaufen ist, spielt AR eine wesentliche Rolle. Es kann zum Beispiel sein, dass ein im Prozess vorgelagerter Bioreaktor 50 Verbindungen verwalten muss, wobei jede Verbindung mehrere Schritte erfordert. In der Regel arbeitet ein Bediener die Standardarbeitsanweisungen (Standard Operating Procedures, SOP) Schritt für Schritt durch und bestätigt dann mit einer elektronischen Signatur, dass alle Schritte ausgeführt wurden.

Obwohl sich einige Anweisungen und Methoden visueller Hilfsmittel bedienen, um produktbedingte Umrüstungen anzuleiten, besteht ein erhebliches Fehlerpotenzial aufgrund der großen Zahl von Verbindungen und der Geschwindigkeit, mit der diese hergestellt werden müssen.

Stellen Sie sich nun ein AR-geführtes Prozess-Szenario vor. Mit einem AR-Headset oder einem Tablet kann sich ein Bediener gleichzeitig Anschlusshinweise anzeigen lassen – diese werden virtuell am jeweiligen Equipment eingeblendet.

Der Bediener muss nun nicht mehr anhand von visuellen Hinweisen die Anweisungen korrelieren, sondern ihm wird genau „gezeigt“, wo die Verbindung hergestellt werden muss, während er diese „Handlung“ vornimmt.

Kameras, Strichcode-Scanner oder RFID-Technologie dienen dazu, manuelle Verbindungen sowie die Equipment- und Behälterauswahl zu überprüfen. Um die Compliance zu erleichtern, können automatisch elektronische Signaturen zum Batch-Protokoll hinzugefügt werden.

Diese Technologie trägt auch zu einer besseren Fehlererkennung auf mobilen Geräten in Installationen bei, in denen in der Regel keine konventionellen Bedienerschnittstellenterminals vorzufinden sind. Stellen Sie sich eine Welt vor, in der ein Wartungstechniker, der ein AR-Headset trägt, mit einem einzigen Blick auf das Equipment einen Alarm lokalisieren kann. Das ist näher an der Realität als Sie vielleicht denken.

Wie nah? In diesem eBook erfahren Sie mehr darüber, wie Biopharma-Unternehmen moderne Technologien nutzen können, um eine konstante Produktion zu gewährleisten und schlussendlich lebensrettende Arzneimittel in größerer Menge und schneller zum Patienten zu bringen.


Trevor Vandermeer
Trevor Vandermeer
Lead Process Control Engineer, Life Sciences, Rockwell Automation
Trevor Vandermeer
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