Desafío
- Los envejecidos sistemas de control de los sistemas modulares se enfrentaban a problemas de obsolescencia y podían provocar costosos tiempos inactivos
- Los sistemas no eran visibles en las operaciones
- Los errores de comunicación del sistema generaban alarmas críticas que provocaban tiempos inactivos
Soluciones
Resultados
- Nuevos sistemas de control sustituyen los sistemas obsoletos y abren la posibilidad de nuevas actualizaciones
- La visibilidad de los VFD y otros componentes en el sistema acelera la resolución de problemas
- Reducción de las alarmas críticas provocadas por los errores de comunicación del sistema que se producían varias veces por semana
Si no afrontan el problema, la renovación de equipamiento envejecido puede llegar a costar millones de dólares a las empresas biofarmacéuticas.
Si los equipos sufren un fallo y no cuentan con piezas de repuesto, la producción de productos biológicos de alto valor podría detenerse y hasta llegar a provocar pérdidas de lotes.
Un gigante de la producción biofarmacéutica necesitaba afrontar la obsolescencia de dos de sus equipos modulares de purificación y aprovechó la oportunidad para realizar algunas mejoras operativas adicionales durante el proceso.
Anticiparse a la obsolescencia
Todos los lotes de producción comienzan con una ampolla de células de 1 a 4 mililitros que actúa como fuente de energía para las proteínas clave de sus medicamentos.
La ampolla sufre un proceso de fermentación en el que las células vuelven a la vida y, más tarde, se une a un medio regulador capaz de impulsar el crecimiento y la replicación de las células.
Durante el proceso, la ampolla de células original puede crecer y alcanzar un volumen final de hasta 12.000 litros.
Cuando se alcanza el volumen deseado, el lote se somete a ciertas operaciones de purificación. En esa etapa, se eliminan el residuo celular, las proteínas no deseadas y otros elementos presentes en el líquido mediante procesos diferentes, el último de los cuales es el denominado filtrado de flujo tangencial (TFF, por sus siglas en inglés).
EL TFF es un proceso dirigido por la presión que elimina las partículas del medio regulador de la proteína. De ese modo, la proteína puede clarificarse y purificarse alcanzando la concentración final que cumple con las especificaciones del medicamento y, a continuación, enviarse a envasar.
La empresa cuenta con varios equipos modulares de TFF para diferentes tamaños de lote y las dos plataformas de tamaño medio eran las que se encontraban próximas al fin de su vida útil.
El primer equipo modular se puso en funcionamiento en 1998 y, como la demanda de productos seguía creciendo, poco después se puso en marcha el segundo equipo. Ciertos componentes de ambos equipos modulares —un controlador lógico programable (PLC, por sus siglas en inglés), un variador de frecuencia variable (VFD, por sus siglas en inglés) y un terminal de operador (HMI, por sus siglas en inglés)— iban a dejar de contar con repuestos en breve o ya no contaban con ellos.
«La empresa sabía que estos sistemas estaban próximos al final de su vida útil y que se debían sustituir o actualizar», indica Tim Brown, ingeniero de proyectos en Banks Integration. «Teniendo en cuenta que el estado general del sistema de los equipos modulares no era malo, la actualización de los sistemas de control era lo que tenía más sentido».
Dada la falta de piezas de repuesto, si los sistemas se caían, el tiempo inactivo en la producción podía llegar a generar pérdidas de hasta 10 millones de dólares para la empresa.
Y no solo eso, debido a errores en las comunicaciones, estaban generando de cinco a seis alarmas críticas por semana que provocaban tiempos inactivos innecesarios.
Además, la falta de información de diagnóstico provocaba que cuando saltaban las alarmas, los problemas tras ellas fueran difíciles de detectar y de solucionar y, a veces, eran necesarios hasta 10 empleados de los grupos de calidad, de automatización y de ciencia de fabricación para resolver la situación provocada por una única alarma.
«Un simple cable suelto podía provocar muchas horas extra», indica Brown.
Además, aunque los dos equipos modulares estuvieran basados en el mismo diseño, seguían teniendo cada uno su propio sistema. Es decir, que cada uno de ellos tenía su propio código que, en cada nuevo turno de producción, debía probarse por separado.
Actualización de los sistemas de control
El productor biofarmacéutico trabajó con Banks Integration Group, miembro del programa PartnerNetwork™ de Rockwell Automation para diseñar, implementar y validar el proceso de actualización del nuevo sistema de control, basado en una plataforma de DCS moderno PlantPAx® de Rockwell Automation.
Esa actualización también implicaba la modernización de los PLC y VFD antiguos y su sustitución por controladores 5570 ControlLogix® de Allen-Bradley® y VFD 525 PowerFlex® de Allen-Bradley® .
La red de la empresa, una Data Highway Plus, se sustituyó por una única red EtherNet/IP™ tolerante a fallos para mejorar las comunicaciones a nivel de dispositivos y la monitorización del rendimiento en tiempo real.
Además, los sistemas de control se integraron en una arquitectura redundante cliente-servidor SCADA para mejorar el acceso e incluir también el acceso remoto.
Los nuevos equipos modulares utilizan objetos de proceso PlantPAx para aplicaciones farmacéuticas: una librería de código para controladores, elementos de visualización y plantillas personalizada para la industria farmacéutica.
Estos elementos predefinidos pueden ayudar a los operadores a configurar las aplicaciones con más rapidez, acelerando así los despliegues de producción y acortando los tiempos de ciclo.
Los nuevos sistemas también utilizan el software de lotes FactoryTalk® de Rockwell Automation, con editores de equipos y recetas que permite a los operadores crear modelos y desarrollar recetas individuales. El FactoryTalk Batch con capacidad PhaseManager™ simplifica la programación y la configuración de la lógica de fases y hace posible la creación de fases de equipos sin código PLI (Interfaz de lógica de fase, por sus siglas en inglés).
Nueva eficiencia
Los equipos modulares TFF actualizados han permitido a la empresa adelantarse a la obsolescencia de los equipos y evitar importantes tiempos de inactividad. Y no solo eso, la actualización también les ha proporcionado mejoras operativas y ventajas empresariales.
Los nuevos sistemas de control utilizan un código que pertenece a la misma "familia", lo que permite instalar y probar el código una única vez para ambos equipos modulares.
«Al disponer de dos sistemas que comparten el código, los costes de validación de la empresa se han reducido a la mitad», indica Brown. «Ya no hay que pasar por el proceso de pruebas dos veces ni hacer el papeleo dos veces también».
Los nuevos sistemas también han reducido de forma significativa las alarmas críticas resultado de los problemas de comunicaciones. Dichos problemas han pasado de cinco o seis a la semana a cero en los dos primeros meses de funcionamiento.
En cualquier caso, si se produce algún problema, estos nuevos sistemas ofrecen mayor visibilidad del funcionamiento de los equipos modulares, lo que permite resolverlos más rápido. Por ejemplo, los antiguos sistemas no monitorizaban los VFD, lo que provocaba que, para encontrar el problema, los operadores prefirieran reiniciar la máquina en lugar de buscar entre decenas de códigos de fallo. Ahora, los códigos de error de los nuevos VFD se envían de vuelta al PLC y se recopilan en un historial de datos.
«El nuevo sistema y la configuración en anillo a nivel de dispositivos pueden decirte exactamente dónde se está produciendo el fallo»”, dice Brown. «Probablemente y solo en la primera semana de implementación, esta característica haya ahorrado a la empresa un día completo de resolución de problemas».
Además, la nueva red permite que la información recopilada a nivel de controles pueda fluir por toda la instalación. De este modo, el funcionamiento del sistema gana visibilidad, permitiendo a los empleados acceder de forma remota a los equipos modulares, aunque no estén en la planta de fabricación.
«Antes no había mucha visibilidad externa de los sistemas de la empresa», dice Brown. «Ahora, en cambio, si los operadores reciben una llamada, les lleva dos minutos acceder de forma remota a la plataforma desde la oficina o cualquier otra ubicación, algo tremendamente beneficioso a la hora de solucionar problemas».
Los resultados mencionados anteriormente son específicos al uso de los productos y servicios de Rockwell Automation, junto a otros productos, que ha hecho el fabricante de productos biofarmacéuticos . Los resultados concretos pueden ser diferentes en otros clientes.
Allen-Bradley, ControlLogix, FactoryTalk, PartnerNetwork, PhaseManager, PlantPAx y PowerFlex son marcas comerciales de Rockwell Automation Inc.
EtherNet/IP es una marca comercial de ODVA Inc.
