Une solution d'automatisation intégrée avancée augmente le flux de production et la qualité, tout en maîtrisant la contamination

Des résultats de test précis et rapides peuvent faire la différence entre la vie et la mort lorsqu'il s'agit de maladies infectieuses.

En effet, l'un des progrès les plus importants de la médecine moderne est le diagnostic rapide, souvent via des diagnostics.

Bien que vous puissiez paniquer à la vue d'un professionnel de santé avec un plateau plein de seringues, ces tests guideront votre diagnostic et votre traitement – et grâce aux avancées technologiques, ils pourraient vous sauver la vie.

Grâce aux réactifs modernes et à la technologie d'analyse automatisée, les diagnostics et les tests infectieux syndromiques (SIDT) ont fait des progrès significatifs au cours des dernières décennies, permettant une identification rapide des maladies et un début plus précoce des traitements vitaux sur la base des résultats de laboratoire.

Conception axée sur la qualité

Comme pour toute procédure scientifique, la chaîne de processus est aussi solide que son maillon le plus faible, c'est pourquoi l'industrie médicale est fortement réglementée et axée sur la qualité. En ce qui concerne les maladies infectieuses, des résultats rapides et précis sont essentiels. La livraison optimale des échantillons d'un patient est l'étape la plus importante pour confirmer que l'échantillon n'est pas contaminé, altéré ou perdu. Il est crucial de s'assurer que tout ce avec quoi l'échantillon du patient entre en contact est exempt de contamination.

Leader du marché du diagnostic et des SIDT, cette entreprise s'appuyait fortement sur des processus manuels pour fabriquer ses cartouches de test à usage unique – des modules à système fermé jetables qui contiennent toute la chimie nécessaire pour isoler, amplifier et détecter l'acide nucléique à partir d'un échantillon de patient pour les tests IVD.

Avec tout processus de fabrication manuel – en particulier un processus comme celui-ci, qui repose fortement sur les travailleurs – il existe un risque d'introduction de contaminants. Les processus manuels peuvent également influencer la qualité de fabrication, la répétabilité et le rendement.

C'est cette volonté d'améliorer la qualité, le débit et de réduire les pertes qui a incité l'entreprise à faire appel à Rychiger AG, une société suisse spécialisée dans la conception, le développement et la fabrication de solutions spécifiques aux clients pour les machines de conditionnement dans les secteurs de la santé, de l'agroalimentaire et des boissons.

« Nous aidons les prestataires de soins de santé à améliorer les soins et la satisfaction des patients en fournissant des résultats plus rapides et meilleurs », explique un représentant du client final. « Notre solution de cartouche de test est la norme pour les diagnostics de maladies infectieuses syndromiques. Les patients et les médecins comptent sur nous pour fournir des résultats précis, rapidement, et nous valorisons les partenariats qui nous permettent d'améliorer constamment nos processus et les soins que nous pouvons fournir aux personnes qui ont besoin de réponses. »

Réduire la variabilité et améliorer la qualité

« L'objectif de notre client était d'automatiser entièrement le processus de fabrication des cartouches, tout en réduisant la contamination au minimum absolu », explique Bruno Lauener, responsable grands comptes, Ventes du secteur de la santé chez Rychiger. « La solution devait automatiser entièrement la manipulation des cartouches afin d'assurer l'uniformité du processus, de réduire la contamination potentielle et d'augmenter la capacité de production. »

L'utilisateur final avait déjà une expérience des solutions d'automatisation de Rockwell Automation, tout comme Rychiger AG. L'utilisateur final avait également une expérience de la technologie de chariot indépendant MagneMotion®, puisqu'il avait précédemment développé un système en interne utilisant cette technologie. En conséquence, les deux entreprises ont convenu que la nouvelle machine devait être conçue autour de la technologie de chariot indépendant MagneMotion en raison de la flexibilité, de la précision et de la répétabilité qu'elle offre pour un processus d'assemblage multi-étapes exigeant comme celui-ci.

Le client de Rychiger avait besoin d'une solution pour faciliter le déplacement de charges légères, comme ses composants de cartouche, tout en conservant des capacités complètes de suivi et de traçabilité et des temps de cycle plus rapides. Un contrôle plus précis et un mouvement intelligent pourraient optimiser l'efficacité et la vitesse de l'assemblage tout en contribuant à éliminer les perturbations. Avec moins de pièces mobiles que les systèmes conventionnels, MagneMotion pourrait entraîner moins de maintenance et de temps d'arrêt, simplifier la manipulation des cartouches pour augmenter la productivité globale et rendre les processus plus reproductibles à des niveaux de qualité plus élevés.

Précision, flexibilité, répétabilité

Le système MagneMotion, qui utilise des rails de précision, offre une précision et une flexibilité exceptionnelles dans les environnements d'automatisation qui nécessitent une vitesse accrue et une réduction des temps d'arrêt. Ses multiples chariots indépendants créent effectivement un système de convoyeur « sans pas », dont la vitesse globale n'est pas régie par le processus le plus lent.

« Cette solution lisse l'ensemble du flux de trafic en doublant – ou dans ce cas en triplant – le processus le plus lent, ce qui signifie que le système n'est plus freiné par l'étape la plus lente du processus d'assemblage des cartouches », explique Lauener, « Avec MagneMotion, tous ces facteurs peuvent augmenter considérablement la vitesse, en acheminant rapidement et précisément les produits vitaux vers les laboratoires. »

Évolutivité et adaptabilité

Selon Christian Sigrist, ingénieur en chef de l'automatisation chez Rychiger : « Notre priorité lors de la conception et de la construction des machines est la capacité à faire évoluer et à adapter/mettre à niveau la technologie. Notre large déploiement d'un système intégré à servocommande – y compris la solution de technologie de chariot indépendant MagneMotion – facilite considérablement cette tâche. Cela facilite aussi la maintenance, car nous pouvons mettre une station hors ligne et continuer à faire fonctionner la machine avec peu d'impact sur la production. »

En plus du système MagneMotion, la machine MC 1400 développée par Rychiger possède plusieurs axes asservis, tous commandés par des servovariateurs Allen-Bradley® Kinetix®, deux clients légers Allen-Bradley VersaView® 5200 et le logiciel FactoryTalk® View SE SCADA. Toutes les IHM spécifiques à la station sont gérées par le logiciel ThinManager® de Rockwell Automation, qui centralise les informations et les données, et offre un accès à distance/mobile.

Sigrist ajoute : « ThinManager aide le client à entretenir la machine, en fournissant une vue d'ensemble et un accès à tous les paramètres depuis un emplacement centralisé. C'est particulièrement utile lorsqu'il y a plusieurs IHM. L'utilisation d'un serveur IHM centralisé nous a également aidés dans la conception et le développement des systèmes d'interactivité et de commande. »

La commande générale de la machine, y compris l'intégration de robots Staubli tiers, est assurée par un automate programmable Allen-Bradley ControlLogix® L8, avec un automate programmable Allen-Bradley GuardLogix® L7S fournissant la fonctionnalité de sécurité nécessaire. Toutes les communications principales s'effectuent via EtherNet,IP™, à l'aide de switchs Stratix® 5400 et 5700.

Sigrist explique : « La principale raison de notre déploiement des switchs Ethernet administrables Stratix était que la machine puisse être étroitement intégrée au réseau de notre client pour des raisons de sécurité, de sûreté et de conformité. Elle répondait également aux exigences du client en matière de CPwE (Converged Plantwide Ethernet). »

Des lignes propres évitent la contamination

Pour contrer le problème de la contamination, la machine est fermée – ce qui éloigne les opérateurs des cartouches – l'enceinte est également « sans ombre », grâce à une solution d'éclairage avancée, qui offre une visibilité bien éclairée sur tous les aspects des éléments internes pour le nettoyage, et toutes les surfaces internes ont été conçues pour être faciles à essuyer, avec un minimum de points de piégeage et de vides.

Lauener explique : « Dès le début du projet, notre travail avec ce client a rapidement évolué vers un véritable développement conjoint des deux équipes d'ingénierie. Nous leur avons rendu visite pour voir la ligne de production manuelle existante ainsi qu'une machine équipée de MagneMotion, puis nous avons commencé le développement de la nouvelle machine avec des essais en laboratoire avant d'améliorer, d'optimiser et d'élargir le concept jusqu'à ce que la dernière itération de conception soit réunie. Le travail de développement a certainement été facilité par le déploiement de la solution MagneMotion, car elle peut passer en mode simulateur, ce qui nous permet d'estimer les temps de cycle avant de construire le modèle physique, afin de tester les différentes fonctions et la vitesse de la machine. »

Une solution moderne pour des besoins modernes

Cette solution d'automatisation et de commande intégrée permet de réduire les interactions manuelles. C'est une solution incroyablement flexible, agile et précise qui offre un rendement nettement supérieur, tout en améliorant les niveaux de qualité. La machine peut également être fortement modifiée avec beaucoup moins d'efforts d'ingénierie que d'autres solutions sur le marché. En effet, les ingénieurs peuvent désormais faire preuve de beaucoup plus d'imagination dans leurs conceptions, sachant que des solutions d'automatisation existent pour concrétiser leurs idées.

« Notre objectif est désormais de tirer les enseignements de ce projet », conclut Lauener, « et d'appliquer les réponses et les technologies aux processus, aux machines et aux solutions que nous développons pour ce marché et les autres marchés que nous desservons. »

« Nous apprécions le soutien de Rockwell Automation et Rychiger », conclut le représentant du client, « qui fournit les résultats rapides, complets et précis que nos clients attendent de notre solution de test. »