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Étude de cas

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Mallinckrodt Pharmaceuticals modernise son système de commande

Le système de contrôle-commande PlantPAx réduit les temps d'arrêt des fabricants pharmaceutiques

Défi

  • Système obsolète avec accès limité aux pièces de rechange
  • Impossibilité d'effectuer des opérations de maintenance prédictives
  • Rapports journaliers ardus sur la production

Solutions

  • Système de contrôle-commande PlantPAx® - La programmation normalisée autorise les mises à jour des spécifications fonctionnelles ; la duplication d'un système dans un endroit séparé simplifie la programmation ; l'infrastructure virtualisée utilise un nombre réduit de serveurs pour exécuter les applications de traitement par lots et le logiciel IHM
  • Intelligence de production - L'IHM modernisée fait appel à des graphiques reproduits à partir du système existant ; les logiciels de génération de rapports et d'historique permettent de collecter, suivre et enregistrer les données à des fins de maintenance proactive
  • Conception et livraison du système - Les Solution Partners Rockwell Automation Stone Technologies et Syntronix ont conçu et fourni la solution

Résultats

  • Réduction des temps d'arrêt - Mise en œuvre avec seulement 5 semaines de temps d'arrêt et amélioration des durées de fonctionnement en l'espace de quelques jours
  • Meilleur accès aux données - Rapports sur la production présentant des informations exploitables et amélioration de la capacité des opérateurs à résoudre les problèmes

Contexte

Si vous avez déjà été handicapé par une fracture ou passé une IRM, il est probable que vous ayez utilisé des produits fabriqués par Mallinckrodt Pharmaceuticals. Cette multinationale qui « pèse » 5 milliards de dollars commercialise des spécialités pharmaceutiques et des agents pour l'imagerie de diagnostic. Premier fournisseur d'analgésiques délivrés sur prescription du pays, Mallinckrodt vend ses produits à d'importants grossistes et chaînes de pharmacie aux États-Unis. En se concentrant sur les antalgiques, la société est passée de simple fabricant de médicaments à producteur d'équipements utilisés dans l'identification de la source de la douleur.

Implanté sur un campus de 16 hectares à St. Louis, le fabricant de l'ingrédient pharmaceutique actif (IPA) produit des substances utilisées dans la production de stupéfiants et d'autres produits commercialisables. Le site homologué par la FDA a plus de 145 ans et emploie environ 450 personnes.

L'équipement de contrôle des installations de production a été installé en 1985, et son entretien est coûteux. Pour Mallinckrodt, il était devenu urgent de moderniser la technologie vieillissante et d'intégrer les installations à la plate-forme du système de commande. Le contrôle des coûts et l'efficacité de l'exploitation étaient devenus plus importants que jamais depuis que la société, entrée en bourse en 2013, devait à présent rendre des comptes à ses actionnaires. En fait, une mise à niveau du système de commande signifiait que Mallinckrodt pouvait développer ses activités commerciales et augmenter la durée de fonctionnement de ses équipements.

Défi

Pour les opérateurs système, l'un des grands défis posés par le système obsolète était l'accès limité à l'assistance technique. De tous les ingénieurs du laboratoire, seuls deux connaissaient la technologie des automates programmables pilotant l'équipement. L'entretien et l'assistance des fournisseurs étaient réduits au minimum, tout comme la disponibilité et le coût des pièces de rechange. Pour quel résultat ? Des temps d'arrêt plus longs et plus coûteux.

« Le souci de rentabilité a été un facteur essentiel dans la décision de moderniser notre système », indique Don Geers, ingénieur principal de maintenance, chez Mallinckrodt Pharmaceuticals. « Les temps d'arrêt associés aux défaillances matérielles étaient une préoccupation majeure. Nous souhaitions éviter ces problèmes en installant un système de commande plus récent, facile d'entretien et avec un meilleur accès aux pièces de rechange ».

L'ancienne technologie ne permettait pas aux techniciens de maintenance d'effectuer des opérations prédictives. Les rapports quotidiens de production identifiaient les problèmes, mais a posteriori. La maintenance réactive étant l'unique solution, les temps d'arrêt non planifiés et prolongés étaient inévitables.

En réalisant que le coût des temps d'arrêt dépassaient celui d'une mise à jour, Mallinckrodt a décidé de moderniser son système de commande. Le remplacement du cœur d'un procédé de fabrication dans une installation qui fonctionne jour et nuit et d'un bout de l'année à l'autre, exige une planification méticuleuse. L'équipe souhaitait limiter les temps d'arrêt dus à la transition, et s'assurer que le nouveau système fonctionne efficacement et à plein régime après la remise en ligne du système.

Solution

L'équipe a opté pour une architecture virtualisée. Mallinckrodt a décidé de réaliser la mise à niveau en remplaçant les contrôleurs API existants par un système de contrôle-commande PlantPAx® de Rockwell Automation installé sur l'infrastructure de virtualisation VMware existante. La plate-forme PlantPAx virtualisée permet d'assurer un contrôle polyvalent à l'échelle du site et d'éliminer les serveurs physiques nécessaires à l'exécution des applications de traitement par lots et du logiciel IHM. Cela a permis de réduire considérablement la maintenance requise des serveurs et des stations de travail.

La conception du système s'est déroulée en deux phases pour minimiser les temps d'arrêt. La première phase a été assurée par l'équipe de maintenance de Mallinckrodt, avec les services d'ingénierie de Rockwell Automation et les intégrateurs systèmes locaux Stone Technologies et Syntronix, impliqués dans le développement des normes de programmation. Une fois la phase terminée, Rockwell Automation a rédigé la documentation et consigné les caractéristiques des fonctions et de la conception. L'équipe a alors conçu, testé et validé le code de programmation devant être utilisé au cours de la deuxième phase, ainsi que pour les nouveaux projets en cours d'implémentation dans les locaux.

Au cours de la phase de développement, Rockwell Automation disposait d'un système répliqué sur son site de Cleveland pour aider à dépanner et finaliser la programmation avant le démarrage. Mallinckrodt a conservé ce service afin d'avoir accès aux ingénieurs de l'assistance technique à tout moment, en prévision d'éventuels problèmes ou changements de système.

Au cours de la deuxième phase, des mises à jour ont été exécutées pour les spécifications fonctionnelles en utilisant les nouvelles normes de programmation. Le recours à la documentation existante sur la ligne de production a permis de réduire les risques liés au projet. La transition vers le nouveau système en a été facilitée, car les membres de l'équipe des services d'ingénierie, de qualité et de validation connaissaient déjà la documentation. Cela a permis de réduire la durée et les coûts des tests et de validation du système.

Les tests de validation en usine ont été réalisés sur le site Mallinckrodt avec l'aide des intégrateurs systèmes locaux et Rockwell Automation. Cette tâche a duré trois mois. Ensuite, le système a été installé dans l'unité de commande où plusieurs tests à l'eau ont été réalisés pour s'assurer que tous les composants du système fonctionnaient correctement avant d'ajouter les produits chimiques coûteux servant à produire les ingrédients pharmaceutiques et d'imagerie. Lorsque les tests menés ont été concluants, les ingénieurs Rockwell Automation et Syntronix ont procédé au démarrage sur site.

Intégrés au système PlantPAx, les logiciels de génération de rapports et d'historique ont été installés pour améliorer l'intelligence de production. Ils permettent de collecter, suivre et enregistrer les processus clés afin d'identifier les tendances de la production, ce qui favorise la proactivité des opérations de maintenance. Disposant à présent de fonctionnalités de création de rapports électroniques validées, Mallinckrodt est mieux armé pour répondre aux exigences de déclaration réglementaire et rationaliser globalement ses activités en générant chaque jour des rapports de production électroniques.

Mallinckrodt a également mis à jour ses terminaux de commande IHM. De nouveaux graphiques IHM ont été reproduits à partir du système ancien sur le site. Il s'agit de 140 écrans de graphiques de processus pour la nouvelle ligne API. L'objectif était de conserver l'interface des opérations, semblable à celle de l'équipement existant dans l'usine, pour faciliter la transition des opérateurs après la mise en service du nouveau système.

Résultats

Finalement, la mise en service n'a duré que cinq semaines, réduisant ainsi les temps d'arrêt du système pendant l'installation,. Ceci a, en partie, été rendu possible par l'ingénierie intelligente, les outils de migration et les nombreux tests de fonctionnement réalisés.

« Le nouveau système PlantPAx permet d'obtenir davantage d'informations de diagnostic/dépannage sur le matériel du système de commande », indique M. Geers. « La mise en place d'une plate-forme de commande et d'information commune a également permis à notre personnel de maintenance de passer d'une maintenance réactive onéreuse à une maintenance proactive impossible à mettre en œuvre avec l'ancienne technologie. Cela va nous permettre de réduire encore davantage nos temps d'arrêt à l'avenir. »

Située dans des bâtiments séparés, l'infrastructure virtuelle redondante offre un niveau de protection supplémentaire, qui permettra d'éviter qu'une défaillance grave se produisant à un endroit ne provoque l'interruption de tout le système. En outre, une plate-forme virtualisée consolide les îlots d'informations. En cas de panne grave du centre de données, l'équipe Mallinckrodt mettra en service le système de secours. Celui-ci peut également être lancé pendant les arrêts planifiés dans le cadre de travaux d'entretien, ce qui permet de maintenir la ligne de production en fonctionnement.

Si une panne se produit, Mallinckrodt estime que la virtualisation permettra d'économiser 8 heures minimum et jusqu'à 24 heures, dans le cadre du redémarrage du système et de sa remise en service. Avec trois installations distinctes, l'une d'elles étant réservée à l'alimentation électrique principale de tous les autres bâtiments, la virtualisation constitue une option rapide de reprise après sinistre.

Du point de vue de la maintenance, la modernisation du système de commande est considérée comme une réussite, mais les avantages dépassent le simple cadre de la maintenance. Les équipes de Mallinckrodt chargées de l'environnement, de la santé et de la sécurité, de l'usine et de la production, ainsi que les responsables disposent à présent d'un accès permanent aux données sur les processus via l'historique des procédés de PlantPAx. Ils peuvent ainsi répondre plus facilement aux exigences de déclaration réglementaire, accéder aux données de production en temps réel et engager des actions si nécessaire.

En fait, les opérateurs et les responsables sur le campus bénéficient de nouveaux niveaux d'accès aux données du système. Les données du logiciel d'historique sont accessibles à tous sur le site avec le tableur Excel®, et peuvent être analysées dans n'importe quel bâtiment sur le campus. Le personnel chargé de l'environnement, de la santé et de la sécurité peut désormais analyser les données en temps réel pour s'assurer que des produits chimiques dangereux ne sont pas relâchés dans l'environnement. Les opérateurs qui saisissent les données de production dans le système IHM peuvent à présent générer un fichier de lots électronique, ce qui permet de réduire le risque d'erreur dans les rapports de conformité.

Les rapports de production journaliers offrent aux ingénieurs et aux responsables des données de processus corrélées, collectées à partir de lots réalisés sur plusieurs jours, qui les aident à identifier rapidement les tendances et à appliquer des changements dans le but de rationaliser la production ou identifier d'éventuels obstacles. Cela permet à Mallinckrodt de prévoir les problèmes potentiels, de répondre plus rapidement et de maintenir un niveau d'uniformité et de qualité élevé.

« Au départ, lorsque Rockwell Automation nous a approchés au sujet d'une mise à niveau, leur équipe était composée d'ingénieurs qui travaillaient avec des clients dans le secteur des sciences de la vie », explique Don Geers. « La mise à disposition d'une équipe dédiée qui comprend le jargon du secteur pharmaceutique a rassuré nos décideurs et nous a permis de respecter un calendrier serré avec un minimum d'interruptions et de problèmes ».

Même si, au départ, c'est un problème de maintenance qui nous a décidés à moderniser le système de commande et la génération de rapports, c'est l'exploitation entière qui a profité des avantages associés à un meilleur système d'exploitation et à un meilleur accès aux données de production. Aujourd'hui, Mallinckrodt est en mesure de développer des outils pour tous les services d'ingénierie et de profiter d'une infrastructure de système de commande qui donne les coudées franches à l'équipe entière.

Les résultats mentionnés ci-dessus sont spécifiques à l'utilisation par Mallinckrodt Pharmaceuticals des produits et services de Rockwell Automation, conjointement à d'autres produits. Les résultats peuvent varier selon le client.

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