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ケーススタディ

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バイオファーマックス社は中国でDCSを導入することで時間と労力を節約

統合されたプロセス制御システムを備えた高度なインスリン製造施設は、プロセス処理のベンチマークを引き上げる完全に自動化された施設を建造

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課題

  • バイオファーマックス社は、非常に短いタイムスケールで、設計、建設、試運転、検証を含むインスリン生産プラントの設立を任された。

ソリューション

  • ハイエンド、ミッドエンド、ローエンドのコントローラ
  • ハイエンドのオペレータワークステーション
  • 発酵プロセスのためのPlantPAx
  • ロックウェル・オートメーションのソフトウェアスイートに基づくオーダーメイドのバッチソフトウェア
  • 10,000点のI/O

結果

  • 効率と歩留まりの向上により、開発と設置の時間を短縮
  • プログラミングと設定が簡単
  • 一般的なプログラミング規格
  • トラブルシューティングと修正がより簡単になり、完全に自動化された機能
  • 人間の介入を最小限に抑え、エラーと汚染のリスクを軽減

背景

40年前に設立されたバイオファーマックス社は、製薬業界に特化した世界中の製造施設を設計および構築しています。ヨーロッパ、中国、インド、中東で積極的に活動し、ユーザ要件の仕様や概念設計から実装、検証の成功まで、ターンキープロジェクトを実施し、世界14か国で100を超える施設を設計および建設してきました。

バイオファーマックス社は、総面積120,000平方メートルの中国にある新しいライフサイエンスおよびテクノロジパークの設計に挑戦しました。公園に建設された最初の施設は7,000平方メートルのインスリン製造施設で、米国、ヨーロッパ、中国によって確立されたすべての関連する規制要件を満たさなければなりませんでした。同社はエンジニアリング分野の専門知識と経験だけでなく、製薬分野のさまざまな技術にも精通していました。この例では、サードパーティから調達された組換え大腸菌発酵に基づくインスリン技術を使用していました。

課題

インスリンの生産には、関連するすべての試運転と検証に加えて、プロセスシステムと機器、クリーンユーティリティ、産業ユーティリティ、クリーンルーム、研究所、倉庫管理システムを含む非常に複雑な自動生産プロセスが含まれます。この場合、生産の複雑さとレシピの多様性が課題をさらに複雑にし、300以上のフェーズと70のレシピをサポートできるオーダーメイドのプロセスアプリケーションの開発が必要になりました。

また、バイオファーマックス社は非常に短い試運転時間、および幅広い分野や国からの多数の下請け業者やサプライヤに直面し、文化的および言語的障壁を橋渡しするための特別なアプローチが必要でした。

ソリューション

ロックウェル・オートメーションのプロセス制御システムに基づくアプリケーションは、10,000点を超えるI/Oと、大規模からマイクロサイズまでの幅広いプロセスコントローラで構成されています。システムの柔軟性により、発酵プロセス用のPlantPAx®システム の実装と他のプロセス領域用のオーダーメイドの実装が可能になり、同じエンジニアリングツールと動作ツールを使用して両方のアプリケーション技術を完全に統合できます。 コントローラは、重要な領域の分散I/Oおよび冗長I/Oからフィールド情報を収集して処理します。

中央制御室から現場の情報とプロセスデータにアクセスできます。Allen-Bradley®のPowerFlex®可変周波数ドライブも施設内の主要なポイントに配備され、より効率的でモニタされたモータ制御を提供します。

視覚化の観点から、バイオファーマックス社はハイエンド・オペレータ・ワークステーション(OWS)を活用しています。OWSは、オペレータインターフェイスに高度な診断機能とポンプ、バルブなどのすべての関連プロセスコンポーネントへのアクセスを提供します。バイオファーマックス社は設計とエンジニアリングを容易にするために、ロックウェル・オートメーションのプロセスオブジェクトとそれに関連するフェースプレートに基づく独自の製薬ライブラリを使用しました。冗長性を提供し、システムの可用性を向上させるために、仮想システムが導入されました。2台の物理サーバ(1台は生産用、もう1台は冗長性を提供するため)は、VMware仮想化テクノロジを利用して、迅速な災害復旧を可能にします。

プラントプロセスのバッチとレシピの定式化は完全に自動化されており、S88規格に従って実装され、モジュール式ソフトウェアブロックと固定FDS構文を組み込んでおり、迅速かつ効率的なトラブルシューティングを提供します。バッチレポートも実装され、重要なパラメータ、アラームとイベント、バッチリスト、バッチの概要、バッチの実行、材料の使用、前方追跡、後方追跡などのバッチプロセスの作業を説明します。

プロセス制御システムは検証管理も提供するため、新しいオペレータステーションが追加されるたびに、その特定のスタンドに対してのみ検証が行なわれます。履歴データは、すべてのシステムアラームとイベント、およびフィールドデバイスのデータ(トレンド)を含むSQLデータベースにも保存されます。

最後に、さまざまなプロセス領域のコントローラと、可変周波数ドライブ、リモートI/Oおよび重量計などのさまざまなシステムコンポーネントの間のEtherNet/IP通信リンクは、ファン・フィルタ・ユニット(FFU)とのシリアルリンク通信に接続されており、システムが受信した非常に詳細なデータを分析し、必要に応じて制御および修正措置を実行できるようになります。

結果

バイオファーマックス社のCEOであるセーレル・チェン・トォ氏は次のように述べています。「バイオファーマックス社は、お客様のニーズと長期的な目標を懸念の中心に置くことに尽力しています。このプロジェクトは、端から端までをカバーするソリューションを提供し、ターンキープロジェクトにサードパーティのプロセス技術を実装する方法を示しました。お客様は強力なビジネス志向があり、インスリン生産の運用経験が限られていたため、バイオファーマックス社は適切な機器の選択と最適な組換え大腸菌細胞株の実装を担当しました。」

ロックウェル・オートメーションのプロセス制御システムの導入により、すべてのシステムに類似したプロトコルがあり、すべての通信がEtherNet/IPに基づいていたため、開発と設置に要する時間が短縮されました。実際、バイオファーマックス社の制御システムの主任であるリオール・メイア氏は次のように説明しています。「機械的な完成から実行まで、立上げにわずか6カ月しかかかりませんでした。これは他の同様のプロセスと比較して非常に短く、通常は完了するまでに約18カ月かかります。」

プロジェクトのエンジニアによると、システムはプログラミングと構成が非常に簡単で、ソフトウェア、コントローラ、I/O間の統合は信頼性の向上に役立ち、ユーザフレンドリでした。また、エンジニアは、すぐに「プラグアンドプレイ」機能を備えたEtherNet/IPアーキテクチャの結果としてシステムを設置できる速度を高く評価しました。完全に統合されたシステムの他の利点には、共通のプログラミング標準、トラブルシューティングと修正の容易さ、冗長な作業なしの効率的な検証があります。

バイオファーマックス社は、完全に自動化された施設を建造しました。施設全体の制御は1つの制御室で行なわれます。これは、お客様にとって、システムがプロセスのすべての側面を制御し、完全な視覚化とオペレータインターフェイスを提供することを意味します。検査のために部屋の間を移動する必要はありません。すべての検査は1つの場所から行なうことができます。この施設で自動レシピを使用することで、生産プロセスにおける人間の介入も最小限に抑えられ、人的ミスや汚染のリスクの可能性が低減されました。これにより、効率と歩留まりが向上しました。

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