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Estudo de caso

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A Mallinckrodt Pharmaceuticals atualiza o sistema de controle

O sistema digital de controle distribuído PlantPAx reduz o tempo de parada do fabricante farmacêutico

Desafio

  • Sistema ultrapassado com limitada disponibilidade de peças sobressalentes
  • Incapaz de realizar manutenção preditiva
  • Trabalhosos relatórios diários de produção

Soluções

  • Sistema Digital de Controle Distribuído PlantPAx® - A programação padronizada permite atualizações em especificações funcionais, um sistema redundante em um local separado simplifica a programação, a infraestrutura virtualizada utiliza menos servidores para executar software de lote e IHM
  • Inteligência de produção - A IHM atualizada utiliza interface gráfica redesenhada a partir de sistema em obsolescência, software Historian e de relatórios coleta, rastreia e registra dados para manutenção proativa
  • Projeto e entrega de sistema - Os sócios de solução da Rockwell Automation, Stone Technologies e Syntronix, projetaram e implementaram a solução

Resultados

  • Menos tempo de parada - Implementada com apenas cinco semanas de tempo de parada e disponibilidade aumentada em alguns dias
  • Acesso a dados aprimorado - Relatórios de produção fornecem informações úteis e maior capacidade do operador na localização de falhas

Histórico

Se já ficou imobilizado por um osso quebrado ou se já teve que se submeter a uma ressonância magnética, você provavelmente já usou produtos fabricados pela Mallinckrodt Pharmaceuticals. A empresa global de 5 bilhões de dólares produz produtos farmacêuticos especializados e agentes para diagnóstico por imagem. Maior fabricante de analgésicos no país, a Mallinckrodt comercializa seus produtos para os maiores distribuidores e redes de drogarias. Seu foco no controle da dor ajudou na transição da empresa de apenas um provedor de medicamentos para um fabricante de equipamentos utilizados na identificação da fonte da dor.

Localizada em um campus de 40 hectares da empresa, em St. Louis, é uma fábrica de ingrediente farmacêutico ativo (API) que produz ingredientes utilizados em narcóticos e em outros produtos finais comercializáveis. A instalação aprovada pela FDA tem mais de 145 anos e emprega aproximadamente 450 pessoas.

O equipamento de controle da fábrica foi instalado em 1985, e tem uma manutenção cara. A Mallinckrodt precisava atualizar a tecnologia antiga e dotar a fábrica de uma plataforma de sistema de controle compartilhada. Eficiência operacional e de custo eram mais importantes do que nunca, uma vez que a empresa abriu o capital em 2013 e agora tinha que prestar contas aos acionistas. Finalmente, uma atualização do sistema de controle significava que a Mallinckrodt poderia evoluir seus negócios e prover maior disponibilidade.

Desafio

Para os operadores do sistema, um dos aspectos mais desafiadores era depender de um sistema defasado com suporte limitado. De todos os engenheiros na fábrica, apenas dois conheciam a tecnologia do controlador lógico programável (CLP) que controlava o equipamento. Os serviços e o suporte do fornecedor eram mínimos, assim como a disponibilidade e o alto custo das peças sobressalentes. O resultado? Tempos de parada mais longos e caros.

“Evitar custos era um grande motivador na atualização do sistema”, diz Don Geers, engenheiro de manutenção sênior da Mallinckrodt Pharmaceuticals. “O tempo de parada devido a falhas de hardware era uma grande preocupação. Queríamos evitar estes problemas instalando um sistema de controle mais novo que fosse mais fácil de manter e com maior disponibilidade de peças.”

A tecnologia antiga não permitia que os engenheiros de manutenção fizessem a manutenção preditiva. Os relatórios diários de produção apontavam os problemas, mas só depois que eles tinham ocorrido. Podendo fazer apenas manutenção reativa, tempos de parada mais longos e não planejados eram inevitáveis.

Sabendo que o custo do tempo de parada é maior do que o custo de uma mudança, a Mallinckrodt decidiu atualizar seu sistema de controle. Substituir o cérebro de um processo de produção em uma instalação que opera 24/7/365 exige um cuidadoso planejamento. A equipe queria limitar o tempo de parada da transição e se certificar de que o novo sistema operasse eficientemente – e com capacidade total – assim que entrasse em operação.

Solução

A equipe optou por uma arquitetura virtualizada. A Mallinckrodt decidiu completar a atualização substituindo os CLPs em obsolescência por um sistema digital de controle distribuído PlantPAx® da Rockwell Automation construído sobre uma infraestrutura de virtualização VMware existente. A plataforma virtualizada PlantPAx permite um controle multidisciplinar por toda a fábrica, e eliminou os servidores físicos necessários para rodar o software de lote e IHM. Isto reduziu bastante a manutenção exigida nos servidores e estações de trabalho.

O projeto do sistema foi concluído em duas fases para minimizar o tempo de parada. A primeira fase ficou aos cuidados da equipe de manutenção da Mallinckrodt, da engenharia da Rockwell Automation e dos integradores de sistemas locais, Stone Technologies e Syntronix, que participaram do desenvolvimento dos padrões de programação. Uma vez finalizada, a Rockwell Automation concluiu a documentação e a especificação funcional e de projeto. Daí, a equipe criou, testou e validou o código de programação. O código padrão será utilizado na fase seguinte, assim como em quaisquer novos projetos a serem implementados nesta instalação.

Durante a fase de desenvolvimento, a Rockwell Automation tinha um sistema replicado em sua instalação em Cleveland, para ajudar na localização de falhas e para finalizar a programação antes do início da operação. A Mallinckrodt manteve aquele serviço de forma a ter acesso a engenheiros do suporte técnico para assistência futura em caso de problemas ou mudanças de sistema.

Na Fase dois, as atualizações foram executadas nas especificações funcionais utilizando-se os novos padrões de programação. Potencializando a documentação da linha de produção existente para reduzir o risco do projeto. Isto também facilitou a transição para o novo sistema uma vez que as equipes de engenharia, qualidade e validação da fábrica já estavam familiarizadas com a documentação. Isso reduziu o tempo e o custo de testes e validação do sistema.

O teste de aceitação da fábrica (FAT) foi completado na instalação da Mallinckrodt com a ajuda dos integradores de sistemas locais e da Rockwell Automation. Levou três meses para completar o FAT. Daí, o sistema foi instalado na unidade operacional, onde múltiplos lotes de água foram passados para se assegurar que os componentes do sistema estivessem operando adequadamente antes de se adicionar os caros produtos químicos usados para produzir os ingredientes farmacêuticos e de imagem. Após a aprovação nos testes, os engenheiros da Rockwell Automation e da Syntronix concluíram a partida na instalação.

Como parte do sistema PlantPAx, o software Historian e de relatórios foi implantado para aprimorar a inteligência da produção. O software coleta, rastreia e registra dados-chave do processo para indicar tendências da produção, permitindo atividades de manutenção proativa. Agora com a capacidade comprovada de relatórios eletrônicos, a Mallinckrodt está melhor equipada para satisfazer requisitos regulatórios de relatórios e agilizar as operações gerais com relatórios de produção eletrônicos diários.

Além disso, a Mallinckrodt atualizou seus terminais de IHM do operador. Novos gráficos de IHM foram redesenhados a partir da IHM em obsolescência na instalação, e consistiam em 140 telas gráficas de processo para a nova linha da API. O objetivo era manter a interface de operações semelhante à dos equipamentos existentes na fábrica de forma que os operadores tivessem uma transição suave quando o novo sistema entrasse em operação.

Resultados

No final, o comissionamento demorou apenas cinco semanas, minimizando o tempo de parada para a instalação, graças, em parte, a uma engenharia inteligente, a ferramentas de migração e a testes funcionais abrangentes.

“O novo sistema PlantPAx tem oferecido mais informações para diagnóstico e localização de falhas no hardware do sistema de controle”, disse Geers. “Ter uma plataforma comum de controle e informações também permitiu a nosso pessoal de manutenção fazer a transição de uma cara manutenção reativa para uma manutenção proativa que não era possível com a tecnologia antiga. Isto irá reduzir o tempo de parada ainda mais à medida em que avançamos.”

A infraestrutura virtual redundante, localizada em edifícios separados, ofereceram uma camada adicional de proteção, evitando que uma falha catastrófica em um local paralise o inteiro sistema. Além disso, a plataforma virtualizada consolida as ilhas de informação. No caso de falha de sistema no centro de dados, a equipe da Mallinckrodt irá utilizar o backup. Eles também podem rodar o backup durante paradas de manutenção programada, permitindo que a linha de produção continue operando.

Se uma falha acontecer, a Mallinckrodt estima que a virtualização irá economizar de oito a 24 horas para reiniciar o sistema e colocar a linha de volta em operação. Com três instalações envolvidas, uma delas operando como o principal fornecedor de energia para os outros edifícios, a virtualização oferece uma rápida opção de recuperação de desastre.

Do ponto de vista da manutenção, a atualização do sistema de controle foi considerada um sucesso, mas os benefícios vão muito além do aspecto da manutenção. As equipes de saúde, segurança e meio ambiente (EH&S), chão de fábrica, produção e liderança da Mallinckrod têm agora acesso a dados de processo contínuos através do histórico de processo do PlantPAx. Isto permite que eles satisfaçam mais facilmente os requisitos regulatórios de relatórios, acessem informações de produção em tempo real e ajam quando necessário.

De fato, os operadores e gerentes no campus estão se beneficiando de novos níveis de acesso aos dados do sistema. Dados do software Historian estão acessíveis para qualquer um na instalação com o software de planilha Excel®, e eles podem analisar estes dados a partir de qualquer prédio do campus. Agora os profissionais de EH&S podem analisar dados em tempo real para ajudar a garantir que produtos químicos perigosos não sejam liberados no ambiente. Inserindo dados de produção na IHM, agora os operadores podem gerar registros eletrônicos de lotes, reduzindo o risco de erros nos relatórios de conformidade.

Relatórios diários de produção oferecem aos engenheiros e gerentes dados de produção correlacionados, coletados dos lotes completados de diversos dias, para rapidamente identificar e implementar mudanças para agilizar a produção ou identificar potenciais gargalos. Isto permite que a Mallinckrodt faça previsões de problemas potenciais, reaja mais rapidamente e mantenha consistência e maior qualidade.

“Quando a Rockwell Automation primeiro nos abordou sobre a atualização, sua equipe era de engenheiros que trabalham com clientes em ciências biológicas”, disse Geers. “Ter uma equipe dedicada que compreende a sintaxe e o vocabulário farmacêutico tranquilizou nossa equipe responsável pela decisão e nos permitiu um cronograma agressivo com o mínimo de interrupções e problemas.”

Embora tenha sido uma questão de manutenção que levou à atualização do sistema de controle e relatórios, toda a operação beneficiou-se de um melhor sistema operacional e acesso aprimorado aos dados de produção. Agora a Mallinckrodt pode construir ferramentas para todos os departamentos de engenharia e se beneficia de uma infraestrutura de sistema de controle que empodera toda a equipe.

Os resultados mencionados acima são específicos para uso de produtos e serviços da Rockwell Automation pela Mallinckrodt Pharmaceutical, em conjunto com outros produtos. Os resultados específicos podem variar de um cliente para outro.

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