Внедрение конвейера MagneMotion помогло повысить эффективность производства тест-кассет и снизить риски загрязнения

Современная медицина шагнула далеко вперед, поскольку сегодня мы можем быстро получить диагноз, основанный на данных исследований. От быстрого получения точных результатов анализов зачастую зависит жизнь или смерть, особенно если речь идет об инфекционных заболеваниях. 

Благодаря современным реагентам и автоматическим анализаторам точность диагностики и анализов на инфекции значительно увеличилась по сравнению с тем, что было несколько десятилетий назад, и теперь выявление заболевания и назначение правильного лечения осуществляются быстрее только.

Задача

Сложный производственный процесс требовал замены ручного труда на полностью автоматизированный с помощью интегрированного решения по управлению и автоматизации.

Решения:

Развернута система автоматизации производства на базе технологий Rockwell Automation:

  • Интеллектуальный конвейер с независимым перемещением кареток MagneMotion
  • Программируемый контроллер Allen-Bradley ControlLogix L8
  • Контроллер безопасности Allen-Bradley GuardLogix L7S
  • Сервоприводы Allen-Bradley Kinetix
  • Два тонких клиента Allen-Bradley VersaView 5200
  • ПО SCADA FactoryTalk View SE
  • ThinManager
  • Сеть EtherNet/IP
  • Управляемые сетевые коммутаторы Stratix 5400 и Stratix 5700

Результаты:

  • Сокращение ручного труда
  • Оптимизация показателей воспроизводимости и качества
  • Снижение потенциального риска загрязнения
  • Полностью интегрированное решение по управлению/производству
  • Архитектура с большими возможностями масштабирования и индивидуальной настройки

Постановка задачи

Медицина – это та область, где ошибки недопустимы. Поэтому производство медицинского оборудования строго регулируется на законодательном уровне и ставит превыше всего качество. Когда речь идет об инфекционных заболеваниях, скорость и точность получения результатов имеют решающее значение. Быстрая и надежная доставка биоматериала пациента – один из самых важных факторов, позволяющий гарантировать пригодность биоматериала для анализа. Для доставки биоматериала важно, чтобы емкости, в которых он находятся, были чисты.

Лидер рынка диагностики и анализа на инфекционные заболевания сильно зависел от ручного труда при производстве одноразовых тест-кассет, закрытых одноразовых планшетов с необходимыми реагентами для тестирования на нуклеиновые кислоты в лабораторных условиях.

Как при любом ручном производственном процессе, особенно таком, где многое зависит от работников, у заказчика существовала вероятность попадания загрязнений.

Для повышения качества и эффективности, а также сокращения убытков производитель обратился к швейцарской компании Rychiger AG, специалисту по проектированию и производству индивидуальных решений для упаковочных машин в медицине и пищевой промышленности.

«Мы помогаем организациям здравоохранения повышать уровень обслуживания пациентов за счет более быстрых и точных результатов», – поясняет представитель конечного заказчика. «Наши тест-кассеты – стандартное решение при анализе на инфекции. Пациенты и врачи полагаются на нас, когда речь идет о быстром получении точных результатов. Кроме того, мы ценим партнерские отношения, позволяющие нам непрерывно совершенствовать наши процессы, и рады проявлять свою заботу по отношению к людям, ожидающим результатов.»

Повышение достоверности результатов и качества за счет использования интеллектуальных конвейеров

«Цель заказчика – полностью автоматизировать процесс производства тест-кассет, снизив риск загрязнения до минимума», – говорит Бруно Лауэнер (Bruno Lauener), сотрудник отдела продаж медицинской техники в компании Rychiger. «Решение должно было полностью автоматизировать производство тест-кассет с целью унификации процесса, снижения риска потенциального загрязнения и увеличения производительности».

У конечного пользователя уже есть опыт работы с автоматизированными решениями компании Rockwell Automation, как и у Rychiger AG. У конечного пользователя также есть опыт эксплуатации конвейерных систем MagneMotion® с технологией независимого перемещения кареток (ICT), он однажды уже самостоятельно разрабатывал систему на основе этих конвейеров. В результате компании пришли к единому мнению, что новая машина должна быть спроектирована с использованием интеллектуального конвейера MagneMotion, так как при ее внедрении возможно добиться универсальности, точности и воспроизводимости результатов на многоэтапном процессе сборки.

Заказчик компании Rychiger искал решение для перемещения небольших частей производимых им тест-кассет с возможностью полного контроля маршрута и ускорения производственных циклов. Более точное управление и использование интеллектуальных конвейеров могли повысить эффективность и скорость сборки, сводя к минимуму сбои в транспортировке. За счет меньшего количества движущихся деталей по сравнению с обычными конвейерами MagneMotion требует меньшего технического обслуживания и реже становится причиной простоев, упрощая при этом перемещение тест-кассет, что в целом способствует повышению общей производительности и делает процесс более воспроизводимым с высоким уровнем качества.

Точность, универсальность, воспроизводимость

Конвейерная система MagneMotion с прецизионными направляющими обеспечивает беспрецедентные точность и универсальность в автоматизированных средах, что позволяет увеличить скорость и снизить количество простоев. Множество независимых кареток образуют эффективную конвейерную систему с произвольным шагом между каретками, общая скорость которой не зависит от самого медленного процесса в производственной цепочке.

«Это решение делает более плавным весь процесс транспортировки, удваивая или, как в данном случае, утраивая скорость самого медленного процесса, поэтому движение конвейеров больше не замедляется после самого медленного этапа сборочного процесса», – объясняет Лауэнер. «С помощью MagneMotion удалось значительно увеличить скорость для более быстрой доставки жизненно важных изделий в лаборатории».

Масштабируемость и адаптивность

По словам Кристиана Сигриста (Christian Sigrist), главного инженера по автоматизации компании Rychiger, основной целью при проектировании и производстве оборудования была возможность масштабировать и адаптировать/модернизировать технологию. «Широкий ассортимент наших сервоприводных систем, включая конвейеры с технологией ICT MagneMotion, значительно упрощают достижение поставленной цели. Подобные системы также упрощают техническое обслуживание, так как мы можем вывести отдельную станцию из производственного процесса, не прерывая работу всей линии, что незначительно повлияет на общую производительность».

В дополнение к интеллектуальной конвейерной системе MagneMotion разработанная компанией Rychiger машина модели MC 1400 оснащена несколькими сервоприводами Allen-Bradley® Kinetix, двумя тонкими клиентами Allen-Bradley VersaView® 5200 и программным обеспечением SCADA FactoryTalk® View SE. Интерфейс оператора каждой станции основан на программном обеспечении Rockwell Automation ThinManager®, обеспечивающим централизацию данных и поддерживающим дистанционный доступ и доступ с мобильных устройств.

Сигрист добавляет: «ПО ThinManager позволяет заказчику обслуживать машину, предоставляя централизованный доступ ко всем параметрам из одного места. Это имеет особое значение там, где используется несколько панелей операторского интерфейса. Использование централизованного сервера интерфейсов оператора также помогло нам в проектировании и разработке интерактивных систем и систем управления».

Полное управление машиной, в том числе роботами компании Staubli, осуществляется ПЛК Allen-Bradley ControlLogix® L8 и контроллером безопасности Allen-Bradley GuardLogix® L7S. Основная передача данных осуществляется по сети EtherNet/IP™ с использованием сетевых коммутаторов Stratix® 5400 и 5700.

Сиргист поясняет: «Основной причиной нашего выбора в пользу сетевых коммутаторов Stratix стала возможность интеграции в сеть заказчика с высокой степенью безопасности и соответствия нормативным требованиям. Этим мы также удовлетворяли требования заказчика в отношении архитектуры единой промышленной сети Ethernet (CPwE)».

Чистые линии исключают загрязнение

Для решения проблемы потенциального загрязнения машина выполнена в корпусе, что исключает контакт оператора с ее деталями. У машины также нет слепых зон за счет использования инновационной системы освещения, незаменимой при проведении очистки внутренних частей оборудования, а все внутренние поверхности также позволяют быстро выполнять очистку с минимальным риском пропуска загрязненных мест.

Лауэнер поясняет: «С самого начала сотрудничества с этим заказчиком мы работали как дружная команда инженеров двух компаний. Мы были на предприятии и видели ручную производственную линию, а также оборудование, оснащенное конвейерами MagneMotion. Разработка нового оборудования началась с тестовых испытаний в лаборатории с последующими оптимизацией и расширением концепции для получения конечного результата, при этом каждый этап был реализован совместно. В ходе разработки нам значительно помогли возможности интеллектуальных конвейеров MagneMotion, поскольку эти конвейеры поддерживают режим моделирования. Так мы могли выполнять расчеты режимов работы до построения физической модели, тестируя функции и скорость машины».

Современное решение для современных задач

Полученное комплексное решение по автоматизации и управлению помогло значительно сократить количество ручного труда, став универсальным и надежным средством существенного повышения производительности и качества. По сравнению с другими представленными на рынке решениями последующая модернизация машины сможет пройти гораздо легче с инженерной точки зрения. На самом деле теперь инженеры могут не ограничивать себя при проектировании, зная о существовании автоматизированных решений, способных воплотить их идеи в жизнь.

«Наша задача сейчас – извлечь уроки из данного проекта», – заключает Лауэнер. «И использовать наработки при разработке процессов, оборудования и решений для этого и других сегментов рынка».

«Мы благодарны компаниям Rockwell Automation и Rychiger за поддержку», – заключает представитель заказчика. «Теперь наши клиенты получат быстрые, развернутые и достоверные результаты при использовании наших тест-систем, как они и ожидают».