Modulární řešení výrobních zařízení zkracují dobu uvedení produktu na trh ve farmaceutickém průmyslu

Již před pandemií COVID-19 čelily společnosti ve farmaceutickém a biotechnologickém průmyslu výzvě, jak co nejrychleji vyvinout, schválit a vyrábět účinné látky ve velkém měřítku. Rychlost je zde klíčová, protože patentová ochrana léku vyprší po 20 letech. Příjmy z produktů založených na patentu však trvají pouze část této doby, protože přechod od udělení patentu k produktu vhodnému k prodeji obvykle trvá několik let. Je proto důležité, aby byly produkty k dispozici na trhu co nejdříve po schválení léčiva. Celý proces od vývoje až po produkt určený k prodeji v lékárnách obvykle trvá přibližně dvanáct let. Společnosti musí začít budovat své výrobní kapacity ještě předtím, než je léku uděleno konečné schválení. Pokud schválení uděleno nebude, společnost zůstane s výrobními zařízeními, která bude muset za miliony eur přestavět.   

Častěji se však stává, že závody nejsou schopny zahájit výrobu bezprostředně po schválení dotace kvůli zpožděním při výstavbě výrobní linky. V důsledku toho dochází k prodlevám ve vývoji léčiva, což s sebou nese značné náklady. Ti, kdo se podílejí na integraci a výstavbě závodů, doufají, že najdou východisko z tohoto dilematu – nebo alespoň dosáhnou méně závažných následků – prostřednictvím rychlého rozšíření výrobních kapacit. Jedinečná konstrukce většiny závodů také vede k nadměrně dlouhým lhůtám pro projektování, uvádění do provozu a testování.   

Standardizace zkracuje čas na uvedení na trh   

Cílem modulárních koncepcí zařízení je urychlit a zefektivnit plánování těchto fází projektu. Mnohé součásti zařízení či stroje v biofarmaceutickém průmyslu lze v zásadě standardizovat – od bioreaktorů v upstreamové fázi a filtračních jednotek až po midstreamových odstředivky, mikrofiltrační a ultrafiltrační jednotky až po downstreamový proces. Kombinací všech těchto jednotek, například bloků se standardizovanými rozhraními, do uceleného systému lze výrazně zkrátit dobu projektování, samotné výroby i uvedení do provozu.  

Rozdílné síťové protokoly koncových zákazníků často představují překážku pro standardizaci a modularizaci. Obvykle vyžadují použití různých vstupně-výstupních komponent, akčních členů a senzorů, což zase zvyšuje náklady na vývoj, elektronické plánování a v konečném důsledku i na skladování.   

Díky svým multiprotokolovým ethernetovým vstupně-výstupním a řídicím modulům nabízí společnost TURCK efektivní řešení, která nevyžadují zásah uživatele v Profinet, EtherNet/IP nebo Modbus TCP. Zařízení sama rozpoznají, který protokol se v síti používá, a přizpůsobí se mu. Výrobce strojů tak může instalovat zařízení tohoto standardu nezávisle na síti koncového zákazníka.   

Offline testy zkracují dobu uvedení do provozu  

Výrobci strojů dosahují dalšího zrychlení díky testování strojních modulů a podstavců , které se již nacházejí v jejich vlastním výrobním prostředí. Díky integrovaným řídicím funkcím modulu TBEN-I/O lze dokonce provádět tovární přejímkové zkoušky (FAT) i offline, bez připojení k navazujícím řídicím modulům systému. Díky integrovanému logickému softwaru ARGEE umožňují I/O komponenty společnosti TURCK simulaci reálného provozu emulací vstupů připojených strojů. Pokud nejsou I/O moduly s ARGEE vhodnou volbou, nabízí společnost TURCK kompletní řídicí systém programovatelný pomocí CODESYS 3, který zahrnuje řídicí jednotku TBEN-PLC s krytím IP67 a podporuje všechny tři protokoly v rámci multiprotokolových standardů. 

Komponenty s krytím IP67 a rychlospojky snižují náklady na kabeláž  

Vysoký stupeň ochrany, který nabízí řada TBEN, rovněž urychluje uvedení zařízení do provozu. Díky krytí IP67 lze minimalizovat rozsah konstrukce a kabeláže velkých rozvaděčů. Ve spojení s rychlospojkami stačí na místě připojit pouze procesní přípojky, napájecí a síťové kabely. Realisticky vzato nejsou vždy všechny komponenty k dispozici s krytím IP67, ale konstrukce rozvaděčů se výrazně zjednodušuje nebo je možné je z velké části předem smontovat. Díky novým napájecím zdrojům PSU67 od společnosti TURCK s krytím IP67 již nejsou pro napájení zapotřebí rozvaděče. 

Multiprotokolové vstupně-výstupní systémy pro všechny zóny, stupně ochrany a úrovně dostupnosti  

Produktová řada multiprotokolových zařízení společnosti TURCK se v průběhu let rozrostla. Zákazníci, kteří například hledají flexibilitu modulárního systému, zde najdou systémová řešení pro instalaci do rozvaděčů nebo přímo v terénu v podobě modelů BL20 a BL67. Pokud jsou vyžadovány I/O bloky, nabízí společnost TURCK zařízení pro instalaci bez rozvaděče přímo na stroji prostřednictvím řady TBEN nebo I/O bloky pro instalaci do ochranných krytů prostřednictvím řady FEN20.   

Pokud aplikace v prostředí s nebezpečím výbuchu vyžaduje maximální dostupnost a možnosti konfigurace během provozu, mohou si uživatelé vybrat systém z nabídky řady excom, který rovněž podporuje tři multiprotokolové sítě s nejnovějšími ethernetovými bránami; a to jak v provedení pro instalaci v zóně 2, tak v provedení řady N pro instalaci v základním prostředí. 

Modbus TCP jako paralelní kanál pro diagnostická data

Multiprotokolové schopnosti těchto zařízení přinášejí kromě sníženého počtu variant a snadné standardizace a modularizace i další výhody: Zařízení lze totiž kromě ethernetové komunikace využít také pro paralelní přístup k datům prostřednictvím protokolů Profinet nebo Ethernet/IP s využitím Modbus TCP. Prostřednictvím tohoto kanálu lze uživatelská a analytická data snadno odbočit do externích IT systémů a vyhodnocovat je nezávisle na provozu zařízení pro účely diagnostiky a monitorování.

IO-Link a RFID pro automatickou identifikaci palet

Zejména u mobilních jednotek, které se používají na různých místech v rámci výrobního systému a jejichž použití je navíc obvykle stanoveno certifikačními směrnicemi nebo zákony, je vhodné dokumentovat, kdy a kde byly použity. Technologie IO-Link nebo RFID umožňují jednoduchou, ale spolehlivou identifikaci a dokumentaci použití strojních modulů, která je odolná proti neoprávněné manipulaci. Pokud moduly již používají komponenty IO-Link, lze identifikovat celý stroj pomocí aplikačně specifického štítku pro tyto komponenty. IO-Link lze rovněž využít k přenosu diagnostických dat pro prediktivní údržbu. Mnoho komponent již tuto možnost nabízí přímo z výroby, aniž by bylo nutné složité programování. Zvýšení teploty zařízení nebo snížení síly signálu signalizují předčasné opotřebení, znečištění či jiné problémy. Pokud nejsou v provozu žádné komponenty IO-Link, lze k identifikaci modulů pomocí jejich UID použít RFID tagy. UID je jedinečné, jednorázové identifikační číslo štítku, které nelze po výrobě změnit. Pro identifikaci v prostorech s ochranou proti výbuchu je společnost TURCK jediným výrobcem na trhu, který nabízí čtecí a zapisovací zařízení RFID s třídou ochrany Ex-e, která lze používat přímo v zóně Ex 1/21 bez ochranného krytu.

Modbus TCP jako paralelní kanál pro diagnostická data

Multiprotokolové schopnosti těchto zařízení přinášejí kromě sníženého počtu variant a snadné standardizace a modularizace i další výhody: Zařízení lze totiž kromě ethernetové komunikace využít také pro paralelní přístup k datům prostřednictvím protokolů Profinet nebo Ethernet/IP s využitím Modbus TCP. Prostřednictvím tohoto kanálu lze uživatelská a analytická data snadno odvětvit do externích IT systémů a vyhodnocovat je nezávisle na provozu zařízení pro účely diagnostiky a monitorování.  

IO-Link a RFID pro automatickou identifikaci palet

Zejména u mobilních jednotek, které se používají na různých místech v rámci výrobního systému a jejichž použití je obvykle stanoveno certifikačními směrnicemi nebo zákony, je vhodné dokumentovat, kdy a kde byly použity. Technologie IO-Link nebo RFID umožňují jednoduchou, ale spolehlivou identifikaci a dokumentaci použití strojních modulů, která je odolná proti neoprávněné manipulaci. Pokud moduly již používají komponenty IO-Link, lze identifikovat celý stroj pomocí aplikačně specifického štítku pro tyto komponenty. IO-Link lze rovněž využít k přenosu diagnostických dat pro prediktivní údržbu. Mnoho komponent již tuto možnost nabízí přímo z výroby, aniž by bylo nutné složité programování. Zvýšení teploty zařízení nebo snížení síly signálu signalizují předčasné opotřebení, znečištění či jiné problémy. Pokud nejsou v provozu žádné komponenty IO-Link, lze k identifikaci modulů pomocí jejich UID použít RFID štítky. UID je jedinečné, jednorázové identifikační číslo štítku, které nelze po výrobě změnit. Pro identifikaci v prostorech s ochranou proti výbuchu je společnost TURCK jediným výrobcem na trhu, který nabízí čtecí a zapisovací zařízení RFID s třídou ochrany Ex-e, která lze používat přímo v zóně Ex 1/21 bez ochranného krytu.