Eine Publikation der Swissprofessionalmedia AG
Ausgabe 09/2016, 09.09.2016

Life-Science-Produktion 4.0

Industrie 4.0 macht vor der Life-Science-Industrie nicht Halt, ganz im Gegenteil: Im Zuge zunehmenden Wettbewerbs- und Kostendruckes ist diese gefordert, die Effizienz ihrer Prozesse weiter zu steigern. Auch die Zukunft der industriellen Fertigung in diesem Bereich liegt in der «Smart Factory», der digitalisierten, intelligent vernetzten Fabrik. Dies wird sich auch an der kommenden Ilmac in Basel vom 20. bis 23. September zeigen.

(msc) Anbieter und Aussteller aus den Branchen Chemie, Pharma, Biotechnologie, Kosmetik und Food präsentieren auf der Fachmesse Ilmac neue Ansätze und fertige Lösungen für industrielle Anwendungen in der Labor- und Prozesstechnologie.

Die aktuellen Branchentrends lauten: Kostensenkung, Effizienzsteigerung, Reaktionszeitenverbesserung sowie Erhöhung der Anlagenverfügbarkeit. Der Weg dorthin führt – natürlich – über die Digitalisierung zur Smart Factory, Fortschritte in Richtung Industrie 4.0 und über die Optimierung der Verfahrens- und Prozesstechnologie zur Biologisierung, also zur Zusammenführung technischer und biologischer Komponenten.

Genz generell hat die Automatisierung und Vernetzung in der Prozessindustrie seit der letzten Ilmac vor drei Jahren deutlich an Bedeutung gewonnen. Der Trend ist klar: Wer nicht vernetzt, bleibt zurück.

Die durchgängige Vernetzung von Produktion und Maschinen im Bereich der Biotechnologie bedeutet eine besondere Herausforderung, weil man es hier meist nicht mit Hardware-Komponenten, sondern mit sensitiven Substanzen oder lebenden Objekten zu tun hat, die sich – anders als ein Zahnrad oder eine Schraube – umwandeln, beziehungsweise vermehren.

So umfasst die biotechnologische Produktionswelt im Zeitalter von Industrie 4.0 vollautomatische Anlagen zum Generieren von Stammzellen, für das «Tissue-Engineering», also zur Produktion von Gewebemodellen, sowie für die Produktion von individualisierten Medikamenten. Die vernetzte Steuerung muss auch hiermit klarkommen und einen Prozess echtzeitgerecht steuern können.

Der Aussteller Endress+Hauser schlägt mit seiner Software-Lösung für Industrie 4.0-Anwendungen eine Brücke von der verfahrenstechnischen Ebene in die Welt digitaler Prozessautomation. Sie portiert Felddaten aus Prozessanlagen an nachgelagerte betriebswirtschaftliche IT-Systeme, wie beispielsweise SAP ERP. So gelangen die Daten zielgerecht und schnell dorthin, wo sie benötigt werden.

Waren bisher Daten aus verschiedenen Prozessen noch auf die einzelnen Automatisierungsinseln verteilt und mussten erst aufwändig zusammentragen werden, führt die neue Software von E+H diese nun automatisch auf dem übergeordneten betrieblichen Informationssystem zusammen. In einem ersten Projekt hat sich die Software bei einem grossen Chemieparkbetreiber für die Überwachung von Wasseranalysestationen bereits bewährt. Nicht zuletzt deswegen wurde die Software kürzlich auch von Seiten der Allianz Industrie 4.0 prämiert.

Papierlose Pharmaproduktion ist effizienter

Zu den wesentlichen Arbeitsschritten zeitgemässer Pharmaproduktion zählt heutzutage die Dokumentation. Meist ist diese jedoch noch mit hohem personellem Aufwand verbunden, angefangen bei den Rohstoffen, über deren Verarbeitung, Wägungen, bis hin zu Transport und Lagerung der Erzeugnisse. Dabei müssen Pharmaunternehmen heute gewissenhaft nachweisen, dass alle Vorgaben umgesetzt wurden.

Ein solcher «Batch Record» stellt eine Art Biografie jeder einzelnen Charge dar, und umfasst je nach Medikament etliche hundert Seiten Papier. Eine neue Lösung dafür zeigt Siemens auf der Messe. Sie soll künftig für eine «papierlose Pharmaproduktion» sorgen und den Dokumentationsaufwand verringern. Dazu werden alle Daten des Produktionsprozesses vollautomatisch aufgezeichnet und im «electronic Batch Record» (eBR) hinterlegt, was die Effizienz deutlich erhöht.

Die papierlose Pharmaproduktion beschleunigt einerseits die Produktion konventioneller Heilmittel, sie ist aber auch Voraussetzung für personalisierte Therapien zur Behandlung von Krebserkrankungen, um einen Tumor individuell und zielgerichtet zu bekämpfen. Hier kann die papierlose Pharmaproduktion dazu beitragen, die patientenspezifische Herstellung zu dokumentieren. Denn dies muss in jedem Einzelfall genauso akribisch geschehen, wie bei millionenfach hergestellten Blockbuster-Medikamenten.

Die Siemens-Lösung ist schon bei einigen Pharmaproduzenten in Europa, in den USA und Asien im Einsatz. Dort bringt sie nicht nur die Papierberge kräftig zum Schrumpfen, sondern reduziert ebenfalls merklich den Personaleinsatz – zum Teil reicht jetzt ein einziger Mitarbeiter, wo vorher noch mehrere Kollegen mit der Durchsicht und Dokumentation beschäftigt waren.

Ausserdem kann damit die Qualität der Prozesse deutlich verbessert werden: Die Software erkennt mittels «Review by Exception» von alleine Abweichungen während des Herstellungsprozesses und weist schon im eBR rechtzeitig auf Probleme hin, was unnötige Kosten vermeidet. Denn mit der papierenen Pharmaproduktion dauert es häufig Tage, bis ein Fehler erkannt wird – dann ist die Produktion meist schon zu weit fortgeschritten, sodass im ungünstigsten Falle die vollständige Charge vernichtet werden muss.

Robotergestützte Automation in keimfreien Umgebungen

Nicht zuletzt spielt aber auch die mechanische Automatisierung der Prozesse eine wichtige Rolle. Etwa mittels Robotern und Handhabungssystemen. Diese müssen jedoch für sensitive aseptische Umgebungen in Medizin-, Pharma-, Biotechnologie- oder Lebensmittel-Produktion ausgelegt sein. Mit der Entwicklung des weltweit ersten Stericlean-Roboters ist es Aussteller Stäubli Robitics gelungen, keimfreie Prozesse in VHP-Umgebungen zu automatisieren.

Fortan sind hier alle seine sechsachsigen TX-Roboterbaureihen auch in Stericlean-Ausführung verfügbar, welche den strengen GMP-Richtlinien entsprechen. Die leistungsfähigen Maschinen lassen sich dank spezieller Kapselung und Oberflächenvesiegelung sowie der Ausführung hochbeanspruchter Komponenten in Edelstahl in aseptischen Produktionsbereichen einsetzen.

Dies bedeutet einen Durchbruch für die robotergestützte Automation innerhalb keimfreier Umgebungen. Die Knickarmroboter können beispielsweise. Zentrifugenröhrchen, sogenannte Falcon Tubes, entnehmen. Aufgrund der Bauweise lassen sich auch die Basismodelle leicht zu Stericlean-Modellen umrüsten. Sie können dann in einer Vielzahl von Varianten für unterschiedliche Anwendungen zum Einsatz kommen.

Intelligente Vision-Lösungen: Das Auge der Automation

Der Aussteller Mettler Toledo verleiht der Prozessautomatisierung quasi Augen mit seiner neuen optischen Inspektionslösung «V2622». Diese basiert auf dem Einsatz von modernen Smart-Kameras mit eigener integrierten Intelligenz, die ohne PC-Intelligenz auskommen. Damit gelingt laut Anbieter eine hundertprozentige Qualitätskontrolle von – beispielsweise – Los- und Chargennummern, Kennzeichnungen, flachen Codes, Mindesthaltbarkeitsdaten oder Texten. Darüber hinaus erweitern mögliche Kontrollen von Verpackungsmerkmalen, wie korrekter Verschluss oder richtige Deckelfarbe, das Anwendungsspektrum.

Mettler Toledo richtet sich mit dieser Neuentwicklung Produkt vor allem an jene Produzenten, welche die Qualitätssicherung ihrer Produkte ohne grossen Aufwand und kostengünstig weiter optimieren möchten.

MCH Group (Messe Zürich) 8050 Zürich, Tel. 058 200 20 20 christine.kern@messe.ch, www.ilmac.ch

Ilmac Halle 1.1 Stand A120

Mettler Toledo 8902 Urdorf, Tel. 044 729 62 11 www.mt.com

Ilmac Halle 1.1 Stand C185

Siemens 8047 Zürich, Tel. 058 558 43 71 www.siemens.ch

Ilmac Halle 1.1 Stand E222

Stäubli Robotics 8810 Horgen, Tel. 043 244 22 33 www.staubli.com/de

Ilmac Halle 1.1 Stand B233


Endress+Hauser Metso AG
4153 Reinach, Tel. Tel. 061 755 75 09
info@ch.endress.com



Die Reinraum-tauglich glänzenden Oberflächen sind nicht neu auf der Ilmac – aber Digitalisierung und Vernetzung schreiten auch in der Life-Science- und Pharma-Branche unaufhaltsam voran, und darauf liegt der Fokus auf der aktuellen Messe. (Bilder: Ilmac)


Bei Endress+Hauser wird der Besucher zwar die neuste Hardware begutachten können, die entscheidende Neuheit aber ist eine Software, die Felddaten aus Prozessanlagen an IT-Systeme portiert.


Dosieranlage Mettler Toledo auf der letzten Ilmac; auf der aktuellen Messe präsentiert der Hersteller erstmals die optische Inspektionslösung «V2622».

Fact Sheet

Ilmac

Die alle drei Jahre stattfindende Ilmac ist die einzige Schweizer Fachmesse für Prozess- und Labortechnologie. Sie findet vom 20. bis 23. September 2016 in der Messe Basel, Schweiz, statt und ist Teil der Basel Life Science Week. Der Veranstalter erwartet über 12 000 Spezialisten aus den Branchen Pharma, Chemie, Biotechnologie, Kosmetik, Nahrungsmittel und Getränke.

Die Messe präsentiert alle industriellen Anwendungen der Prozess- und Labortechnologie. Diese Bereiche rücken immer näher zusammen, da die Prozesse in den Unternehmen zunehmend nicht mehr getrennt, sondern ganzheitlich geplant und umgesetzt werden. Deshalb sind die Aussteller neu durchmischt platziert. Das aktuelle Branchenthema «Industrie 4.0» wird im Ilmac Forum in Lunch-and-Learn Sessions zur Mittagszeit diskutiert.

Weitere Sonderthemen: Die Gemeinschaftszone «Cleanroom Control» richtet den Fokus auf die kontrollierte Umgebungsreinheit für Forschung, Entwicklung und Produktion.

Das «LabTec4.0» dient dazu, die Laborgeräte aus der Theorie in die Anwendung zu holen. Aussteller referieren in der dafür aufgestellten Laborumgebung über ein innovatives Thema und präsentieren die praktischen Anwendung ihrer Produkte.

Tickets gibt es zu kaufen unter www.ilmac.ch/ticket, Kosten: CHF 30 (Tageskarte online).

Veranstalter: MCH Group AG.

www.ilmac.ch