Onde qualidade e conformidade encontram digitalização e design

Os construtores das fábricas farmacêuticas inteligentes de amanhã enfrentam novos requisitos que vêm com a transformação digital. Como um dos principais OEMs da China para a indústria farmacêutica, a SMA desenvolveu uma nova compressora de comprimidos que atende a essas necessidades combinando conectividade e transparência com design funcional e conveniência do operador. Para ajudar a reduzir a divisão entre conformidade, desempenho e usabilidade, a SMA contou com a parceria em automação da B&R.

A indústria farmacêutica conhece bem requisitos estritos, com algumas das regulamentações e padrões mais monitorados do mercado. No entanto, à medida que os produtores farmacêuticos constroem fábricas cada vez mais digitais e conectadas, os desafios técnicos e as soluções resultantes estão se tornando mais complexas do que nunca. É por isso que a SMA definiu metas elevadas para sua nova compressora de comprimidos - não apenas para as métricas de desempenho usuais - mas também em termos de design funcional e amigável ao operador.

Em sua avaliação da tecnologia de automação para a nova compressora, a empresa também priorizou o custo total de operação, incluindo fatores como reutilização de software e disponibilidade de soluções remotas para comissionamento de máquinas, serviços e diagnósticos. Depois de várias discussões com a equipe da B&R sobre os requisitos do projeto e realização funcional, a SMA estava confiante de que a B&R e seu sistema de automação estavam mais do que à altura para a tarefa e decidiu cooperar com a B&R na nova compressora.

Na indústria farmacêutica, a qualidade é sempre a prioridade número um e, portanto, é o primeiro fator no qual a máquina farmacêutica é avaliada. Para uma compressora de comprimidos, qualidade significa a capacidade de produzir comprimidos de peso e espessura precisos e consistentes. Isso é determinado em grande parte pela pressão aplicada pelos punções superior e inferior. Obter medições rápidas e precisas dessa pressão é crucial para otimizar o desempenho da máquina, fazendo ajustes dinâmicos nos servo eixos dos punções, nos rolos de pré-compressão superiores e inferiores e na estação de enchimento.

Na compressora da SMA, esse desempenho de medição é obtido usando um módulo de entrada analógica X20 da B&R, que permite amostragem de 5 kHz/16 bits com um buffer de amostragens. Velocidades ainda mais altas podem ser alcançadas usando um módulo de processamento baseado em FPGA de alta velocidade com a tecnologia reACTION Technology da B&R, que permite tempos de ciclo de até 1 μs. O módulo reACTION Technology também oferece suporte à programação IEC 61131-3 e elimina a necessidade de caros controladores de alta velocidade.

Servindo como plataforma de automação está um Panel PC 3100 da B&R equipado com um processador Intel Core-i, montado em um braço articulado, e que permite executar o Windows e tarefas em tempo real simultaneamente. Conectados via a rede de alta velocidade e tempo real Ethernet POWERLINK, dois servo drives ACOPOS P3 da B&R oferecem controle preciso para seis eixos, ocupando um terço do espaço do painel que seria necessário para drives convencionais de eixo único.

Além de poder de processamento e precisão de controle, as máquinas modernas também contam com conectividade de dados. Quanto mais inteligente a fábrica, mais os equipamentos no chão de fábrica precisam ser conectados aos sistemas MES/ERP para tarefas como contabilidade financeira, programação de pedidos e controle de qualidade. Com servidores OPC UA integrados e suporte para comunicação PackML, o sistema de I/O e controle X20 da B&R torna mais fácil para o sistema MES configurar e acessar a máquina para obter dados sobre as operações de produção, relatórios de auditoria, qualidade e manutenção.

Na verdade, com o OPC UA, não apenas os equipamentos podem ser interconectados dentro das fábricas, os controladores da B&R também podem ser usados como dispositivos de ponta que agregam dados e os enviam para a nuvem, onde algoritmos sofisticados de aprendizado de máquina podem ser aplicados. O OEE é medido localmente em tempo real e, em seguida, enviado para o sistema de gerenciamento de produção ou para monitoramento em nuvem. A B&R ainda oferece uma função de software pronta que facilita o envio de alarmes diretamente para os smartphones dos técnicos de manutenção.

Para a certificação FDA/GAMP exigida para todas as máquinas farmacêuticas, a SMA pôde contar com a tecnologia mapp Technology da B&R, que encapsula funcionalidades chaves em componentes de software modulares e pré-programados. O componente mapp Audit facilitou o cumprimento dos requisitos da CFR 21 Parte 11 para certificação de assinatura eletrônica e documentação à prova de adulteração, enquanto o mapp User gerencia os direitos e o acesso dos usuários.

Com todas as configurações e nenhuma programação, essas funções de mapp e outras - incluindo gerenciamento de receitas, relatórios de inteligência de negócios e muitas mais - são fáceis de implementar e aceleraram substancialmente o processo de desenvolvimento da SMA. O pacote mapp View também deu aos desenvolvedores da SMA ferramentas poderosas para design da IHM. Eles foram capazes de criar uma aplicação IHM baseada na web que exibe grandes quantidades de dados úteis de forma clara e intuitiva. Com a conectividade OPC UA, ela pode ser visualizada em qualquer PC ou smartphone que suporte JavaScript e HTML.

Com sua solução de automação da B&R, a nova máquina da SMA atinge desempenho de altíssima velocidade e os usuários desfrutam de seus recursos digitais junto com a interface atraente e intuitiva. "Nós realmente definimos um nível alto para esta nova máquina, mas nossa equipe de engenheiros da B&R e da SMA estava mais do que à altura do desafio", disse o presidente e gerente geral da SMA, Yin Wenping. "Isso nos deixa muito entusiasmados para projetos futuros, onde iremos enfrentar ainda mais os mais difíceis desafios da produção farmacêutica inteligente."