智能規(guī)格轉(zhuǎn)換制藥4.0的關(guān)鍵組件

文/ Juergen Schuh

如果從藥品生產(chǎn)所面臨的成本、競爭壓力以及嚴(yán)格監(jiān)管等挑戰(zhàn)來看——采用智能化的規(guī)格轉(zhuǎn)換就意味著可以在效率、產(chǎn)品質(zhì)量和過程可靠性方面取得競爭優(yōu)勢。通過利用自動化聯(lián)網(wǎng)解決方案，制藥公司可以朝著制藥4.0邁出關(guān)鍵性的一步。

PROCESS-Tip

＊更多信息請登錄：

pharm.vogel.com.cn

＊反饋編碼：220542

Juergen Schuh認(rèn)為，采用智能化的規(guī)格轉(zhuǎn)換可以幫助制藥企業(yè)在效率、產(chǎn)品質(zhì)量和過程可靠性方面取得競爭優(yōu)勢

在制藥行業(yè)，中心線的設(shè)計非常重要，必須始終保證正確的機器設(shè)置，以避免不必要的工藝偏差，防止產(chǎn)品質(zhì)量下降。只有以合適的方式連結(jié)生產(chǎn)、技術(shù)、維護和電子數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，才能做到充分利用設(shè)備效率。此外，制藥生產(chǎn)中產(chǎn)品的多樣性和越來越小的批量，都要求設(shè)備具有更高的靈活性。這就需要進行規(guī)格轉(zhuǎn)換，它是決定設(shè)備可用性的關(guān)鍵性因素。通過優(yōu)化規(guī)格轉(zhuǎn)換，可以顯著減少產(chǎn)品轉(zhuǎn)換的時間，并提高過程可靠性。在這方面，傳感器和定位系統(tǒng)制造商SIKO GmbH可提供不同的規(guī)格轉(zhuǎn)換方案——從純機械式的位置指示器，到可全自動定位的驅(qū)動器。

優(yōu)化規(guī)格轉(zhuǎn)換帶來的效益

規(guī)格轉(zhuǎn)換在制藥生產(chǎn)中無處不在，特別是對于產(chǎn)品的包裝工藝、標(biāo)識或檢查來說更是如此。每當(dāng)必須為新產(chǎn)品在機器上更改尺寸時，就需要調(diào)整所謂的規(guī)格——無論是使用曲柄手動調(diào)整還是通過驅(qū)動器進行自動化調(diào)整。

規(guī)格轉(zhuǎn)換可分為手動規(guī)格轉(zhuǎn)換、監(jiān)控規(guī)格轉(zhuǎn)換和自動規(guī)格轉(zhuǎn)換。制藥企業(yè)需要根據(jù)生產(chǎn)的具體要求，確定哪一類型的規(guī)格轉(zhuǎn)換最為合適。一般來說，規(guī)格調(diào)整的頻率越大，對生產(chǎn)質(zhì)量的要求就越高（這是制藥行業(yè)的準(zhǔn)則之一），也就越適合使用監(jiān)控或者自動化的定位系統(tǒng)。

更改機器設(shè)置時，必須保持謹(jǐn)慎，因為出現(xiàn)任何一絲偏差就極可能會對最終產(chǎn)品造成不良影響。采用監(jiān)控或者全自動化的規(guī)格轉(zhuǎn)換可將錯誤設(shè)置的風(fēng)險降到最低，并使過程的設(shè)計更加靈活。優(yōu)化規(guī)格轉(zhuǎn)換的優(yōu)勢在于：

手動規(guī)格轉(zhuǎn)換（左）與全自動規(guī)格轉(zhuǎn)換（右）的用時對比

智能化定位解決方案帶來的優(yōu)化潛力對比

?保證高重復(fù)精度，使藥品生產(chǎn)始終保持相同的規(guī)格和質(zhì)量；

?加快轉(zhuǎn)換時間，提高處理速度；

?提高效率并降低成本；

?提高過程可靠性——制藥生產(chǎn)中的一個關(guān)鍵性標(biāo)準(zhǔn)。

手動規(guī)格轉(zhuǎn)換

手動規(guī)格轉(zhuǎn)換通常使用機械或電子數(shù)字位置指示器來指示所處位置的實際值。它們適用于極少需要進行調(diào)整的基礎(chǔ)機器。SIKO暢銷的機械數(shù)字位置指示器非常精確、顯示清晰易讀，并且可針對每一種應(yīng)用進行專門配置。

相較于機械數(shù)字位置指示器，電子數(shù)字位置指示器的優(yōu)勢在于可自由編程，因此使用起來更加靈活。通過電子數(shù)字位置指示器，可以輕松配置諸如主軸間距、小數(shù)位、旋轉(zhuǎn)方向、安裝位置或在折角模式下使用等參數(shù)，方便實用。而且機械和電子數(shù)字位置指示器可兼容安裝，因此改裝或擴展都不成問題。

監(jiān)控規(guī)格轉(zhuǎn)換

與總線兼容的電子數(shù)字位置指示器可通過規(guī)定額定值進行監(jiān)控規(guī)格轉(zhuǎn)換。這種指示器集成在機器控制系統(tǒng)中，每個位置指示器都可以借助保存著所有產(chǎn)品型號數(shù)據(jù)及其配方額定值的配方管理單元，和上級控制單元之間進行實際值和額定值的交換與校準(zhǔn)。只有當(dāng)指示器上所有的額定值都與實際值保持一致時，控制系統(tǒng)才會重新啟動設(shè)備，這樣有效提高了設(shè)備的過程可靠性，并可以避免產(chǎn)生次品或損壞設(shè)備部件。在同一產(chǎn)品型號的生產(chǎn)過程中，仍然可以對軸進行手動調(diào)節(jié)，并通過電子方式監(jiān)控設(shè)置是否正確。電子數(shù)字位置指示器的特別之處在于配有LED指示燈，它可為操作員清楚地顯示位置狀態(tài)：綠燈表示“位置正確”，紅燈表示“位置錯誤”。此外，指示器的顯示器中還集成有一個箭頭方向指示器，可以指示出正確的調(diào)節(jié)方向。

在藥品生產(chǎn)中，監(jiān)控規(guī)格轉(zhuǎn)換會對需要頻繁調(diào)節(jié)的裝盒機設(shè)備或者產(chǎn)品的標(biāo)識大有幫助。“追溯”設(shè)備是一項相對較新的研發(fā)成果，制藥企業(yè)必須通過該設(shè)備為處方藥貼上清晰、可追溯的標(biāo)簽。同時，打印、讀取、貼標(biāo)簽及稱重等各種過程的設(shè)備也都需要進行相應(yīng)的大量調(diào)整。利用監(jiān)控規(guī)格轉(zhuǎn)換就可以顯著提高這些設(shè)備的過程可靠性。

自動規(guī)格轉(zhuǎn)換

如果要在沒有任何人為干預(yù)的情況下對軸進行調(diào)節(jié)，就需要通過緊湊型驅(qū)動器進行自動規(guī)格轉(zhuǎn)換。在自動規(guī)格轉(zhuǎn)換中，與機器控制系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)的驅(qū)動器會直接移動到所需位置，這種自動化過程可以大幅減少轉(zhuǎn)換的時間。此外，如果必須經(jīng)常對難以接近的設(shè)備部件進行調(diào)整，那么自動化也是一種不二之選。

在藥品生產(chǎn)中通過電子數(shù)字位置指示器進行規(guī)格轉(zhuǎn)換

在藥品生產(chǎn)中通過SIKO位置指示器在一臺“追溯”設(shè)備上進行規(guī)格轉(zhuǎn)換

驅(qū)動器的特點是具有高度集成的結(jié)構(gòu)，它將多種組件集成于一個設(shè)備之中：無刷直流電機（無磨損）、低背隙的高性能傳動裝置、位置傳感器、電力及控制電子裝置都集成在了驅(qū)動器中。而且驅(qū)動器配有大量的通用標(biāo)準(zhǔn)接口——包括符合Siemens標(biāo) 準(zhǔn) 的Profibus或Profinet接口、成本低廉的串行接口（如RS485和CAN）、IOLink以及現(xiàn)代工業(yè)以太網(wǎng)接口，因此無論是將其集成于機器控制系統(tǒng)之中，還是通過它與控制系統(tǒng)進行通信，均非常簡便。

根據(jù)應(yīng)用要求的不同，制藥企業(yè)還需要考慮驅(qū)動器不同性能等級的問題：在折疊紙盒料庫中的小型驅(qū)動器僅需較低功率來進行微調(diào)，而在大型紙板箱供給系統(tǒng)中的驅(qū)動器則必須以相對較高的扭矩移動整個機組。

通過 SIKO 驅(qū)動器完成機器的自動化改裝

自動規(guī)格轉(zhuǎn)換也擁有與監(jiān)控規(guī)格轉(zhuǎn)換相同的優(yōu)點：只有當(dāng)驅(qū)動器與控制系統(tǒng)之間完成過程數(shù)據(jù)交換，確定實際值與額定值一致后，控制系統(tǒng)才會命令設(shè)備重啟。另外，緊湊型驅(qū)動器還具有診斷能力，可以由此推斷出驅(qū)動器本身和設(shè)備的運行狀態(tài)。通過集合和監(jiān)控驅(qū)動器的各項參數(shù)，如電動機中的電流消耗、控制和負(fù)載電路上的溫度或電壓值，可以提早發(fā)現(xiàn)異常情況，從而確定維護需求。如果這些參數(shù)超過設(shè)定的數(shù)值，就可以直接采取措施，進行預(yù)防性維護。

邁向制藥4.0

在藥品生產(chǎn)中，采用智能規(guī)格轉(zhuǎn)換能帶來多種益處。其中既包括一些可以直接衡量出來的效果，如調(diào)整時間的減少，設(shè)備可用性、效率以及過程可靠性的提高；也包括一些潛在收益：采用智能解決方案可以確保規(guī)格轉(zhuǎn)換過程的可靠性，有助于在生產(chǎn)中盡可能“無噪音地”完成這類次要過程，由此操作員就可以把注意力放在其他有嚴(yán)格要求的主要工作上，如生產(chǎn)線的清理或全面的文檔記錄。

在藥品生產(chǎn)自動化和數(shù)字化程度日益提高的今天，位置指示器和伺服電機等外圍組件正變得越來越重要。“追溯”系統(tǒng)等新的研發(fā)成果的出現(xiàn)便印證了這一點。憑借數(shù)據(jù)收集、自我診斷以及可進行組件使用壽命的監(jiān)控等附加優(yōu)勢，智能規(guī)格轉(zhuǎn)換有望成為制藥4.0的關(guān)鍵性組成部分。