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将自动化引入实验室 —— 通过符合 MTP 标准的 ZENON软件

默克将其开发过程模块化
在化学和制药行业,产品生命周期越来越短 。Merck KGaA 正在寻找 一种新的解决方案,以便轻松创建和更新系统配置,从而迅速将实验室结果转化为产品生产。借助于zenon软件,这家高技术公司能够实现在更高层级上的符合MTP标准的模块化作业流程(POL)。 这种灵活的模块化应用大大加快了新产品上市的速度。
我们如何能尽快将新产品推向市场?这个过程进度的问题对默克来说很重要。
这家领先的德国科技公司活跃于医疗保健、生命科学和电子领域。为了优化其工艺开发并加快产品上市的时间,默克决定采用一种全新的方法:基于模块类型封装(MTP)标准的模块化作业。“起初我们甚至没有考虑过MTP,因为这项技术仍处于起步阶段。zenon说服了我们在试点项目中对这个MTP/POL标准进行测试。半年后的结果是我们被说服了,于是我们将所得到的经验应用到了主要项目中,“默克工艺开发副总监Manfred Eckert说道。

作业表单被用于计划和可视化单台设备或服务的网络化工作.

动态解决方案需要最大的灵活性
默克的实验室设施包括在大约120个通风柜中所配备的实验室设备,如泵机,搅拌器和计量模块。过去,不同模块的试验都是通过手动或使用传统的实验室管理系统进行的。实验室需要频繁地重置并为此投入了大量的时间,这导致成本的增加。“你无法其他地方找到像实验室一样如此动态的环境。这里几乎每天都有新的方案。 模块化的自动化在此具有巨大的潜力,特别适合我们的产品,“ zenon大客户高级技术顾问Christof Franzke表示。
成功完成试点项目后,默克公司开始在一个新的实验室设施中自动化了60个带有相关进程模块的通风柜。并为各个设备创建了MTP接口。这是通过 POL 对模块进行后续自动化及其作业的先决条件。 模块的配置文件对工艺开发而言中非常小。 MTP在这方面提供的一个主要的好处是无论硬件或其制造商来自己何处,它都可以使用一系列不同规模的控制系统作为其生产所必要的接口。因此,不再需要在每个模块上都配备昂贵的PLC。

通过zenon批处理功能对各模块的配方进行操作和管理.

即插即用,符合实验人员的需要
这个新系统的目标是确保实验室的技术人员无需具备任何编程知识即可将其试验所需的模块添加到其试验进程中。这种方法提供了最大的灵活性并节省了大量时间。 MTP的功能和原理可以与打印机驱动程序进行比较。该驱动程序软件包含在打印机的交付组件内。以允许其连接任意PC并被控制作业,一切均无需用户编程。由于采用即插即用方法,打印或扫描等服务可以在连接后立即进行操作。工业生产中的即插即用直接源自上述理念。
MTP技术能够让用户非常短的时间内轻松地进行组装,作业和控制基于多个进程模块的生产系统。 这些模块都具有自己的智能系统,因此它们只需要连接到相关网络中即可从POL进行生产。而无需进一步的编程工作。整个系统的配置可以随时快速地更改以适应当前的需要。所有通讯均由 OPC UA open协议支持。

试验设置的高重现性
除了易用性、灵活性和更快的产品上市时间外,模块化下的自动化还可为工艺开发 提供更进一步的好处:对单个实验模块(设备或服务)的高可重复性设置。 这方面POL 做得比根据试验配方进行管理和可视化设置更多更好。来自试验的数据能被zenon记录并通过报表进行展示 。 一旦开发 过程及其特定配方确定,生产过程就能 在相同的结构和参数下被多批次重复启动。从而节省了实验室技术人员手动生成相关生产及产品文档以确保生产出相同质量产品的时间。

敏捷项目管理以开发 POL
POL中模块化下自动化集成系统的推出仅用了两年的时间。 “对这样的项目来说,这是一个非常短的时间,”Manfred Eckert 说。“我们的实验室的特点就是高度灵活。毕竟,在此之前,没有一个POL能满足默克的要求。从这个意义上这是首次成功的项目。
不仅是时间的紧迫性带给项目参与者的重大挑战。在推出MTP技术的同时,默克公司还实施了新的IT基础设施。目的是在生产环境附近设置 IT。这样做的目的是旨在满足生产中的安全要求并确保共全天候可用性。让POL 直接嵌入到新的 IT 基础架构中。此外,还同时对VDI / VDE 2658 标准进行了更新,上述影响都要在实施项目时必须考虑到。
MTP的进一步的推进计划是在美国的默克公司。此外,新的自动化流程还可以确保如此高的可靠性,从而使加工设施可以连续运行,甚至可以在一夜之间运行。这是一个重要的优势,因为特别是在处理化学品时,还必须消除安全风险。

Manfred Eckert,默克工艺开发副总监

引领世界迈向未来
“ zenon POL是市场上首批具有几乎端到端POL功能的 POL之一。我们很高兴能够共同开发该系统,并且从现在开始我们可以将其应用于我们的工艺开发。这是一个不断调整、变化和优化的过程。我们还计划在未来与zenon 一起持续优化我们的POL,“Manfred Eckert最后说道。

亮点:
▶加快新产品上市时间
▶通过更快的开发时间节省成本
▶使用编排作业进行灵活的系统配置
▶试验设置的高可重现率
▶从实验室到生产的升级
▶实验室技术人员不需要任何编程技能

 

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