Automatizovaná kontrola kontaminace je spolehlivější – a může dýchat

(Messe Frankfurt/Sandra Gätke)

Zdá se, že je to moderní zákon přírody: vše, co lze digitalizovat, bude digitalizováno. I v čistých výrobních prostorách! Jak toho dosáhnout ve vlastním podniku, si můžete vyzkoušet na průmyslové veletrhu Cleanzone 19. a 20. listopadu 2019 ve Frankfurtu nad Mohanem.

Digitální technologie nabízejí obrovský potenciál pro zvýšení efektivity a kvality výroby. Zatímco zpočátku se především shromažďovala data, nyní je krok dál: jde o umožnění komunikace. To rychle vede k automatizaci, použití robotů a samooptimalizujících systémů. Zatímco kontrola kontaminace v oblasti polovodičů je již z velké části automatizovaná a mnoho procesů je kapslováno (tzv. mini-environmenty), tento trend se nyní rozšiřuje i do dalších odvětví – v automobilovém průmyslu, farmaceutickém a biotechnologickém sektoru.

„Čím vyšší jsou požadavky na čisté prostory, tím větší jsou výhody automatizace a nasazení robotů,“ očekává Egon Buchta, inženýrská kancelář & Reinraumservice Egon Buchta GmbH, Wannweil. „Protože ‚lidský faktor‘ je hlavním zdrojem částic a mikroorganismů, představuje nakonec největší riziko poruch a výpadků.“ A samozřejmě automatizace pomáhá také řešit nedostatek kvalifikovaných pracovníků v odvětví.

Proto se roboti již dnes pohybují v čistých prostorách. Nejsou to humanoidní verze s hlavou, pažemi a nohami, ale různé jedno- nebo více-ramenné uchopovače – nebo autonomně jezdící dezinfekční mobilní zařízení, například UVD Robot, který představila firma LabTec Labortechnik na Cleanzone 2018. Po manuálním čištění zaměstnanci provádí dodatečné finální čištění a při tom zaměřují koncentrované UV-C světlo na infekční „horká místa“ v farmaceutických výrobních závodech, laboratořích nebo v nemocničních pokojích. Takový dezinfekční robot může být spuštěn přes aplikaci a sám se pak autonomně přesune na místo zásahu. Po dokončení práce hlásí „bakterie na horkých místech odstraněny“, vytvoří protokol a opustí místnost.

Automatizace a robotizace potřebují dialog

Automatizace a robotizace v silně regulovaných oblastech představují zvláštní výzvy pro výrobu. Zde je několik příkladů problémů, které se mohou vyskytnout: Rodinná firma v farmaceutickém průmyslu chce přesunout výrobu zpět z ciziny do Evropy. Kvalitativní a nákladové aspekty mluví pro rozsáhlou automatizaci v rámci tohoto přesunu. Pouze tak se skutečně vyplatí návrat domů. Pro složitý směšovací proces jsou vhodné různé automatické míchací zařízení vhodná do čistých prostor. Ale ta by nezvládla odstředivé síly v daném procesu. Alternativně existují robotické systémy s dostatečnou mechanickou odolností, ale ty nejsou vhodné do čistých prostor. Co dělat?

Další příklad: V kontrole farmaceutické výroby odebírá deset zaměstnanců vzorky ručně z probíhajícího procesu. Tento krok chce automatizovat a úspěšně to vyzkoušeli na referenčním zařízení v laboratoři. Ale nyní přicházejí další otázky: Jak dezinfikovat mechaniku robotů? Jak nakládat s chemickými odpady?

Ve všech případech je jedno klíčové: provozovatel a případně jeho dodavatelé se musí sejít s experty na čisté prostory v farmaceutickém průmyslu se zaměřením na mikrobiologii. Společně se vyvíjejí praktická řešení. Výsledkem může být například mechanicky přesvědčivý robot, který je díky krytům a kapslům vhodný do čistých prostor. Nebo je vhodný čistý robot, který je mechanicky certifikován. A pro likvidaci odpadu může být potřeba další robot.

Dechající čistý prostor

„Automatizované systémy jsou spolehlivější než člověk,“ poznamenává Josef Ortner, Ortner Reinraumtechnik GmbH, Villach. „To je hybná síla inovací. V posledních týdnech jsem v oblasti farmaceutického průmyslu zaznamenal zajímavý začátek projektu s názvem ‚Automatizace ve farmaceutickém prostředí včetně před- a navazujících kroků, jako je plnění a míchání‘. V této oblasti se za posledních pár let opravdu hodně změnilo.“

Další příležitosti v souhře digitálních technologií a automatického řízení mohou vzniknout využitím dat z přístupových kontrol pro jemné doladění množství výměny vzduchu. Pokud má inteligentní systém informace o počtu zaměstnanců v čistém prostoru, může při dvaceti zaměstnancích zvýšit výměnu vzduchu více než při čtyřech. Čistý prostor „dýchá“.

Neomezené možnosti? – Pro pokročilejší jemné řízení očekávají odborníci měřicí techniku na zcela nové úrovni. Přestože za posledních patnáct let došlo k mnoha optimalizacím, čistý prostor nebo celá továrna budou moci volně dýchat jen tehdy, pokud budou současné bodové měření podle ISO 14644 doplněna o screening větších ploch nebo třírozměrných prostor. Získaná data lze následně shromáždit v centrální monitorovací stanici a digitálně vyhodnotit. Výsledkem je dynamická kontaminační mapa celého čistého prostoru, přičemž časové změny kontaminace lze využít jako dodatečné informace pro jemné řízení množství výměny vzduchu. To se týká jak částicové zátěže, tak mikroorganismů.

Čistě vyrobené čerpadla pro dávkovače mýdla a dezinfekčních prostředků

I zdánlivě „jednoduché“ součásti vyžadují pečlivou kontrolu na přítomnost částic a mikroorganismů. Příkladem jsou čerpadla vyráběná vstřikováním plastů pro dávkovače mýdla a dezinfekčních prostředků. Výroba probíhá v čistém prostoru třídy ISO-7, přičemž zaměstnanci již pouze předávají díly robotovi. Přenášet různé díly z různých balení a dávat je v správném množství je stále náročná práce i pro robota. „Tento proces se bude dlouhodobě automatizovat,“ odhaduje Markus Thamm, cleanroom.de GmbH, Heidelberg. „Jakmile se zvýší objemy výroby, stojí za to vyvinout specifické automatizační řešení.“ Dialog o možnostech digitálních technologií, automatizace a robotizace může ideálně začít na průmyslové veletrhu – například na Cleanzone 19. a 20. listopadu 2019 ve Frankfurtu nad Mohanem.

Před Cleanzone v listopadu ve Frankfurtu se 18. a 19. září koná druhá Cleanzone Middle East v Abú Dhabí. Konference s doprovodnou výstavou se zaměřuje na Blízký východ, části Asie a Afriky a spojuje výrobce technologií pro čisté prostory a průmyslové uživatele.