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Un mondo completamente nuovo (virtuale)

Le aziende biotecnologiche che devono soddisfare una richiesta sempre crescente di medicinali in piccoli quantitativi e di farmaci più personalizzati si stanno principalmente orientando verso la “produzione flessibile”. Grazie a soluzioni basate su strutture modulari e ai progressi delle tecnologie mobili e monouso, molte aziende sono passate da grandi stabilimenti specializzati alle “fabbriche del futuro” flessibili, in cui realizzano più prodotti diversi.

Benché abbiano permesso di fare straordinari passi avanti, le tecnologie monouso hanno portato con sé anche problematiche e rischi completamente nuovi, e il tutto è reso ancora più complesso dalle regolamentazioni estremamente severe del settore.

Negli impianti monouso, i macchinari e i contenitori modulari e le sacche sono continuamente in movimento, sia all'interno di una stessa area di produzione sia da un ambiente all'altro. Gli operatori devono svolgere attività più diversificate, intervenire regolarmente nel processo e reagire molto rapidamente a causa dei tempi ciclo brevissimi che caratterizzano queste produzioni in lotti di dimensioni ridotte.

Questi scenari produttivi con ritmi incalzanti pongono interrogativi preoccupanti e complessi ai costruttori di macchine:

  • Cosa si può fare per assicurare che in ogni ambiente di produzione sia sempre presente l'apparecchiatura giusta al momento giusto?
  • Le decine di contenitori che si muovono nell'impianto sono monitorate in maniera efficiente?
  • Cosa si può fare per ridurre al minimo gli errori degli operatori?

Per migliorare i metodi di verifica dei macchinari e ridurre il rischio di potenziali errori oggi si ricorre a sistemi di automazione, che vengono impiegati in vari modi. Ma ora si stanno profilando all'orizzonte nuove tecnologie che promettono di ridurre ulteriormente i rischi intrinsecamente connessi alle soluzioni monouso.

Una dose di realtà

Combinando la realtà virtuale (Virtual reality, VR) e la realtà aumentata (Augmented reality, AR) con telecamere, lettori di codici e strategie di controllo collaudate, è possibile raggiungere nuovi livelli di mitigazione dei rischi. Più specificamente, con le soluzioni VR e AR è possibile migliorare le prestazioni e la formazione degli operatori, oltre a ottimizzare la gestione dei macchinari.

Tra l'altro, la realtà virtuale può anche essere utile per individuare gli errori umani di progettazione degli impianti in una fase in cui è ancora possibile porvi rimedio. Grazie a queste nuove tecnologie, il Building Information Modeling (BIM) può diventare un'esperienza di realtà virtuale, permettendo di rilevare sviste banali, come uno skid da 3,5 metri progettato per un ambiente con un ingresso da 3 metri.

Strategie per potenziare le conoscenze degli operatori

Dal punto di vista operativo, il passaggio a una tecnologia monouso non è semplice.

Molti addetti di impianti monouso hanno iniziato a lavorare in impianti di acciaio inox di tipo tradizionale, che erano caratterizzati da un elevato livello di automazione, pertanto potrebbero non avere una visione chiara dei rischi introdotti dalle tecnologie monouso.

La formazione assume quindi un ruolo fondamentale, ma purtroppo i programmi di potenziamento delle conoscenze presentano spesso dei limiti. Durante i tradizionali corsi di formazione in aula è praticamente impossibile riprodurre gli scenari di produzione reali.

Combinando soluzioni VR e AR, invece, gli operatori possono sperimentare dal vivo gli ambienti di produzione e imparare a conoscere il processo produttivo molto prima della messa in servizio dell'impianto. E, in seguito all'avvio della produzione, queste stesse tecnologie possono anche essere utilizzate per semplificare le interazioni con i macchinari.

Imparare vedendo e facendo

Ma che vantaggi offrono tutte queste innovazioni durante la produzione vera e propria? Con la realtà virtuale e la realtà aumentata è possibile ridurre al minimo i rischi permettendo al personale di imparare facendo e vedendo.

Grazie alle soluzioni VR, ad esempio, gli addetti possono prendere confidenza con l'ambiente di produzione e il processo in modo tangibile durante la formazione. Ad esempio possono fare un giro virtuale del sito di produzione e vedere esattamente dove saranno posizionati lo skid di processo, il sistema di saldatura dei tubi e altre apparecchiature, ed esplorare le fasi del processo. Riproducendo le esperienze del mondo reale, la realtà virtuale non permette solo di preparare meglio gli operatori per la produzione, ma può anche essere utile per identificare prima eventuali errori.

In seguito all'avvio della produzione, è possibile sfruttare i notevoli vantaggi offerti dall'AR. Immaginiamo ad esempio che in un bioreattore di un processo a monte si debbano eseguire 50 collegamenti, e che ciascuno di essi preveda più passaggi. Di norma, in casi come questo un operatore segue una procedura standard passo-passo e quindi verifica mediante una firma elettronica di aver eseguito tutti i passaggi.

Benché alcune procedure e metodi prevedano già l'impiego di supporti visivi per facilitare lo svolgimento dei cambi produzione, con un numero così elevato di collegamenti da eseguire, per giunta rapidamente, è molto facile commettere errori.

Ora, immaginiamo di sfruttare la realtà aumentata per guidare l'operatore nella stessa situazione. Indossando un visore per realtà aumentata o utilizzando un tablet, l'addetto può eseguire la medesima procedura venendo guidato passo passo da immagini virtuali, che vanno a sovrapporsi ai macchinari interessati.

Invece di fornire delle istruzioni accompagnate da immagini, si indica esattamente all'operatore dove eseguire il collegamento, nel momento esatto in cui lo sta eseguendo.

Inoltre, è possibile utilizzare telecamere, lettori di codici a barre o tecnologie RFID per verificare i collegamenti manuali effettuati e le apparecchiature e le sacche selezionate. Quindi, associando delle firme elettroniche alla documentazione dei lotti, si può favorire la compliance.

Questa stessa tecnologia contribuisce anche a migliorare il rilevamento degli errori relativi alle apparecchiature mobili impiegate in ambienti di produzione che di norma sono sprovviste di terminali di interfaccia operatore di tipo tradizionale. Ad esempio possiamo immaginare che in futuro un addetto alla manutenzione potrà esaminare un'apparecchiatura indossando un visore AR per ricercare la causa di un allarme: in realtà tutto questo è molto più vicino di quanto non immaginiate.

Quanto vicino? Date uno sguardo a questo eBook per approfondire le tecnologie moderne che possono utilizzare le aziende biotecnologiche per migliorare l'uniformità della produzione e fornire più rapidamente ai pazienti i farmaci salvavita di cui hanno bisogno.


Trevor Vandermeer
Trevor Vandermeer
Lead Process Control Engineer, Life Sciences, Rockwell Automation
Trevor Vandermeer
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