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Die Digitalisierung hat Auswirkungen auf jede Branche – auch die Pharmaindustrie ist keine Ausnahme. Sie ist neben strengen Qualitätsvorschriften mit veralteten und unvernetzten Bestandsanlagen konfrontiert. Daher stellt sich die Frage, wie die Anforderungen der Digitalisierung trotzdem erfüllt werden können. Mit der Orange Box bietet B&R ein Lösungspaket, das Bestandsanlagen vernetzt und für das Zeitalter der intelligenten Fabrik optimiert.

Mit der Orange Box von B&R können Maschinenbediener Daten von zuvor isolierten Maschinen und Anlagen sammeln, analysieren und für die Smart Factory aufbereiten.

Mit dem Einzug von Industrie 4.0 in die Pharmaindustrie wurden Prozesse, die bisher von Menschen ausgeführt wurden, zunehmend digitalisiert und automatisiert. Die so erzeugten Daten ermöglichen schnellere und fundiertere Entscheidungen. Mögliche Probleme werden bereits frühzeitig erkannt und korrigiert. Dadurch werden kostspielige Maschinenstillstände oder fehlerhafte Produkte vermieden. Zudem sind digitalisierte und vollständig integrierte Vorgänge anpassungsfähiger und reaktionsschneller. Sie ermöglichen eine bessere Nutzung der Rohstoffe und erhöhen sowohl die Produktivität als auch die Qualität.

Trotz der vielen Vorteile, die diese Weiterentwicklungen den Pharmaherstellern bieten, bergen sie neue Herausforderungen. Zu den häufigsten Bedenken zählt der unbekannte Kostenaufwand für die Modernisierung von Bestandsanlagen. Für Fabriken mit isolierten Automatisierungsinseln besteht eine Herausforderung darin, eine nahtlose Kommunikation zwischen den einzelnen Maschinen und den Maschinen und der Cloud herzustellen.

Es reicht jedoch nicht, die Produktion horizontal und vertikal zu vernetzen: Es gilt auch die neu erzeugten Datenströme zu verarbeiten und zu sichern. Pharmaunternehmen benötigen daher innovative Wege, um diese Aufgaben zu lösen.

OPC UA over TSN ermöglicht eine nahtlose Kommunikation – angefangen von einzelnen Sensoren und Aktoren bis hin zu ERP/MES-Systemen oder der Cloud.

Modernisieren von Bestandsanlagen

Die Implementierung intelligenter Fertigungsverfahren kann für Bestandsanlagen mit alter Infrastruktur zu einer unüberwindbaren Herausforderung werden. Der Zeit- und Kostenaufwand für das Upgrade von älteren Systemen, Maschinen, Geräten und Sensoren stellt ein wesentliches Hemmnis für die Einführung neuer Technologien dar. Eine besondere Herausforderung besteht darin, Fertigungsdaten zu erfassen und diese an übergeordnete Steuerungs- und IT-Systeme zu senden.

Die von B&R entwickelte Orange Box bietet den Betreibern von Bestandsanlagen die Vorteile der intelligenten Fertigung bei nur geringen Investitionen. Anwender können problemlos auf Energieverbrauchs- und Maschinendaten von vormals isolierten Maschinen und Fertigungslinien zugreifen. Mit geringem Aufwand sind sie damit bestens für das Industrial IoT gerüstet.

Mit der Orange Box können Stillstandszeiten erheblich reduziert und die Verfügbarkeit von Maschinen und Anlagen erhöht werden. Dadurch wird die Fertigung produktiver und rentabler. Die Orange Box besteht aus einer Steuerung und vorkonfigurierten Softwarekomponenten. Die Steuerung erfasst die Betriebsdaten jeder Maschine über die I/O-Kanäle oder eine Feldbusanbindung. Aus diesen Daten berechnen die Softwarebausteine die Gesamtanlageneffektivität (OEE) und andere KPIs. Über die Protokolle OPC UA und MQTT lassen sich diese Daten einfach an übergeordnete Systeme übermitteln.

Die Orange Box ist so einfach und intuitiv zu bedienen wie ein Smartphone. Sie kann ohne Änderungen an der vorhandenen Hard- oder Software installiert werden. Somit können Anlagenbesitzer mit geringem Zeit- und Kostenaufwand ihre Produktivität erheblich steigern. Mit der erweiterten Energiemanagement-Funktion kann der Energieverbrauch direkt an der Maschine gemessen und auf dem Bediengerät angezeigt werden. Auf einen Blick können Bediener den Energieverbrauch einzelner Geräte oder Maschinen sehen oder Manager sich einen Überblick über die gesamte Fabrik verschaffen.

Sichere Datenverbindung mit OPC UA

Durch die zunehmende Vernetzung ihrer Produktionsbereiche stehen Unternehmen vor neuen Sicherheitsherausforderungen. Pharmazeutische Unternehmen besitzen hochsensibles geistiges Eigentum in Form von Arzneimittelrezepten und Prozess-Know-how.

Das OPC-UA-Protokoll bietet eine plattform- und herstellerunabhängige Kommunikation mit integrierten Sicherheitsmechanismen, die es zur idealen Lösung in puncto Cybersicherheit machen. Mit dem kürzlich hinzugefügten Time-Sensitive-Networking (TSN) bietet es eine sichere, nahtlose und standardisierte Kommunikation von einzelnen Sensoren und Echtzeitsteuerungssystemen bis hin zu ERP-Systemen und der Cloud.

Eine smarte Zukunft

Trotz ihrer natürlichen Scheu vor Risiken, hat die Pharmaindustrie die ersten Schritte in Richtung Digitalisierung gesetzt. Mit der Orange Box und OPC UA over TSN unterstützt B&R dabei, die verbleibenden Hürden zu beseitigen. Bestandsanlagen erlangen so die erforderliche Konnektivität und Daten können einfach analysiert werden.

Höchste Effizienz mit kollaborativen Robotern

In der Produktion sorgen Roboter dafür, dass menschliche Fehler und mögliche Kontaminationen vermieden sowie die Genauigkeit und Reproduzierbarkeit erhöht werden. In Laboren, wo neue Medikamente entwickelt und getestet werden, übernehmen Roboter wiederkehrende Aufgaben, wie Mischen, Rühren und Titrieren. Damit können sich Wissenschaftler auf ihre wesentlichen Aufgaben konzentrieren.

openROBOTICS von B&R integriert Roboter nahtlos in das Maschinensteuerungssystem. Neue Softwarefunktionen machen es Maschinenbauern so einfach wie noch nie zuvor, Roboter mit intelligenten Tracksystemen und anderen dynamischen Maschinenkomponenten zu synchronisieren. Eine durchgängige und einheitliche Programmierung für jede Komponente der Produktionslinie bietet sowohl bei der Entwicklung und im laufenden Betrieb als auch bei der Diagnose und Wartung große Vorteile. Mit dem SafeROBOTICS-Softwarepaket von B&R können Menschen und Roboter ohne Sicherheitskäfige zusammenarbeiten.

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