La production flexible des plus petits lots est dans l’air du temps et doit devenir économique. Par conséquent, l’automatisation joue un rôle de plus en plus important pour la production modulaire dans l’industrie des process - que ce soit pour la fabrication de médicaments individuels ou de gels douche et de crèmes de tailles différentes dans l’industrie des cosmétiques. Les modules MTP (Module Type Package) sont la condition préalable pour des changements rapides dans le process avec des composants et des modules de différents fabricants et équipementiers.
Dans le domaine de la chimie de base, on misait jusqu’à présent sur la production de masse avec des installations étendues. Dans la chimie fine et l’industrie pharmaceutique, on utilise également ce que l’on appelle les installations par lots (processus de lots des procédés de production discontinus) permettant d’élaborer différentes recettes. Une fois montés, ils ne doivent plus être démontés. Un système centralisé du contrôle des process commande ces installations et les changements impliquent un investissement important en termes de planification, de transformation et de programmation, voire la conception d’une installation entièrement nouvelle.
Afin de répondre aux exigences imposées aux installations de production flexibles, Festo a entièrement mis en œuvre l’automatisation d’un module de production avec le MTP. La mise en service efficace d’installations modulaires selon l’approche MTP a ainsi pu être démontrée. Bientôt, une installation ne sera plus composée d’une commande centrale, mais de différents modules avec commande propre, intégrée. Chaque module prend ainsi en charge une partie bien déterminée du processus de production, par exemple le mélange ou la mise en bouteille.
Très tôt, Festo a intégré la production modulaire dans les comités, notamment dans un groupe de travail correspondant du ZVEI. « L’avantage des installations modulaires est qu’elles peuvent être conçues et construites rapidement et adaptées aux variations des volumes de production. Au final, le produit est créé plus rapidement et se trouve plus tôt sur le marché », déclare Christ Stich, Advanced Develop. Digital Engineering chez Festo. Festo a automatisé un module de production d’une installation modulaire Biopharma d’INVITE. Outre Bayer, l’Université Technique de Dortmund et l’Université Heinrich-Heine de Düsseldorf participent activement en association avec INVITE.
Le projet montre comment les modules de différents fabricants peuvent être intégrés dans une installation et rapidement mis en service lorsqu’ils sont conformes au standard MTP. Le standard MTP est une description uniforme des interfaces pour l’intégration immédiate (Plug and Produce) des différents modules au niveau de la gestion des processus (POL). Le fichier MTP contient toutes les informations nécessaires à la commande et à la surveillance. L’échange de données entre le module et le POL s’effectue via OPC UA pendant le fonctionnement. Festo travaille activement sur le standard MTP de la directive VDI/VDE/Namur 2658.
L’installation Biopharma à automatiser était composée d’un module de réacteur doté de fonctions de chauffage et d’agitation ainsi que de deux modules de dosage. Chaque module fonctionne de façon autonome grâce à sa commande intégrée. Festo a utilisé, pour l’un des modules de dosage, la commande CPX-CEC alors qu’une commande Siemens a été employée pour le deuxième module de dosage. Les partenaires du projet ont ainsi prouvé que les modules de dosage avec le standard MTP peuvent être automatiquement intégrés dans le POL (Process Orchestration Layer) indépendamment du fabricant. Pour la programmation de son module MTP, Festo a utilisé son propre kit d’outils PA. Celui-ci comporte des modules fonctionnels préprogrammés pour la programmation simple et rapide des modules MTP. Le fichier de description MTP peut ensuite être automatiquement généré à partir du programme d’automatisation. Le projet s’est déroulé entre 2019 et 2021.