Přizpůsobivá výroba nejmenších dávek je trendem a musí se stát ekonomickou. Automatizace proto hraje v modulární výrobě v průmyslu procesní techniky stále důležitější roli – ať už jde o výrobu individuálních léků nebo sprchových gelů a krémů různých velikostí v kosmetickém průmyslu. Moduly MTP (Module Type Package) jsou předpokladem pro rychlé změny v procesu s komponenty a moduly od různých výrobců a výrobců originálního vybavení (OEM).
Dosud jsme se v oblasti základní chemie soustředili na hromadnou výrobu s vhodně rozšířenými zařízeními. V jemné chemii a farmaceutické výrobě se používají také takzvané dávkové systémy (dávkový proces diskontinuálních výrobních procesů), na kterých lze používat různé recepty. Jakmile jsou postaveny, neměly by být přestavovány. Tato zařízení jsou ovládána z nadřazené úrovně řízení procesů a změny znamenají složité plánování, konverzi a programování nebo dokonce stavbu zcela nového zařízení.
Zavedli jsme automatizaci výrobního modulu kompletně s MTP, abychom splnili požadavky na přizpůsobivá výrobní zařízení. Bylo také možné předvést efektivní uvedení modulárních systémů s MTP do provozu. Zařízení už nemá jen jedno centrální řízení, ale skládá se z jednotlivých modulů s vlastním, integrovaným řízením. Každý modul přebírá konkrétní část výrobního procesu, jako je míchání nebo plnění.
Velmi brzy jsme přispěli k formulaci modulární výroby v grémiích, například v příslušné pracovní skupině ZVEI. „Výhodou modulárních systémů je, že je lze rychle navrhnout, postavit a také přizpůsobit měnícímu se objemu výroby. Nakonec se výrobek vyrábí rychleji a je na trhu dříve,“ vysvětluje pan Christ Stich, Advanced Develop. Digitální inženýrství ve společnosti Festo. Automatizovali jsme výrobní modul modulárního biofarmaceutického systému od INVITE. Ve svazu s INVITE působí také kromě firmy Bayer také Technická univerzita v Dortmundu a Univerzita Heinrich-Heine v Düsseldorfu.
Projekt ukazuje, jak lze moduly od různých výrobců do systému instalovat a rychle uvést do provozu, pokud splňují standard MTP. Standard MTP je jednotný popis rozhraní pro okamžitou integraci (Plug and Produce) jednotlivých modulů do úrovně řízení procesu (POL). Soubor MTP obsahuje všechny informace potřebné pro řízení a sledování. Výměna dat mezi modulem a POL probíhá za provozu prostřednictvím OPC UA. Aktivně pracujeme na standardu MTP podle směrnice 2658 VDI/VDE/Namur.
Automatizované biofarmaceutické zařízení obsahuje modul reaktoru, modul s ohřívacími a míchacími funkcemi a dva dávkovací moduly. Díky integrovanému řízení pracuje každý modul samostatně. Pro jeden z dávkovacích modulů jsme použili řízení CPX-CEC, zatímco pro druhý dávkovací modul bylo použito řízení Siemens. Partneři projektu ukázali, že dávkovací moduly se standardem MTP lze automaticky integrovat do POL (Process Orchestration Layer) bez ohledu na výrobce. K programování modulu MTP jsme použili vlastní sadu nástrojů PA. Obsahuje připravené funkční bloky pro rychlé a snadné naprogramování modulů MTP. Soubor popisu MTP pak lze automaticky vygenerovat z automatizačního programu. Projekt probíhal od roku 2019 do roku 2021.