실험실 자동화 분야에서의 협업

더 빨리 효율적으로 강력한 솔루션 찾기

네덜란드 회사인 Synchron Lab Automation은 Festo와의 긴밀한 협업을 통해 처리 속도가 매우 빠른 자동 DNA 추출 시스템을 개발했습니다. 이를 통해 종자 산업 분야의 고객은 하루에 최대 40,000개의 샘플에서 DNA를 추출할 수 있습니다.

Synchron Lab Automation의 소유주이자 CEO인 Derk Wilten은 Festo와의 협력이 어떻게 이루어졌는지 설명합니다. "과거에 우리는 솔루션의 개념에만 집중했으며 솔루션의 구현은 파트너들이 담당했습니다. 이것은 우리가 원래 소프트웨어 기업이었기에 때문에 가능했습니다. Niels Kruize가 우리 회사에 입사했을 때 그는 우리가 직접 턴키 솔루션을 구축해야 한다고 굳게 믿고 있다고 말했습니다. Niels Kruize는 Synchron Lab Automation에서 비즈니스 개발을 담당하고 있습니다. 그는 과거에 영국에서 근무했으며 그곳에서 Festo와 긴밀히 협력한 경험이 있습니다. 그는 자신의 긍정적인 경험을 바탕으로 Festo의 기술 노하우와 구성요소를 사용하여 첫 번째 자체 개발 제품을 출시할 것을 제안했습니다."

프로젝트의 성공을 확신하는 파트너

Niels Kruize는 설명을 이어갑니다. "Festo는 글로벌 서비스 및 지원뿐 아니라 부품 공급업체의 글로벌 네트워크를 갖춘 선도적인 기업입니다. 이 회사는 설계 시 도움을 제공하고 자신들의 지식을 우리와 공유했습니다. 이 회사가 다양한 시장에서 활동하고 있다는 점도 매우 긍정적으로 작용했습니다." Synchron은 전 세계 고객에게 제품을 공급하는 회사로서, 독일에서도 싱가포르만큼 빠르게 부품을 배송할 수 있는 파트너를 갖게 된 것에 매우 기뻐했습니다. Derk Wilton은 확신에 찬 어조로 설명했습니다. "Festo는 우리와 동일한 방식으로 작업합니다. 신뢰할 수 있는 파트너와 함께 프로젝트를 진행하게 되어 매우 안심이 됩니다."

세심하고 지속적인 지원

초기에 Synchron 개발자들은 Festo의 세심한 지원을 받을 수 있었습니다. Festo의 Key Account Manager인 Bert Baas는 다음과 같이 설명합니다. "우리 자동화 전문가들은 추출기의 개발 과정 전반에 걸쳐 지원을 제공했습니다. 예를 들어 당사 전문가들은 진정한 의미의 부가가치 창출을 위해 신형 CPX-E 유닛을 제안했습니다. 그들은 시장에 출시되기도 전에 이 프로젝트에서 이 모듈을 사용했습니다."

Industry 4.0에서 영감을 받은 실험실 자동화

Derk Wilten은 다음과 같이 설명을 이어갑니다. "우리는 이 산업 분야에서 7일 24시간 방식으로 생산하지 않는데 그 이유는 우리가 구성요소와 솔루션을 개발하는 방식 때문입니다. 하지만 Festo는 Industry 4.0, 최적의 가용성, 서비스 및 예방적 차원의 유지보수를 표방합니다." 추출기는 이제 8시간 동안 연속적으로 작동하지만 필요한 경우 휴식 시간 없이 24시간 작동할 수도 있습니다. 그 용량은 현재 시판되는 다른 옵션에 비해 이미 8배 더 높은 수준입니다.

Niels Kruize는 설명을 이어갑니다. "우리는 실제로 아주 작은 공장을 만들었습니다. 최근 우리 고객 중 한 명이 매우 의미 있는 이야기를 했습니다. "이 장비는 완벽한 성능과 디자인에도 불구하고 너무 단순하게 구현되어서, 왜 우리가 이전에 만들지 못했을까 하는 생각이 들 정도입니다." Festo의 Bert Baas는 "이것은 산업 자동화와 실험실 자동화가 조합된 완벽한 예시에 해당한다"고 설명합니다. 기계의 하드웨어는 최대한 간단하고 효율적으로 설계되어 있는 기능에 따라 분류됩니다. 이 소규모 공장에는 병렬 드라이브 대신 직렬 드라이브가 장착되어 있습니다. 플레이트가 지속적으로 피펫팅, 플러싱 및 세척 스테이션을 따라 움직이고 배치됩니다.

DNA 추출 기계가 작동하는 방식

기계에서 진행되는 프로세스는 농업 산업에서 식물 육종에 사용됩니다. DNA는 파쇄된 식물 재료에서 추출됩니다. Festo 구성요소는 추출의 모든 단계에서 핵심적 기능을 수행합니다. 프로세스는 입력용 200개, 출력용 200개로 구성된 최대 400개의 마이크로타이터 플레이트를 수용할 수 있는 캐리어에서 시작됩니다.

식별 및 운반: 바코드 리더 SBSI는 실행 시작 시 모든 마이크로타이터 플레이트를 스캔합니다. 스위블 드라이브 DRRD 및 그리퍼 DHPS와 조합된 전동 축 EGC는 마이크로타이터 플레이트를 픽업하고 캐리어에 내려놓습니다. 이후 캐리어는 운반 시스템의 다양한 스테이션을 통과하게 됩니다.

플러싱: 다른 물질로부터 DNA를 분리하기 위해 금속 마이크로비드(microbead)가 추가됩니다. DNA는 마이크로비드에 접착되고 다른 물질은 마이크로타이터 플레이트에서 부유합니다. 여러 세척 스테이션에서 마이크로타이터 플레이트에 액체가 공급되고 다시 흡입됩니다. 이 과정에서 피펫팅 헤드는 전동 슬라이더 EGSC에 의해 하강합니다. 플러싱 후 세정된 DNA는 마이크로타이터 플레이트에 남아 있으며 운반 시스템을 통해 최종 처리 단계인 DNA 추출 단계로 공급됩니다.

추출: 전동 슬라이드 EGSL과 조합된 전동 축 EGC는 DNA 추출을 위한 피펫팅 헤드의 핸들링을 담당합니다. 각 플레이트에는 96개의 샘플이 포함되어 있으며 이 과정은 처음부터 끝까지 20분이 소요되고 2.5분마다 새 플레이트가 시작됩니다.

기계는 직렬 및 모듈라 구조로 제작되었으며 스위칭 지연이 거의 발생하지 않습니다. 시스템 제어에는 IO-Link®가 포함된 CPX-E 및 VTUG 밸브 터미널이 사용됩니다. CPX-E는 EtherCAT 마스터 컨트롤러 및 모션 컨트롤러가 포함된 PLC 또는 Remote I/O 시스템으로 개발되었습니다. Festo의 전동 드라이브 및 컨트롤러와의 조합으로 진정한 혁신이 구현되었습니다.

경계의 확장 - 공동의 성과

Niels Kruize는 협력에 대한 자신의 신뢰가 확인된 것에 매우 기뻐했습니다. "이것은 우리에게 막대한 추가 이점을 제공합니다. 협력은 양측 모두에게 진정한 파트너십으로 간주됩니다. 이 프로젝트는 두 회사 모두에게 완전히 새로운 시도였습니다. 통신 기술 역시 당사에게는 새로운 것이었습니다. 우리는 서로에게서 배우고 다음 단계로 무엇을 할 수 있을 것인지 미래를 전망하게 됩니다." Bert Baas는 이렇게 설명합니다. "Synchron과 새로운 기술에 대해 의견을 교환하고 이 회사에서 제공할 가능성을 흥미롭게 기대하고 있습니다."

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2월 2019

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