Demonštrátor pre spracovateľský priemysel

Efektívna výroba najmenších dávok s modulmi MTP

Súčasným trendom je flexibilná výroba najmenších dávok, ktorá musí byť hospodárna. Automatizácia preto hrá v modulárnej výrobe v spracovateľskom priemysle stále väčšiu úlohu, či už ide o výrobu jednotlivých liečiv alebo sprchových gélov a krémov rôznych veľkostí v kozmetickom priemysle. Moduly MTP (Module Type Package) sú predpokladom pre rýchle zmeny počas procesu s komponentmi a modulmi rôznych výrobcov a výrobcov originálneho vybavenia (OEM).

Doteraz sa v oblasti základnej chémie kládol dôraz na hromadnú výrobu vo veľkých zariadeniach. V jemnej chémii a farmaceutickej výrobe sa používajú aj takzvané dávkové zariadenia (dávkový proces nespojitých výrobných procesov), v ktorých je možné vytvárať rôzne receptúry. Keď sa zmontujú, už sa nemôžu prestavať. Tieto zariadenia riadi nadradený centrálny systém riadenia procesov. Akékoľvek zmeny sú spojené s obrovskými nákladmi v oblasti plánovania, prestavby a programovania alebo niekedy si dokonca vyžadujú montáž úplne nového zariadenia.

Vývoj demonštrátora technológií „Showcase PCS neo + MTP“

S cieľom vyhovieť požiadavkám flexibilných výrobných zariadení spoločnosť Festo realizovala automatizáciu výrobného modulu kompletne s MTP. Týmto spôsobom sa dalo predviesť efektívne uvedenie modulárnych zariadení do prevádzky pomocou MTP. Zariadenie už nepozostáva z centrálneho riadenia, ale z jednotlivých modulov s vlastným, integrovaným riadením. Každý modul preberá konkrétnu časť výrobného procesu, ako je miešanie alebo plnenie.

Festo už dávnejšie spolupracuje v grémiách na tvorbe modulárnej výroby, napríklad v pracovnej skupine ZVEI. „Výhodou modulárnych zariadení je, že sa dajú rýchlo navrhnúť a zmontovať a že sa tiež rýchlo prispôsobia meniacim sa požiadavkám vo výrobe. V konečnom dôsledku sa výrobok vyrobí rýchlejšie a je na trhu skôr,“ vysvetľuje Chris Stich z oddelenia Advanced Develop. Digital Engineering v spoločnosti Festo. Spoločnosť Festo automatizovala výrobný modul modulárneho biofarmaceutického zariadenia od INVITE. V združení s INVITE spolupracujú okrem spoločnosti Bayer aj Technická univerzita v Dortmunde a Univerzita Heinricha-Heineho v Düsseldorfe.

Cieľ demonštrátora technológií

Tento projekt ukazuje, ako je možné do jedného zariadenia nainštalovať moduly od rôznych výrobcov a rýchlo ich uviesť do prevádzky, ak vyhovujú štandardu MTP. Štandard MTP je jednotný opis rozhrania na okamžitú integráciu (Plug and Produce) jednotlivých modulov do úrovne riadenia procesu (POL). Súbor MTP obsahuje všetky informácie potrebné na riadenie a monitorovanie. Výmena údajov medzi modulom a POL prebieha počas prevádzky cez OPC UA. Spoločnosť Festo aktívne pracuje na štandarde MTP podľa smernice VDI/VDE/Namur 2658.

Automatizované biofarmaceutické zariadenie obsahovalo modul reaktora s funkciami ohrievania a miešania a dva dávkovacie moduly. Každý modul beží autonómne vďaka vlastnému integrovanému riadeniu. Spoločnosť Festo poskytla pre jeden z dávkovacích modulov riadenie CPX-CEC, pre druhý dávkovací modul sa použilo riadenie od spoločnosti Siemens. Partneri projektu ukázali, že dávkovacie moduly so štandardom MTP je možné automaticky integrovať do POL (Process Orchestration Layer) bez ohľadu na výrobcu. Spoločnosť Festo použila na programovanie svojho modulu MTP vlastný nástroj PA-Toolkit. Má naprogramované funkčné bloky na rýchle a jednoduché programovanie modulov MTP. Z automatizačného programu je potom možné automaticky vygenerovať popisný súbor MTP. Projekt prebiehal v rokoch 2019 až 2021.