Bis heute war es bei der Herstellung von Medikamenten üblich, die Verpackung und Etikettierung in einem Produktionsschritt zu kombinieren. Gleichzeitig erfordert jedes medizinische Produkt aufgrund gesetzlicher Auflagen individuelle Etiketten. Das wiederum verträgt sich nicht gut mit der kosteneffizienten Produktion großer Chargen. Mit intelligenten Verpackungs- und Etikettierungs-prozessen können Hersteller jedoch Geld sparen und der Pflicht zur Serialisierung nachkommen.
Beim sogenannten Bright Stock Manufacturing werden Medikamente in großen Chargen produziert, gleich bei der Entstehung individuell codiert, jedoch noch nicht verpackt und etikettiert. Erst später, ganz nach Bedarf, werden die Erzeugnisse wieder in den Produktionsprozess zurückgeführt, wo sie kurz vor ihrer Auslieferung ein individuelles Produktetikett erhalten. Dabei muss sichergestellt sein, dass der Inhalt jeder einzelnen Flasche genau den Angaben auf dem jeweiligen Etikett entspricht. Speziell im Pharmabereich müssen die Inhalte jedes einzelnen Behältnisses mit 100-prozentiger Gewissheit bekannt sein, bevor die Verpackungsetiketten aufgebracht werden. Deshalb wird die während der Herstellung aufgebrachte Kennzeichnung (der Produktcode) kurz vor dem Anbringen des Verpackungsetiketts gelesen, um zu gewährleisten, dass die Flasche genau das beinhaltet, was später auf dem Etikett steht.
Oft ist es schwierig, eine gut lesbare Kennzeichnung auf Flaschen aus Hart-Polyethylen (HDPE) aufzubringen. Herkömmliche Beschriftungsverfahren, etwa mit einem CO2- oder Faserlaser, erzielen keinen guten Kontrast auf HDPE – infolgedessen sind die Codes nahezu unlesbar. UV-Laser können zwar eine dunkle Markierung erzeugen, jedoch ist es aufgrund vieler Unwägbarkeiten im Beschriftungs- und Leseprozess heute immer noch sehr anspruchsvoll, hohe Leseraten zu erreichen. Dies alles erschwert den Erfolg der industriellen Bildverarbeitung und der Just-in-time-Etikettierung.
Lösungsansätze
FP Developments, ein Hersteller von Verpackungsmaschinen, hat bei einem bedeutenden Arzneimittelhersteller sieben Verpackungslinien installiert. In jeder Linie kommt eine Beschriftungsanlage des Typs 1371 zum Einsatz. Der UV-Laser dieser Systeme gibt jedem HDPE-Fläschchen gleich während des Abfüllens einen individuellen Code. Cognex-Bildverarbeitungssysteme überprüfen den Code, bevor das Produkt temporär eingelagert oder in der Produktion weitergegeben wird. Die Smart-Kameras der Serien In-Sight 5400 und In-Sight 5600 erkennen die relativ kontrastarmen, lasermarkierten Data-Matrix-Codes mit einer Leserate von 100 %. Während des Verpackens wird der Produktcode nochmal überprüft, erst danach wird das Etikett auf die Verpackung aufgebracht, um die komplette Rückverfolgbarkeit an allen Stationen in der Lieferkette sicherzustellen.
Bislang wurden Kameras angewendet, die von Rechnern gesteuert werden. Jedoch benötigen PC-basierte Vision-Systeme viel Zeit und Aufwand bei der Integration, zudem Expertenkenntnisse, z. B. für die Programmierung. Weiterhin erfordern sie die enge Einbindung der IT-Abteilung etwa für Software-Updates, Anti-Viren-Software und dergleichen. PC-basierte Systeme können recht teuer sein, zumal jedes Upgrade und jede neue Codierung eine grundsätzliche (auch rechtliche) Neubewertung des Verfahrens erfordern könnten.
Intelligente Bildverarbeitungssysteme
Dave Pfleger, COO von FP Developments, erläutert die Vorteile der Cognex-Bildverarbeitungslösung: „Anstelle von PC-basierten Systemen haben wir uns für Smart-Kameras der Serien In-Sight 5400 und 5600 von Cognex entschieden, da diese einfach zu implementieren, administrieren und validieren sind.“ Diese Bildverarbeitungssysteme werden von internen Mikroprozessoren gesteuert, das heißt, sie funktionieren unabhängig von einem PC. Sicherheitseinstellungen und Konfigurationen können direkt aus dem Netzwerk oder von einem Industrie-PC geladen werden. Um die Sicherheitseinstellungen und die Konfiguration zu laden, ist typischerweise nur ein einziger Industrie-PC pro Produktionslinie erforderlich, unabhängig von der Anzahl der eingesetzten Bildverarbeitungssysteme.
Smart-Kameras sind günstiger als PC-basierte Systeme, da für sie normalerweise kein eigenes Softwareprogramm geschrieben werden muss, sondern vorgefertigte Vision-Tools zum Einsatz kommen. So genügen bei den Systemen von FP Developments zwei vorgefertigte Vision-Tools, um die Data-Matrix-Codes zu lesen. Dave Pfleger sagt zur Wartung: „Cognex-Bildverarbeitungssysteme können vom Bediener ganz einfach gewartet werden. Er kann den Fokus und somit die Bildschärfe als auch die Beleuchtung des Vision-Systems entweder durch einen Laptop oder im Teach-Mode justieren. Damit fallen Validierungskosten viel niedriger aus, da die Systeme einfacher sind und systembedingt stabiler laufen.“
Die UV-Laser und die Cognex-Bildverarbeitungssysteme sind über das Ethernet mit der Steuerung verbunden. Diese gibt ein Trigger-Signal sowohl an den Laser als auch an die Smart-Kameras. Das Vision-System vergleicht den Code auf der Flasche mit der geladenen Voreinstellung (Konfiguration) und sendet ein OK- oder NOK-(Nicht-OK-)Signal zurück an die Steuerung. Das Cognex-Bildverarbeitungssystem hat aktuell einen Durchsatz von bis zu 250 Flaschen pro Minute. Es ist aber in der Lage, noch weit höhere Geschwindigkeiten zu verarbeiten – bei einer Leserate von nahezu 100 %.
Nutzen und Sicherheit
Die hohe Leserate der In-Sight-Bildverarbeitungssysteme von Cognex führt beim erwähnten Arzneimittelhersteller zu einer erheblichen Kosteneinsparung und zum Return-on-Investment in kürzester Zeit – hauptsächlich, weil er nun sehr effizient in großen Chargen produzieren kann und die Etikettierung erst später erfolgt (Bright Stock Manufacturing). Mit den Verpackungslinien von FP Developments beliefert der Arzneimittelhersteller den amerikanischen und europäischen Markt. Das Verpackungssystem versetzt ihn in die Lage, den bevorstehenden Gesetzesänderungen zur Serialisierung zu entsprechen und zu verhindern, dass falsche Medikamente ihren Weg zu den Konsumenten finden.
Arzneimittelhersteller, die einzelne Medikamentenflaschen kennzeichnen und lesen können, sind zugleich auch in der Lage, die Herkunft jeder einzelnen Flasche nachzuverfolgen und nachzuweisen. Zudem ergeben sich Vorteile beim Auftreten von Produktionsproblemen. So hatte ein anderer Hersteller ein temporäres Problem bei der Beschriftung. Er verfolgte die betroffene Charge in der Verpackungsanlage zurück. Dabei setzte er ein Cognex-Vision-System ein, um jede einzelne Flasche der betroffenen Charge zu scannen und die schlechten aus dem Prozess auszuleiten. Im Falle einer Rückrufaktion für eine bestimmte Charge könnte er das System auch dazu nutzen, alle retournierten Flaschen zu scannen und bestimmte Produkte gleich wieder in den Prozess zurückzuführen. Alles in allem kann die neu entwickelte Generation an Serialisierungslösungen basierend auf Cognex-Bildverarbeitungssystemen die Arzneimittelhersteller dabei unterstützen, Kosten zu reduzieren und die Sicherheit in ihrer logistischen Kette zu verbessern.
Halle 3, Stand 410
www.prozesstechnik-online.deSuchwort: php0316cognex
Janina Guptill
Marcom Specialist, Cognex Germany
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