Die Fabrik der Zukunft. Machine Vision oder vom sehenden zum lesenden Roboter - prozesstechnik online

Machine Vision oder vom sehenden zum lesenden Roboter

Die Fabrik der Zukunft

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Alle Anforderungen zu erfüllen, die an die Etiketten von Pharma-Verpackungen gestellt werden, gesetzliche Standards einzuhalten, quasi 100%ige Qualität und Sicherheit zu bieten und dabei noch einigermaßen kostengünstig zu produzieren, scheint nahezu unmöglich zu sein. Gerade in diesem Bereich zahlt sich der Einsatz von Technologien rund um Machine Vision und OCR (Optical Character Recognition) besonders aus.

Machine Vision ist die Fähigkeit des Sehens von Computern. Moderne Bildverarbeitungssysteme werten visuell erfasste Informationen aus. Die Verbindung einer Industriekamera mit einem Computer simuliert die Funktion der visuellen Kontrolle eines Mitarbeiters. Mit der Implementierung von OCR (Optical Character Recognition) in diese Systeme kann diese Fähigkeit noch erweitert und auch der eigentliche Inhalt von Texten ausgewertet werden – der Roboter kann die Inhalte „lesen“, also die Inhalte extrahieren, deren Richtigkeit überprüfen und entsprechend reagieren.

Um Textinformationen auf dreidimensionalen Produkten wie einer Flasche, einer Tablette oder einer Kartonverpackung im Produktionsbetrieb auszulesen, bedarf es fortgeschrittener Inspektionskamerasysteme. Hersteller können die intelligente Software für herkömmliche Industriekameras – Zeilen-, Hochgeschwindigkeits- oder digitale Standbildkameras – programmieren, um Aufnahmen von Verpackungen, Etiketten oder dem Produkt selbst zu machen. Mit Hilfe der OCR-Technologie werden die Textstellen auf der Aufnahme in strukturierte Informationen umgewandelt und in Form von XML-Daten und normalem Text maschinenlesbar gemacht.

Die Maschine überprüft die Textinformationen und greift sofort ein, wenn Qualitätsstandards nicht erfüllt sind. Produkte mit fehlerhaften Informationen werden automatisch ausgesondert, bevor sie die Produktionshalle verlassen. Auch das Lesen von Chargen- und Haltbarkeitsdaten auf Produktetiketten, Faltschachteln und Kartonetiketten ist möglich.

Vielfältige Einsatzmöglichkeiten

Mithilfe von OCR und Barcode-Lesetechnologien lässt sich der gesamte Produktionszyklus in der Pharmaproduktion optimieren, nachverfolgen und überprüfen. Bei der Anlieferung der Einzelkomponenten werden Angaben wie Seriennummern, individuelle Produktionsdaten und Chargennummern von der Verpackung mittels OCR ausgelesen und im System registriert. Die Registrierung aller Komponenten setzt den ersten Schritt zur Transparenz der Produktionsprozesskette und zur lückenlosen Rückverfolgbarkeit der Endprodukte. Vor jedem Produktionsschritt werden diese Zusatzinformationen zu Verpackungen direkt am Fließband gescannt und im System registriert.

Das fertige pharmazeutische Produkt, in Form einer Lösung oder Tablette, wird zuerst oft in neutrale Verpackungen abgefüllt. Um sicherzustellen, dass bei der späteren Etikettierung das entsprechende Etikett an das passende Behältnis angebracht ist, erfolgt die Identifikation des Inhalts über einen Textstring oder Barcode auf der Oberfläche. Vor dem Verlassen der Produktionslinie werden die Informationen auf dem Etikett per OCR ausgelesen und mit der Information der neutralen Behälter verglichen. Die entscheidende Frage, ob auch das vorgesehene Etikett angebracht wurde, beantworten die maschinellen Systeme noch bevor das fertige und abgepackte Produkt die Produktionslinie verlässt. Gleichzeitig kann die Information auf dem Etikett oder der Faltschachtel extrahiert und mit Informationen aus der Datenbank verglichen werden. Hier ist die Lesbarkeit der Information zu überprüfen. Insofern die Angaben auf der Verpackung durch die OCR-Software richtig erkannt und mit der Datenbank verglichen wurden, sind sie später auch für die Patienten lesbar. Das umfasst, dass der Text nicht verschmiert ist und auch nicht falsch angebracht wurde: eine Grundvoraussetzung für die Einhaltung der GMP-Richtlinien.

Das Auslesen und die Überprüfung variabler Informationen ist ebenfalls möglich. Bei diesen Daten handelt es sich beispielsweise um die Pharmazentralnummer (PZN), das Verfalls- sowie Produktionsdatum oder individuelle Seriennummern. Ähnlich kann die im Data-Matrix-Code hinterlegte, zufällige, aber eindeutige Seriennummer extrahiert und automatisch kontrolliert werden. Dieser Prozess stellt die Qualität der Produkte – und der Arzneimittelverpackung – sicher. Eine fortschrittliche OCR-Technologie liefert diese Fähigkeit in vielen verschiedenen Sprachen, was für internationale Unternehmen von enormer Bedeutung ist.

Während der ganzen Produktionskette können alle Daten auf Etiketten, Faltschachteln und Umverpackungen, Kartons und ganzen Palletten mittels OCR ausgelesen, überprüft und registriert werden. Somit lässt sich jedes Produkt gänzlich rückverfolgen – ein wichtiger Schritt für die Patientensicherheit und gegen Medikamentenfälscher.

Verarbeitung von Papierdokumenten

In der Verwaltung erfassen bereits einfache Flachbildscanner mit OCR-Funktion gedruckte Informationen wie Text, Datum, Chargen- oder Barcode-Nummern auf papierbasierten Dokumenten oder wandeln ganze Dokumente in digitale PDFs um. Diese automatische Verarbeitung aller Papierdokumente bietet enormes Einsparpotenzial für die ganze Organisation. Dies reicht von der automatischen Rechnungsverarbeitung, über vereinfachte Prozesse in der Logistik und Lagerhaltung bis hin zu schnellen Auswertungen von Umfragen und Recherchen in digitalisierten Archiven.

Sogar die Erkennung von handgeschriebenen Informationen in Dokumenten ist möglich. Das ist bei medizinischen Formularen während der Marktzulassungsphase eines Medikaments oder bei Fragebögen in der Forschungsphase wünschenswert. Moderne Technologien zur Handschrifterkennung (ICR) und Erkennung von Ankreuzfeldern (OMR) extrahieren automatisch per Hand ausgefüllte Bereiche und angekreuzte Informationen und wandeln sie in maschinenlesbare Daten um. Somit ist eine schnelle Datenauswertung möglich. Die Originaldokumente können zusätzlich im PDF/A-Format für die Langzeitarchivierung abgelegt werden.

Auch während der produktionsfreien Zeit sind Texterkennungstechnologien hilfreich. Bei Service- und Wartungstätigkeiten bestätigen Techniker einzelne Schritte auf Formularen, die dann mit der OMR- oder ICR-Technologie ausgelesen werden und im zentralen Archiv oder Workflow-System verfügbar sind. Sämtliche Einzelschritte werden somit kontrolliert und nachverfolgt.

OCR als Herzstück der Produktion

Nicht nur in der Qualitätskontrolle spielen Machine Vision und Systeme mit OCR-Technologie eine wesentliche Rolle. Intelligente Systeme sind mit OCR in der Lage, auf Textinformationen zu reagieren, anstatt nur vorgegebene Aktionen auszuführen. Durch die Integration von Text- und Barcode-Erkennungstechnologien wird die Produktionslinie so programmiert, dass Produkte eine vordefinierte Route ändern können – aufgrund der Information an ihrer Oberfläche.

Im Zeitalter der Industrie 4.0 gilt es, von Maschinen zu profitieren, um wettbewerbsfähig bleiben zu können. In Branchen, in denen Qualität und Prägnanz vorherrschend sind, ergeben sich besonders viele Vorteile durch lernfähige Systeme. Automatisierung in der Pharmaindustrie führt zu Zeit- und Kosteneinsparungen. Gleichzeitig lassen sich gesetzliche Vorschriften leichter einhalten. Machine Vision und Systeme mit OCR-Technologien werden deshalb die Produktion im Pharmabereich entscheidend voranbringen.

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Autorin: Eva Weber

Senior Product Marketing Manager,
Abbyy

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