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Pharma 4.0 con cambio de tamaño inteligente

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SIKO presenta soluciones para optimizar los cambios de tamaño

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"Cambio de formato" no es necesariamente un término que haga que la gente se detenga inmediatamente y preste atención en la industria farmacéutica. Sin embargo, teniendo en cuenta los retos de la fabricación de productos farmacéuticos, que se caracterizan por la presión de los costes y la competencia, así como por las estrictas normativas, el cambio de formato inteligente supone ventajas competitivas en términos de eficiencia, calidad del producto y fiabilidad del proceso. Con las soluciones automatizadas y en red, las empresas farmacéuticas pueden dar un paso decisivo hacia Pharma 4.0.

En la industria farmacéutica, el concepto de centrado es relevante, lo que significa que siempre deben seleccionarse los ajustes óptimos de la máquina para evitar desviaciones innecesarias en el proceso y, por tanto, una reducción de la calidad del producto. El objetivo es interconectar la fabricación, la tecnología, el mantenimiento y la adquisición de datos electrónicos de la mejor manera posible para aprovechar al máximo la eficiencia de la planta. Además, la creciente variedad de productos y los tamaños de lote cada vez más pequeños en la fabricación de productos farmacéuticos exigen un alto grado de flexibilidad de los sistemas. Aquí es donde entra en juego el cambio de tamaño, que puede ser un factor decisivo cuando se trata de la disponibilidad del sistema. Con un cambio de tamaño optimizado, los tiempos de reconfiguración para los cambios de producto pueden reducirse significativamente y aumentar la fiabilidad del proceso. SIKO GmbH, fabricante de sensores y sistemas de posicionamiento, ha introducido diversas opciones para el cambio de tamaño, desde indicadores de posición puramente mecánicos hasta accionamientos de posicionamiento totalmente automatizados

Ventajas del cambio de formato optimizado

En la fabricación de productos farmacéuticos, el cambio de formato tiene lugar en todas partes, especialmente en los procesos de envasado, etiquetado e inspección de productos. Cada vez que hay que cambiar las dimensiones de la máquina para un nuevo producto, esto implica cambios de tamaño, ya sea manualmente mediante una manivela o automáticamente mediante un actuador.

Tenga siempre cuidado al cambiar los ajustes de la máquina, ya que pueden producirse errores que afecten negativamente al resultado del producto. El cambio de formato supervisado o incluso automatizado minimiza el riesgo de que se produzcan ajustes incorrectos y puede hacer que los procesos sean más flexibles. Las ventajas del cambio de formato optimizado son las siguientes

- alta repetibilidad, lo que significa que los medicamentos se fabrican siempre con la misma forma y calidad

- tiempos de reconfiguración más rápidos y, por tanto, un aumento de la velocidad del proceso

- un aumento de la eficacia y una reducción de los costes

- un aumento de la fiabilidad del proceso, que es un criterio decisivo en la fabricación de productos farmacéuticos

Se distingue entre cambios de formato manuales, supervisados y automatizados. El tipo de cambio de formato más adecuado depende de los requisitos: cuanto más tamaños haya que cambiar y más exigente sea la fabricación desde el punto de vista de la calidad -lo que suele ocurrir en el sector farmacéutico-, más sensato será utilizar sistemas de posicionamiento supervisados o automatizados

Cambio de formato manual

Para el cambio de formato manual se utilizan indicadores de posición tanto mecánicos como electrónicos, que indican el valor real de la posición actual. Son adecuados para máquinas básicas con ajustes poco frecuentes. Los indicadores de posición mecánicos-digitales habituales de SIKO son muy precisos, fáciles de leer y se configuran específicamente para cada aplicación

Los indicadores de posición electrónicos tienen la ventaja sobre los mecánicos de que son libremente programables y, por tanto, pueden utilizarse con mayor flexibilidad. Parámetros como el paso del husillo, los decimales, el sentido de giro, la posición de montaje o el uso en modo angular pueden configurarse cómodamente. Práctico: Las variantes mecánicas y electrónicas son compatibles para su instalación, por lo que la reconfiguración o la ampliación no son problemáticas.

Cambio de tamaño supervisado

El cambio de tamaño supervisado es posible gracias a los indicadores de posición electrónicos compatibles con el bus con especificaciones de valores de consigna, que están integrados en el sistema de control de la máquina. Los valores reales y los deseados se intercambian y comparan entre los indicadores de posición individuales y la unidad de control superior con la ayuda de un sistema de gestión de fórmulas en el que se almacenan todas las variantes del producto con sus valores de consigna como fórmulas. Esto permite aumentar la seguridad del proceso, ya que la instalación sólo se reinicia cuando todos los valores de consigna y reales de los indicadores coinciden. De este modo, se evitan los rechazos o los daños en las piezas del sistema. El cambio de los ejes se sigue realizando manualmente con esta variante, mientras que el control de los ajustes correctos se realiza electrónicamente. La característica especial de los indicadores de posición electrónicos son las luces LED que muestran claramente el estado de la posición al operador: Luces verdes para "posición correcta", luces rojas señalan "posición no correcta". Además, la pantalla incluye un indicador de dirección de flecha integrado, que indica en qué dirección hay que hacer el cambio

Aplicaciones del cambio de formato supervisado

El cambio de formato supervisado puede ser útil en la fabricación de productos farmacéuticos, por ejemplo, en el caso de sistemas para máquinas de estuchado que requieren ajustes frecuentes o en el caso del etiquetado de productos. Un desarrollo relativamente nuevo son los sistemas "Track & Trace", que exigen que los medicamentos con receta lleven una etiqueta clara y rastreable. Esto implica una gran variedad de procesos, como la impresión, la lectura, el etiquetado y el pesaje, y por tanto numerosos ajustes. La fiabilidad del proceso de estos sistemas aumenta significativamente con el cambio de tamaño monitorizado.

Cambio de formato automático

Si los ejes se cambian sin ninguna intervención manual, se habla de cambio de formato automático mediante accionamientos de posicionamiento compactos. El actuador, que está conectado en red con el sistema de control de la máquina, se desplaza directamente a la posición requerida. Con la automatización, se consigue una reducción significativa de los tiempos de reconfiguración. Además, la automatización merece la pena si hay que ajustar con frecuencia partes del sistema de difícil acceso.

Un actuador se caracteriza por su diseño altamente integrado, que combina todos los componentes en un solo dispositivo: el motor de corriente continua sin escobillas (que no sufre desgaste), una caja de engranajes de bajo juego y gran potencia, así como el codificador de posición y la electrónica de potencia y control. La integración del actuador en los controles de la máquina, así como la comunicación con los controles, es fácil de conseguir, sobre todo gracias a un gran número de interfaces estándar comunes. Entre ellas se encuentran las interfaces Profibus o Profinet, compatibles con Siemens, las interfaces serie económicas como RS485 y CAN, IO-Link y las modernas interfaces de Ethernet industrial.

Dependiendo de los requisitos de la aplicación, se requieren diferentes clases de potencia de los actuadores: desde pequeños actuadores con poca potencia para el ajuste fino en un almacén de cajas plegables hasta sistemas de alimentación para grandes cajas de cartón en los que hay que mover agregados enteros de la máquina con actuadores con pares relativamente altos

También en esta variante del cambio de tamaño, los controles sólo inician un reinicio del sistema cuando el intercambio de datos del proceso entre el accionamiento y el control ha dado lugar a una coincidencia entre los valores reales y los de consigna.

Mantenimiento predictivo

Otra funcionalidad del actuador compacto permite sacar conclusiones sobre el estado de funcionamiento tanto del propio actuador como del sistema: la capacidad de diagnóstico. Mediante la recopilación y supervisión de diversos parámetros del accionamiento, como el consumo de corriente en el motor, la temperatura o los valores de tensión en el circuito de control y carga, se pueden detectar a tiempo las irregularidades y, por tanto, la necesidad de mantenimiento. Si se superan los valores especificados, se pueden tomar medidas inmediatamente.

Conclusión: Más automatización, más datos

En la fabricación de productos farmacéuticos, el cambio de formato inteligente implica varias dimensiones: están los efectos directamente medibles, como la reducción de los tiempos de preparación, el aumento de la disponibilidad de la planta, el incremento de la eficiencia y el aumento de la fiabilidad del proceso. Además, las soluciones inteligentes ayudan a llevar a cabo estos procesos secundarios dentro de la fabricación de la forma más discreta posible. En la medida de lo posible, no debería tener que preocuparse por el cambio de tamaño; si funciona bien y de forma fiable, puede dedicar su atención a las actividades clave más exigentes, como la limpieza de la línea o la documentación exhaustiva

Los componentes periféricos, como los indicadores de posición y los servomotores, son cada vez más importantes debido a la creciente automatización y digitalización. Así lo demuestran desarrollos recientes como los sistemas "Track & Trace". Las ventajas adicionales, como la recopilación de datos, el autodiagnóstico y la supervisión de la vida útil de los componentes, hacen que el cambio de tamaño inteligente sea un elemento crucial de Pharma 4.0.