Vedi traduzione automatica
Questa è una traduzione automatica. Per vedere il testo originale in inglese cliccare qui
#News
{{{sourceTextContent.title}}}
Automazione: Il futuro della produzione di dispositivi medici
{{{sourceTextContent.subTitle}}}
In un mondo perfetto, i dispositivi medici verrebbero prodotti in un processo senza errori. Oggi, le aspettative dei clienti per lo zero difetti sono più alte di quanto non lo siano mai state e i produttori di dispositivi medici sono alla ricerca di soluzioni per la riduzione degli errori
{{{sourceTextContent.description}}}
L'automazione offre grandi promesse. Mentre l'automazione è spesso considerata una soluzione per il risparmio sui costi e riduce i difetti e gli scarti, ciò che è meno compreso sono i suoi benefici per la riduzione del rischio che derivano dalla consistenza dei pezzi e dalla coerenza del processo.
Raggiungere lo zero difetti
Nel settore dei dispositivi medicali, la riduzione al minimo degli errori è l'unica grande opportunità - al di là dei risparmi sui costi e dei tempi di consegna più rapidi - che deriva dall'automazione. Che si tratti di variabilità nelle materie prime, nei processi o nell'assemblaggio del prodotto finito, la variabilità deve essere ridotta al minimo per raggiungere l'obiettivo di zero difetti.
Il lavoro manuale offre una significativa fonte di variazione. Molte delle parti utilizzate nella produzione di dispositivi medici sono ispezionate visivamente dagli operatori negli impianti di produzione. L'ispezione visiva attraverso il lavoro umano crea numerose opportunità di variazione - l'ambiente e l'illuminazione dell'impianto di ispezione, la capacità visiva e di ingrandimento dell'ispettore, la distanza alla quale l'ispettore sta guardando il pezzo e la fatica dell'ispettore. Con questi tipi di variabilità, inevitabilmente arrivano gli errori.
Per rimediare a questi errori, l'ispezione automatizzata della visione ora ha luogo presso gli impianti di produzione dei dispositivi per ridurre al minimo la variabilità umana a monte e l'impatto che provoca a valle. Ogni pezzo è tenuto agli stessi criteri, sotto la stessa illuminazione, nello stesso ambiente, ingrandimento e illuminazione, senza il rischio di affaticamento dell'ispettore. Questo porta a un processo decisionale coerente per quanto riguarda l'integrità delle parti del dispositivo.
L'ispezione visiva automatizzata è solo uno degli aspetti di un approccio integrato alla produzione. Le nuove tecnologie, come l'Internet industriale degli oggetti (IIoT), i sensori e la visione artificiale, l'apprendimento automatico e l'intelligenza artificiale (AI) funzionano e comunicano con ogni macchina all'interno di un impianto all'unisono per ridurre il lavoro manuale e gli errori di produzione.
È possibile automatizzare un intero processo di produzione?
In passato, i concetti di automazione erano molto primitivi e sono iniziati con un lavoro semplice, come il movimento di parti da un luogo all'altro. Con l'avanzare delle tecnologie, l'automazione è progredita fino a includere sistemi di misura integrati, identificazione dei difetti e prestazioni delle operazioni di produzione all'interno delle linee di produzione ad alta velocità per ridurre al minimo i tempi di ciclo. Un'ispezione che in passato poteva essere eseguita manualmente, ora può essere automatizzata utilizzando la tecnologia di ispezione visiva alla stessa velocità della linea di produzione. Ad esempio, un'ispezione ad occhio nudo - un'ispezione di 3-5 secondi di un pezzo sotto l'illuminazione a candela di 120 piedi senza scopo - è comune, ma questo tipo di ispezione permette all'operatore di perdere una percentuale di pezzi. Un sistema di visione può essere implementato nella robotica per prelevare i pezzi da una pressa di stampaggio e ispezionare non solo i pezzi, ma anche visualizzare aree specifiche dei pezzi per individuare eventuali difetti. Se c'era un vuoto, il sistema di visione lo trovava e il robot lo rifiutava automaticamente. Quindi, l'unico compito dell'operatore è quello di recuperare parti buone che non contengono vuoti. Analogamente, anche l'etichettatura e l'imballaggio possono essere automatizzati ad alta velocità, migliorando così i tempi di consegna.
Le apparecchiature di automazione di fascia alta oggi hanno pochi limiti e quasi le stesse capacità degli esseri umani grazie alla sofisticata intelligenza artificiale. In un certo senso, l'IA ha capacità persino migliori degli umani. Anche se richiede un investimento iniziale in macchine per insegnare "le regole", una volta che l'intelligenza artificiale comprende parametri e requisiti, l'intelligenza artificiale simula la logica umana e dà direzione al sistema di automazione. Dopo che un sistema di automazione viene insegnato, prende ogni volta la decisione giusta. Nel corso del tempo, i benefici dell'IA maturano sapendo cosa è successo, essendo in grado di prevedere cosa sta per accadere e, infine, decidendo cosa deve accadere.
Il livello di sofisticazione dei sistemi automatizzati continua a migliorare. Nel recente passato, i robot non sono stati in grado di eseguire l'apparentemente semplice compito di raccogliere una parte da un mucchio casuale di parti perché non sono riusciti a "vedere" Senza visione, i pezzi avrebbero dovuto essere in una disposizione prevedibile per i robot per sapere dove sarebbe stato il pezzo successivo e come orientare la loro mano di picking / pinza di presa per gestire il pezzo successivo. Ora, con lo sviluppo di sistemi di visione, i robot AI possono "vedere" una visualizzazione casuale delle parti, scegliere quale parte prendere e orientare correttamente la mano di prelievo per afferrare con successo una parte. I robot ricevono informazioni da un sistema di visione, capiscono come raccogliere un pezzo e sanno anche quanto pesa. Questa è la potenza delle tecnologie odierne e le capacità stanno migliorando solo con il tempo.
Un altro esempio sono i progressi della robotica collaborativa. In passato, i robot dovevano essere protetti intorno a loro. Oggi, i robot lavorano in collaborazione con gli esseri umani - anche percependo la loro presenza, permettendo loro di rallentare o fermarsi e interagire - senza la presenza di una barriera protettiva.
Mentre i sistemi di automazione richiedono un investimento iniziale nelle attrezzature e nella formazione dei sistemi di intelligenza artificiale, i vantaggi di un minor numero di difetti possono portare alla sicurezza del paziente e all'eliminazione dei richiami, alla riduzione dei costi di manodopera, alla riduzione dei difetti e degli scarti e ad una maggiore velocità di produzione.
Automazione flessibile: La risposta per la produzione a basso volume
Mentre l'automazione e la produzione ad alta velocità sono ora applicabili alla produzione di dispositivi medici a basso volume, ci si può chiedere come giustificare i concetti di automazione ad alta velocità in un'industria a basso volume. Anche questo è stato risolto.
Per giustificare il costo dell'automazione per i dispositivi medici, è necessaria una strategia diversa da quella utilizzata per le industrie ad alto volume. Il raggiungimento del ROI con i dispositivi medici richiede un'automazione flessibile. Quando i sistemi di automazione sono abbastanza flessibili da poter essere utilizzati per più linee di prodotto, è possibile ottenere volumi elevati su più linee di prodotto per condividere il costo dell'investimento.
Se l'automazione è progettata correttamente all'interno di un sistema, la stessa cella di automazione può essere utilizzata su diverse linee di prodotto. Ciò consente di soddisfare le esigenze dei clienti semplicemente cambiando le specifiche all'interno del programma e regolando le attrezzature all'interno della cella di automazione. Ad esempio, se le capacità complessive sulle dimensioni dei prodotti non sono necessarie, è possibile effettuare controlli di qualità a intervalli regolari. Tuttavia, detenere il prodotto e controllare che l'intero lotto per la qualità è un'impresa costosa. Anche il ritrattamento di una linea di prodotti è una soluzione, ma non è una soluzione economica o efficiente. Invece, la programmazione dei robot per lavorare insieme ad un sistema di ispezione visiva è efficace per rilevare e ridurre al minimo i prodotti fuori specifica. Questi sistemi, in collaborazione con operatori manuali e ispettori, sono in grado di garantire un prodotto finito di alta qualità.
L'incentivo ai costi offshore sta scomparendo
Il grande divario tra gli Stati Uniti e i tassi di lavoro offshore che ha reso la produzione offshore attraente negli anni passati, e in misura minore ora, si sta chiudendo. Il divario nei tassi di lavoro tra gli Stati Uniti e la Cina dovrebbe colmare entro il prossimo decennio, in coincidenza con l'aumento del tenore di vita in Cina. Con la riduzione del divario tra i tassi di lavoro, diminuisce l'incentivo a produrre all'estero.
In un processo automatizzato, la necessità di lavoro manuale è ridotta al minimo e le condizioni di gioco sono livellate in quanto i tassi salariali non sono un fattore significativo nelle decisioni relative al luogo di produzione. I principali costi associati all'automazione, come l'attrezzatura e la potenza per il suo funzionamento, sono praticamente gli stessi indipendentemente dal luogo in cui viene effettuata la produzione automatizzata. Anche i tempi di esecuzione e le tecnologie sono gli stessi, indipendentemente dalla località. Inoltre, l'automazione offre i vantaggi di avere meno difetti e meno scarti rispetto allo stesso processo fatto manualmente. Un minor numero di difetti riduce i rischi di richiamo, sia per il paziente che per le finanze.
L'automazione incontra le capacità di microlavorazione
Poiché i dispositivi medici e i loro componenti diventano sempre più piccoli - nelle dimensioni in micron - si raggiunge un punto in cui l'uomo non è più in grado di ispezionare o manipolare con successo le parti. I pezzi con dimensioni al micron richiedono processi automatizzati per la movimentazione tra un processo e l'altro, controlli di qualità e coerenza della produzione. La micro-produzione è una tendenza significativa nel mondo dei dispositivi medici. Per saperne di più sui requisiti unici della micro-produzione.
Le sfide dell'automazione: Risorse e competenze
Trovare operai qualificati nell'ambito dell'automazione in grado di insegnare alle macchine cosa fare è una sfida significativa, poiché c'è un divario tra le competenze necessarie e il talento disponibile nel settore. E non è solo una lacuna accademica, ma anche esperienziale. Gli studenti che hanno studiato automazione a livello universitario hanno bisogno di anni di esperienza per diventare efficienti nel sapere cosa funziona e cosa non funziona in un ambiente produttivo reale.
C'è anche il bisogno di familiarità con i processi di produzione che si sta cercando di automatizzare. L'industria dei dispositivi medici è estremamente complessa. L'incrocio senza soluzione di continuità del lavoro nella produzione di dispositivi medici è raro, e ci si può aspettare una significativa curva di apprendimento del settore. Per esempio, una persona che produce chip di poker per l'industria del gioco d'azzardo potrebbe non essere costretta a passare attraverso una documentazione rigorosa, procedure passo dopo passo, o a qualificare le macchine per garantire che il prodotto finale sia realizzato. Tuttavia, l'industria dei dispositivi medici deve seguire le severe normative federali - la regolamentazione del sistema di qualità - per quanto riguarda i processi di produzione.
L'automazione può essere complicata. Ogni volta che l'automazione viene aggiunta a un processo di produzione di dispositivi medici, deve essere completata una qualificazione della macchina, così come la convalida eseguita per il compito in corso di automazione per un prodotto finale privo di errori. L'automazione deve essere attentamente ponderata nel processo di progettazione per evitare una costante rivalidazione e riquantificazione.
Una sfida correlata è quella di essere sempre aggiornati sul rapido ritmo del cambiamento tecnologico. Un modo per farlo è lavorare con i fornitori di tecnologie di produzione che stanno sviluppando prodotti di intelligence. Ciò richiede risorse aggiuntive, ma è un modo efficace per stare al passo con le tecnologie in continua evoluzione, per sapere dove la tecnologia sta andando e per influenzare lo sviluppo futuro. I produttori contrattuali innovativi e leader del settore lo capiscono e lo utilizzano come elemento di differenziazione competitiva a loro vantaggio.
In Donatelle, essere proattivi nell'apprendere le tecnologie in fase di sviluppo prepara i nostri tecnici per il futuro e ci aiuta a fornire ai nostri clienti le più recenti soluzioni di automazione. In un periodo di rapidi cambiamenti, è importante selezionare un produttore progressista che rimane al passo con le ultime tecnologie, guida il cambiamento con i propri fornitori di automazione e può offrirvi i vantaggi delle ultime tecnologie.