人们普遍认为,制药和医疗器械行业在自动化应用方面落后于其他行业。但是自动化的应用、集成的好处、机电一体化的影响,以及对熟练劳动力的需求,在这些行业中都有潜在的影响,就像它们对其他行业一样。
与此同时,我们不断发展的新型数字现实提供了将制造功能分配给用户的潜力,从现在开始对自动化操作的实际问题提出真正的问题,而不仅适用于医疗保健制造商,而且对我们所有人来说。
希望医疗保健制造商落后的信念并不是新的。当过程控制是所有愤怒(而不是机电一体化和OEE)时,回到1980年,ISA(国际机关。自动化协会),然后是美国仪器学会(Instrument Society of America),由大约13个行业部门组成。制药行业没有分部。我当时负责食品工业部门。
在过去的几年里,我们邀请了制药行业加入我们,我们成立了食品和制药行业部门(FPID)结果,结果是它成为不断增长的ISA中增长最快的划分。这两种行业似乎有一些饥饿,以了解彼此的过程控制。这一行业的分享对于这两个行业都有利于一段时间,但随着重点从过程控制转向自动化和ISA的影响,其影响下降,而且没有其他组织进入补充他们的工作。
我们刚刚看到一些重新兴趣,使这些群体一起成为PMMI和ISPE(INTL。制药工程协会)共同定位包博览会国际计划和Pharma Expo.在芝加哥2014年11月2日至5日。
和所有的概括一样,这一规则当然也有例外。许多药品包装线都是自动化的,就像最好的消费品包装线(CPG)。有一些很好的例子说明机电一体化在机械上的应用PharmaWorks或者是Marchesini集团。通过迫切需要驱动的制药行业流入食品工业的防篡改包装的进展。序列化的进步可能以同样的方式流动。
自动化可能在一个行业中以不同的步伐推进的合法原因而不是另一个行业。如果我们考虑这些原因,那么它可能看起来不像一个行业一样滞后,但更像是一个理性和合理的差异。
医疗设备制造
例如,医疗设备制造商(mdm)通常应被认为是离散的制造商。(阅读此处以获取更多解释三种主要制造环节——过程制造、混合制造和离散制造)之间的区别。
MDMs机件、成型件、装配件、包装件等。相对于制造工业泵的典型离散制造商,它们有一些额外的要求,但与制造核潜艇零件的机械车间没有太大区别。
一般而言,离散的制造是三个制造段的最少自动化。我的猜测是,作为离散制造商GO,MDMS已经像非医疗同行一样自动化。将它们与正确的公司进行比较非常重要。在未来10年内,所有离散制造商将有很多自动化机会和挑战。
纳米制造将使新材料承担旧产品,基于新材料特性开辟潜在的新产品,并在全新的纳米机器段中迎来了。自动化不会是纳米制造业的选择。
新材料将继续用于增材制造,无疑扩大了打印医疗设备日益增长的可能性。这项技术将有助于为特定患者快速简便地定制设备。
波音公司已经开发出可以打印的金属,并批准用于客机发动机燃油喷嘴,德国和日本的主要机床制造商已经交付或宣布了具有集成部件打印机的加工中心。将设计从3D扫描发送到3D模型打印和加工不是一个没有自动化的过程。
一旦零件制作完成,通常就会进行组装和配套。我们已经习惯的硬机器人需要太长的时间来实现,太长时间来重新配置,而且对于许多离散制造商(包括医疗设备制造商)所看到的低产量或短期运行来说,成本太高。但是,新的合作机器人技术的出现为这些问题提供了潜在的解决方案。医疗设备制造工厂干净有序的环境可能是实现早期协作机器人应用的理想场所。
制药业务
制药厂是混合生产业务。混合制造商以连续或半连续的方式批量生产产品,形成产品,并将其转移到离散的包装上。混合动力制造商是三大制造领域中自动化程度第二高的制造商,也是增长最快的自动化领域。加工制造业已经经历了快速增长。CPG公司是混合动力制造商,还有水泥和化肥生产商,以及其他批处理或连续加工材料,以便在某种容器中进行包装的公司。
我立刻想到了一些区分混合药品制造商和典型的CPG制造商的东西。首先是人。制药项目通常是由科学家而不是工程师策划的。在CPG公司,由自动化工程师负责实施新的生产能力并不罕见。这在制药公司就不太可能了。人们会做他们觉得舒服的事,避免做他们不舒服的事。
另一个人的问题是责任的起点和终点。在CPG公司,包装机械工程部门的责任始于比制药公司更上游的地方。在制药行业,在产品被放入主包装之前,责任在于工艺工程师。这种切换的差异对生产线的自动化和集成有影响。
其他影响自动化的问题包括产量、制造利润和产品寿命。对于一个每天销售数百万个包装的成熟品牌来说,很容易证明自动化是合理的。如果一个产品没有跟踪记录,并且可能有有限的生命周期,那么为它的自动化辩护就会困难得多。
CPG公司可以计划在同一生产线上运行的较低批量产品,产品变化或新产品代,使自动化更容易合理。我希望这对制药行业的一部分不太可能选择。我还期望整体利润率对制药公司的制造业效率不太敏感而不是食品公司。影响制造业的利润越大,焦点越大,制造过程将越大,您就越有利于自动化。
监管、不确定性和投资
最后,监管是医疗保健厂的巨大显着因素。自动化系统比手动系统更复杂。结果,它们更难以验证,增加时间和成本。增加了国际标准的应用,改善了物理设计,更好的软件开发方法,以及经验将倾向于减轻这些差异,使自动化为制药和设备提供更多可行的可行模式。增加信息处理需求和增加的责任风险将使自动化更有必要和合理的。
监管的另一方面是,当监管不存在但在人们的预料之中时,它会导致不确定性。不确定性是投资的敌人。制造商不会在不确定的情况下投资,因为回报是不可预测的。由于经济的不确定性,整个工业一直在抑制投资。对制药公司来说,这种不确定性被拟议的系列化监管规定放大了,对医疗设备公司来说,被《合理医疗费用法案》(Affordable Care Act)采用的新税种放大了。一旦这一切变得清晰和稳定,医疗保健制造业的自动化需求可能会在未来十年缓解。
颠覆性技术
重要的是,我们不能把我们对未来10年的想法局限在我们现在看到的情况下,在工厂里或工厂里可能会发生或不会发生什么。
制造业正在通过互联网(IOT)重新发明,其中服务允许在互联网上与“智能对象”交互,并且物理对象可以成为业务流程中的活动参与者,考虑到安全和隐私问题。
互联网对我们的购物方式产生了巨大的影响。随着我们越来越多的采购由自动订单履行系统处理,零售店员属于入门级工作,这些工作将被机电一体化技术人员所取代。我最近在一个工程博览会上担任评委,获奖作品是一个自动药物分配系统,由一个高中就业中心团队使用打印部件和两个PLC设计和建造。他们的市场调查显示,对疗养院等地方的这些自动化设备很感兴趣。
这些孩子对制造业和供应链的期望将与我们的期望大不相同。他们是伴随着物联网成长起来的,他们相信几乎任何他们可能需要的东西都可以送到或打印到他们所在的地方。我们可能会在集中式制造工厂看到更多的自动化,他们可能会看到自动化正在消费者的安乐椅上使用。现实可能是两者的结合。
医疗保健制造商的自动化的未来是巨大的,无论是在历史上思考它的方式,并以我们尚未想到的方式。如果医疗保健制造商有点落后,则可能是有效和可解释的原因,有效和可解释的解决方案。识别这些解决方案将是一些优先事项。可能有些人弥补,但除此之外,还有新的机会将影响我们所有人,因为景观的变化是由计算机,互联网,加性制造,纳米制造,协作机器人和的物联网。在此,10周年医疗包装杂志,我预测未来10年比过去10年更有趣,自动化将在我们期望的地方和我们没有的地方出现。
基思·坎贝尔(Keith@CampbellManagementServices.net)一直是40年来制造自动化的意见。他与Hershey公司合作了28年,并为众多角色提供了更广泛的行业,包括ISA的食品和制药行业Div。,作为OMAC包装工作组的创始总监和后来的执行主任,最初称为OMAC用于包装工作组的动作。自从Hershey退休以来,他曾致力于定义和促进现任工人,高中,社区学院和大学生的机电一体化教育。他参与青少年科学,技术,工程和数学(Stew)计划,是PMMI机电一体化认证计划的积极支持者和贡献者。在过去的10年里,他已经撰写了ondtheedblog.com并为峰会媒体集团做出了贡献包装世界,自动化世界现在医疗包装。
坎贝尔与首脑会议合作,即将发布制造业劳动力开发比赛,以突出探明策略和解决方案来解决美国制造业劳动力危机。
定义:
过程控制:一种处理在某个期望范围内保持物理参数的工程学科。典型的应用是控制蒸汽阀以使血管保持在一些恒定温度下。
自动化:以安全可预测的方式处理维持操作序列的工程学科。典型的应用是通过机械手段拾取组件和将该部件的放置成箱子。
综合制造:互连生产过程的各种部分,通常通过数字网络和计算机,允许在机器和过程之间共享操作状态和参数,以及与运营商之间的参数。
机电一体化:电气,机械,控制和计算机工程协同整合,使有用的产品。此外,一个与机械,电气,控制和计算机工程结合的设计过程,以整合机械和设施。
流程制造业:与长期的24/7生产相关的制造分支通常涉及材料的化学状态的变化。过程制造经常依赖于在控制室环境中使用大型分布式控制系统的过程控制策略来控制生产参数并保持效率。转换相对不常见
离散制造:制造业的一个分支,与生产分立部件或组件相关,通常通过材料的去除或添加、弯曲或装配来进行机械改造。离散制造在很大程度上依赖于使用数控控制器和plc来执行重复功能的单个机器或机器组的顺序控制。更换可能是频繁的,产品周期小到一个部件。
混合制造业:与批量或处理操作连续移动的操作相关的制造分支;可以通过一些物理转换,例如挤出,并且经常在连续包装和聚集中结束。混合制造依赖于仪器,运动和PLC控制的组合,这些控制通常与监控系统集成,以使连续流动从操作到操作。转换处理处于中频。
根据作者完成的一项研究,美国每年5万亿美元的制造业产出几乎平分给过程型、离散型和混合型制造商。