Tillverkare av läkemedel och medicinsk utrustning är under press och behöver kreativa lösningar som kan förbättra effektiviteten och kvaliteten i sina verksamheter, kontrollera kostnader och snabba på forskning och utveckling av nya produkter, samtidigt som man behöver hantera den brist på kvalificerad personal världen över som kan utföra dessa uppgifter. Automation kan bidra till att överkomma dessa utmaningar och förbättra säkerheten för personalen där robotar kan genomföra repetitiva uppgifter upp till 50 procent snabbare än nuvarande manuella processer, vilket ökar produktiviteten och ger skicklig produktions-, medicinsk-, och labbpersonal möjlighet att ta sig an mer värdefulla uppgifter.
Noggranna, snabba, flexibla, outtröttliga och kapabla till att jobba 24 timmar om dygnet. Robotar är väl anpassade för repetitiva uppgifter samtidigt som de också är tillräckligt flexibla för att kunna växla mellan jobb vid behov. Nya teknologiska framsteg har tagit robotar en lång väg från sina stora, tunga föregångare som främst var utformade för bilindustrin. Idag kräver robotar mindre yta, är mer flexibla och har integrerat seende och finns tillgängliga i hygieniska, lättvättade modeller.
SCARA-robotar är ett bra exempel. Med möjlighet att monteras på bord och med ett litet krav på fysisk yta passar SCARA-robotar väl in på små ytor som är typiska för tillverkningslokaler för läkemedelsföretag. Oavsett om de hanterar tabletter, provrör eller kanyler är SCARA-robotar snabba och noggranna vid utförande av punkt-till-punkt-rörelser som plockning och placering eller transport och hantering av delar.
Utvecklingen av kollaborativa tekniker innebär att robotar också blir allt bättre lämpade för laboratorier och medicinska lokaler då de inte kräver några skyddsstaket för att kunna jobba säkert och effektivt bredvid människor. Samarbete möjliggör för människor och robotar att arbeta säkert tillsammans för maximal flexibilitet och effektivitet, dela samma arbetsytor och även samarbeta på samma uppgifter, utan att riskera snabbheten och säkerheten.
Tillämpningar för laboratorier och sjukvård
Moderna robotar hittas inte bara i tillverkningsmiljöer eller logistikcentra. De har successivt blivit integrerade som komponenter i medicintekniska produkter i labbmiljöer, och stöttar allt från forskning och utveckling i läkemedelsindustrin eller på universitet, till testning i medicinska lokaler. Dagens robotar kan utföra flera uppgifter, är enkla att programmera och kan till och med hantera annan labbutrustning.
När det kommer till generellt labbarbete kan ABB:s kollaborativa robot YuMi® integreras i en enhet för att ta sig an en lång rad repetitiva, känsliga och tidskrävande labbuppgifter såsom dosering, blandning och pipettering, förpackning av sterila instrument och i- och urladdning av centrifuger. Enheter som integreras med robotar har också möjlighet att stötta temperaturkontrollerade processer genom att automatiskt ställa in och ta bort prover till och från särskilda ugnar för att säkerställa att de inkuberas under rätta förhållanden.
YuMi är den snabbaste helt kollaborativa roboten på marknaden i dagsläget, men den är också helt säker. Med vadderade armar, krocksensorer och utan klämytor kan YuMi arbeta säkert bredvid sina mänskliga kollegor i relativt ostrukturerade miljöer utan behov av extra säkerhetsåtgärder såsom staket. Detta gör det möjligt för den att ta sig an en rad repetitiva uppgifter, även när det kräver mänsklig fingerfärdighet eller ändras med kort varsel. Till exempel kan YuMi stötta processuppgifter såsom underhåll av enheter, insamling och förvaring, transport av prover och sortering jämte mänsklig labbpersonal.
I en noterbar tillämpning av forskare från European Institute of Oncology har en YuMi® blivit integrerad för att hjälpa personalen att hantera förberedelser inför en immunprocess som används för att kvantifiera virusantikroppar. Analysförberedelsen är extremt tidskrävande och har tidigare krävt att labbpersonalen fått utföra flera repetitiva uppgifter såsom tvätt av brunnplattor, och YuMi har framgångsrikt tagit över tvättprocessen.
Samtidigt använder Copan Diagnostics i USA YuMi-baserade HEPA-filtrerade arbetsstationer för biosäkerhet för att hantera vävnader, ben och prov på sterila vätskor, såväl som transport av traditionella vattpinnar och blodkulturer. Efter att forskaren skannar streckkoden presenterar roboten automatiskt en sekvens av plattor och material för provinokulering. Roboten strimmar sedan plattorna och överför dem till ett system som slutför transportprocessen.
”Untouched by human hands”
Den ökade kapaciteten för robotar att överta en allt större grad av uppgifter i tillverkningsprocessen, från labbtestning och produktutveckling till tillverkning och därefter sortering och plockning av färdigställda produkter för packning och leverans, kan hjälpa till att göra mantrat ”untouched by human hands” till en verklighet.
Föroreningsincidenter och efterföljande produktåterkallelser kan vara förödande för ett företags anseende. Strikt lagstiftning lägger därför stor vikt på spårbarhet som ett sätt att bekämpa förfalskning av läkemedel och medicintekniska produkter.
Automatiserade system ger ett idealt sätt att minska risker för mänskliga misstag, förfalskning eller manipulering. Till exempel så kan robotar med integrerat seende nu skanna förpackningars streckkoder som innehåller all spårnings- och transaktionsinformation för produkterna. Denna information möjliggör för ledningssystem att förhindra att förfalskade ingredienser används i en produktionsprocess eller att förorenade produkter distribueras till försäljare eller konsumenter.
Säkerhet på jobbet
Säkerhet är helt kritiskt i alla sjukvårdsmiljöer som vid tillverkningslinor för medicinsk utrustning, i labb och i sjukhus. För att minska personalens exponering för skadliga substanser och biofarliga material kan robotar ta över repetitiva och ansträngande uppgifter för att förbättra säkerheten för medarbetarna.
Till exempel har en ledande enzymtillverkare framgångsrikt använt två RobotFillers från Feige GmbH för att lasta sina produkter i trummor. Ångor från enzymerna kan påverka operatörerna och området som fanns tillgängligt för fyllning av produkterna var så trångt att traditionell fyllningsteknik inte kunde installeras. Hela fyllningsprocessen behövde automatiseras och begränsas till en liten yta.
Den centrala komponenten i varje fyllningsenhet är en ABB IRB 660 4-axlig robot med lastkapacitet på 180 kilo. RobotFiller börjar arbeta uppifrån med pallen så fort pallen står i position. IRB 660 går igenom de uträknade koordinaterna och räknar ut positionerna för varje trumma. Den fastställer därefter höjden på pallen och använder en fyllnadsventil för att fylla varje behållare. När fyllningen är slutförd byter IRB 660 fyllningsventilen till en skruvenhet och fixerar den med ett tätningslock av metall.
Blicken på packning
Visionsystem utökar också användningen av robotar inom andra områden av produktion och packning av läkemedel. Som ett exempel har ett amerikanskt läkemedelsföretag nyligen installerat en speciell version av en Flexa Cartoning-maskin, som är byggd kring två IRB 340-robotar från ABB. Cellen är designad och installerad av Industria Macchine Automatche i Italien och förlitar sig på synbaserad teknik baserad på visionshårdvara från Cognex för att plocka droppflaskor från ett bälte där de kommer i oordning. Cellen överträffar enkelt kundens målhastighet på 150 delar i minuten. Den ger också möjligheten att byta ut plockhuvudet för att hantera en stor rad liknande produkter.
I takt med att e-handeln växer möjliggör automationslösningar allt mer kostnadseffektiv logistik för läkemedelsindustrin. Sveriges största onlineapotek, Apotea, levererar över 170 000 paket till kunder varje vecka och har sett sin produktivitet öka med 30 procent sedan man installerade tre IRB 4600-robotar för att sortera 35 000 paket varje dag till utvalda burar för distribution.
Nästa steg
Enligt interna ABB-undersökningar beräknas den globala marknaden nå nästan 60 000 icke-kirurgiska robotar år 2025, vilket är en fyrfaldig ökning sedan 2018.
I oktober 2019 öppnade ABB ett nytt forskningscenter vid Texas Medical Center (TMC) i USA för att arbeta sida vid sida med de skarpaste hjärnorna inom akademi, forskning och medicin för att driva fram nya robot- och automationskoncept för sjukhus och medicinska anläggningar, labb, läkemedelsindustrin och tillverkare av medicintekniska produkter. TMC är den största medicinska hubben i världen och behandlar 10 miljoner patienter varje år och går i spetsen för innovation inom livsvetenskap.
”När robotar nu finns tillgängliga i ett växande antal, anpassade efter hygieniska förutsättningar, och har möjlighet att hantera en lång rad uppgifter är robotautomation nu redo att göra produktion, testning och R&D mer effektiv och produktiv över hela sjukvårds- och läkemedelsindustrin”, säger Marc Segura, ABB:s chef för Consumer Segments & Service Robotics. ”ABB-teamet i vårt forskningscenter för sjukvård i Houston undersöker nya applikationer och stöttar utvecklingen av banbrytande robotiklösningar med våra partners. Vårt mål är att minska antalet manuella procedurer som behöver utföras av människor och förbättra kostnaden och noggrannheten för labbarbete, vilket kommer att förbättra patientnöjdheten, och i förlängningen även patientsäkerheten.”
De prototyptekniker som visats upp av ABB vid sjukvårdsforskningshubben sedan dess öppning har innefattat YuMi®-robotar som kan ge stöd vid centrifugunderhåll och hanteringssystem för provrör och en IRB 1200-robot som kan sköta överföring av vätskor i en pipetteringsapplikation.
Ett annat prototypkoncept som är under utveckling för sjukvårdsrobotar från ABB är den tvåarmade YuMi®-roboten. Den är designad för att ge stöd till medicinsk- och labbpersonal i labb- och logistikuppgifter i sjukhus och den kan känna av och navigera sig kring människor i samarbete autonomt medan den lär sig att hitta olika vägar från en plats till en annan. Den ger möjlighet att ta sig an en stor rad repetitiva och tidskrävande aktiviteter som förberedning av mediciner, på- och avlastning av medicinsk utrustning, pipettering, hantering av vätskor samt upplockning och sortering av provrör.
Den mobila YuMi-roboten kan också utvecklas för att användas i sjukhus för ett stort spann av logistiska roller, inklusive utdelning av mediciner, transport av dessa till platser där de behövs i sjukhus, leverans av medicinska förnödenheter till sjukhuspersonal och sänglinnen direkt till patienters rum.
Alla prototypaktiviteter är fokuserade på framtida teknik som tillämpas för vanliga medicinska labbuppgifter som robotautomation kan ge stöd till genom att kombinera konsekvent prestanda med en flexibilitetsnivå och kontinuerlig drift som kan öka kapaciteten och kvaliteten samtidigt som kostnaderna minskar. Då de är prototyper är de inte medicintekniska produkter och är inte tillgängliga för försäljning ännu.
Även fast YuMi och andra robotkomponenter från ABB har stor potential för medicinska tillämpningar behöver varje medicinteknisk produkt genomgå en omfattande design- och testningsprocess för att utvärdera om produkten på ett säkert sätt kan utföra sina avsedda uppgifter för varje unik medicinsk applikation innan de kommersialiseras. Det är tillverkarna av medicintekniska produkter som ensamma ansvarar för att följa alla tillämpliga lagar, standarder och riktlinjer.
ABB (ABBN: SIX Swiss Ex) är ett ledande globalt teknikbolag som driver omställningen av samhälle och industri för att uppnå en mer produktiv och hållbar framtid. Genom banbrytande ingenjörskonst där mjukvara kopplas samman med produkter inom electrification, robotics, automation och motion skapar ABB lösningar som driver teknikens möjligheter till nya höjder. ABB:s framgångar bygger på en lång historia av tekniskt ledarskap som sträcker sig mer än 130 år tillbaka i tiden och drivs framåt av runt 110 000 skickliga medarbetare i fler än 100 länder. www.abb.com
ABB Robotics & Discrete Automation är en pionjär inom robotik, maskinautomation och digitala tjänster som erbjuder innovativa lösningar för en mängd olika branscher från fordon och elektronik till logistik. Som en av världens ledande leverantörer av robotar och maskinautomation har vi levererat över 400 000 robotlösningar. Vi hjälper våra kunder i alla storlekar att förbättra sin produktivitet, flexibilitet och effektivitet samt att förbättra produktkvaliteten. Vi stöttar deras övergång mot den uppkopplade och samarbetande framtidsfabriken. ABB Robotics & Discrete Automation har över 10 000 medarbetare på över 100 platser i över 53 länder. www.abb.com/robotics
Att notera: Detta är en svensk översättning av ABB:s engelska pressmeddelande daterat 28 juli 2020, vilket kan läsas i sin helhet på abb.com/robotics. Om tolkningsfrågor uppstår gäller det engelska pressmeddelandet.
