SHL Medical optimiert mithilfe von Plant Simulation die Fertigungslogistik für Selbstinjektoren durch Prozessautomatisierung
SHL Medical ist ein weltweit führender Anbieter von Lösungen für die Konstruktion, Entwicklung und Fertigung fortgeschrittener Verabreichungsgeräte wie Autoinjektoren, Pen-Injektoren und innovativer Spezialverabreichungssysteme für großvolumige und hochviskose Formulierungen.
Der Einsatz von Plant Simulation erwies sich als effektives Instrument beim Umstieg auf Automatisierung und leitete unsere strategischen Entscheidungen und Investitionen zielgerichtet.
Weltweit hat ein Drittel aller Erwachsenen mehrere chronische Leiden wie etwa Adipositas, Herz-Kreislauf-Erkrankungen und Diabetes. Diese Personen benötigen eine kontinuierliche medizinische Betreuung und Unterstützung. SHL Medical, ein Pionier und globaler Marktführer in der Branche für Selbstinjektionssysteme mit Sitz in Zug, Schweiz, bietet ein breites Spektrum an Autoinjektoren, Pen-Injektoren und Spezialsystemen für großvolumige und hochviskose Formulierungen. Diese Geräte ermöglichen Patienten die sichere und wirksame Selbstverabreichung von Medikamenten. Mit den Selbstmedikationslösungen von SHL Medical können Patienten ihre Lebensqualität erheblich steigern und trotz Krankheit ein hohes Maß an Unabhängigkeit bewahren. Zudem entlastet eine kontrollierte Selbstmedikation das gesamte Gesundheitssystem.
Als globales Unternehmen in einem hart umkämpften Markt widmet sich SHL Medical der Konstruktion, Entwicklung und Fertigung hochwertiger Medizinprodukte. Die Nachfrage am Pharmamarkt wächst stetig und erfordert eine optimale Auslastung der Produktionskapazitäten. Zudem unterliegt die Fertigung von Kombinationsprodukten strengen Vorschriften und verursacht entsprechende Kosten.
Zu diesem Zweck verwendet die für Prozessoptimierung zuständige Abteilung Operations Engineering von SHL Medical Plant Simulation aus dem Tecnomatix®-Portfolio, um Produktionsoptimierungen zu simulieren, ohne die laufende Fertigung zu beeinflussen. Plant Simulation ist eine Lösung von Siemens Digital Industries Software und Teil der Siemens-Xcelerator-Plattform für Software, Hardware und Dienstleistungen.
Bei SHL Medical erhielten Luigi Fumagalli, leitender Simulationsingenieur für Fabrikanlagen, und Yi-Chi Lu, leitender Prozesskonstrukteur, den Auftrag zu ermitteln, ob manuelle oder automatisierte Intralogistik mit ASRS-Integration effizienter sei. Um diese Frage zu klären, nutzten sie Plant Simulation.
„Der Übergang von manuellen Prozessen zur Automatisierung führt zu wesentlichen betrieblichen Änderungen in der Fertigung von Autoinjektoren“, so Fumagalli. „Mithilfe von Plant Simulation analysierten wir Optimierungspotenziale in Produktionseffizienz, Lagerhaltung und Prozessintegration. Unser Ziel: eine vergleichende Analyse mit praxisnahen Erkenntnissen für eine reibungslose Automatisierungsintegration. Dieses Ziel steht im Einklang mit unserem übergeordneten Ziel, unsere Fertigungsleistung in allen strategischen Schlüsselbereichen kontinuierlich zu verbessern. Im Mittelpunkt stand die Optimierung des bestehenden Ansatzes zur Steuerung betrieblicher Prozesse in der Intralogistik für Materialtransport, -lagerung und -kontrolle. Das alleinige Vertrauen auf Handarbeit in der Terminallogistik stößt an Grenzen, vor allem bei großen Mengen und knappen Taktzeiten. So beeinflusst der Buchungsprozess bei Entnahme oder Einlagerung von Teilen direkt die Bestandsführung und die Echtzeiterfassung von Materialengpässen.“
SHL Medical wollte diese Einschränkungen überwinden, indem es mit Plant Simulation zeigte, wie die Automatisierung die Produktivität steigert und den Bestand in der Medizintechnikbranche besser kontrolliert. Das Ziel war ein durchgängig integrierter Prozess, der die Produktionsbereiche für Autoinjektoren nahtlos verknüpft.
Die drei Kernherausforderungen der Automatisierungsanalyse waren Datenqualität, Herstellereinbindung und die Anzahl der Versuche zur Optimierung.
„Neue Anlagenkonstruktionen basieren häufig auf einseitigen Daten existierender Anlagen, was bei abweichenden Parametern wie Maschinendurchsatz zu Ungenauigkeiten führt“, erklärt Fumagalli. „Die Zusammenarbeit mit dem Automatisierungsanlagen-Hersteller erfordert, dass dieser die Betriebsanforderungen des Systems präzise versteht und umsetzt. Missverständnisse führen rasch zu Ineffizienz. Es gilt, Testläufe in der laufenden Produktion zu minimieren, da Unterbrechungen zeit- und kostenaufwendig sind und die Rentabilität beeinträchtigen.
„Der Einsatz von Plant Simulation ermöglichte es uns, diese kritischen Punkte durch die Simulation verschiedener Produktionsparameter anzugehen und somit die Datenbasis für die Neu-Konstruktion einer Fertigungsanlage zu erweitern. Anlagenhersteller erhalten präzise Betriebsvorgaben, um Missverständnisse zu vermeiden und reale Tests in der Produktion durch Simulationsmodelle zu minimieren.“
Das Simulationsmodell von SHL Medical in Plant Simulation fußt auf vier Säulen: detaillierte Anlagendaten und -spezifikationen, präzises Layout der Produktionsumgebung, betriebliche Abläufe in und um die Fertigung sowie Lagerkonzepte und Materialflussstrategien für Produktion und Lagerung.
„Unser Ziel für das Datenmodell war, Platz und Personal in der Intralogistik einzusparen und zugleich die betriebliche Effizienz sowie die Intralogistik selbst zu optimieren“, erklärt Lu. „Je realitätsnäher unser Simulationsmodell, desto verlässlicher dienen unsere Vergleichsanalysen als Basis für fundierte Entscheidungen.“
Nach Eingabe aller Parameter durchlief SHL Medical die gleichen Produktionsstufen wie bei manuellen und automatisierten Fertigungsmodellen, wobei das Zusammenspiel der Produktionsbereiche A und B berücksichtigt wurde. Die manuelle Fertigungsphase benötigte zahlreiche Pufferzonen für Kisten und Paletten, was zu erheblichem Material- und Personalverkehr führte und viel Platz beanspruchte.
Durch den Einsatz des automatisierten Modells in Plant Simulation verknüpfte SHL Medical die Maschinen im Produktionsbereich A mit dem Materialfluss-Automatisierungssystem, was Bediener entbehrlich machte. Das Unternehmen schloss auch Produktionsbereich B an das Automatisierungssystem an, wobei für die letzten Schritte vor der Materialübergabe an andere Bereiche noch etwas manuelle Unterstützung nötig war. Sie verkürzten und optimierten die Fahrwege erheblich, was durch den Wegfall zahlreicher Puffer deutlich Platz einsparte.
Die Nutzung der Plant-Simulation-Analyse hatte vielfältige positive Auswirkungen auf SHL Medical. So nutzte das Unternehmen das Simulationsmodell, um für den Automatisierungsanlagenhersteller präzise Daten aus laufenden Produktionsprozessen zu gewinnen und damit maßgeschneiderte Lösungen für aktuelle Automatisierungsanforderungen zu entwickeln. Vor der Einführung ließ sich der Betrieb des Automatisierungssystems mit existierenden Produktionsdaten zuverlässig simulieren. Dies lieferte frühe Daten zur Beurteilung von Machbarkeit, Leistungsfähigkeit und Stabilität und schuf somit eine solide Entscheidungsgrundlage für die Führungskräfte bei SHL Medical. Die Nutzung der Anlagensimulation lieferte zuverlässige Daten, die es SHL Medical ermöglichten, die notwendigen Anpassungen am pharmazeutischen Produktionssystem und dem neu integrierten Automatisierungssystem vorzunehmen und so die Gesamteffizienz und -effektivität der Fertigung zu verbessern.
Nach Verwendung von Plant Simulation zeigten sich Lu und Fumagalli mit ihrer Analyse zufrieden. „Wir lieferten dem Management belastbare Zahlen zu den Vorteilen der geplanten Automatisierungslösung für die Intralogistik mit ASRS-Integration“, so Fumagalli. „Plant Simulation erwies sich als wertvolles Instrument für die Automatisierung und lenkte unsere strategischen Entscheidungen und Investitionen zielgerichtet.“
„Die Ergebnisse sprechen für sich“, sagt Lu. „Mit Plant Simulation konnten wir den Personalbedarf um 60 Prozent reduzieren, die Lagerbestände um 15 bis 20 Prozent verringern, die Betriebseffizienz um 25 Prozent erhöhen und die Intralogistikleistung um 25 bis 30 Prozent steigern.“
„Optimierte automatische Workflows halfen uns, den Materialfluss zu optimieren, Verzögerungen zu minimieren und die Produktivität zu erhöhen“, sagt Fumagalli. „Zudem gelang es uns, den knappen Lagerraum des ASRS-Systems bestmöglich auszunutzen und die Lagerkapazität zu maximieren. Für uns als Unternehmen in der hart umkämpften Medizintechnikbranche ist der Einsatz von Plant Simulation ein unverzichtbares Werkzeug für strategische Fertigungsentscheidungen.“
Durch den Einsatz von Plant Simulation führte SHL Medical präzise Simulationen durch, die fundierte Entscheidungen ermöglichten und die Vorteile der Automatisierung für optimierte Logistik und Bestandskontrolle von Medizinprodukten verdeutlichten. Die erfolgreiche Umsetzung dieser Simulationsmodelle unterstreicht die Schlüsselrolle fortgeschrittener Tools zur Produktionsoptimierung und zeigt, wie effektive Simulation die Fertigung von Medizinprodukten deutlich verbessern kann.
Für uns als Unternehmen in der hart umkämpften Medizintechnikbranche ist Plant Simulation ein unverzichtbares Instrument für strategische Fertigungsentscheidungen.