高度なシミュレーションを使用して、温度に敏感な医療製品の有効期間を延長

厳しい要件への準拠

新型コロナの世界的流行は、ワクチンが命を救うことを示しました。血液や血漿の輸血、生体試料の検査や研究も人の命を救います。しかし、保管と輸送が適切になされなければ、これらによって命を救うことはできません。

医療用の冷蔵は不可欠であり、B Medical Systemsは冷蔵機器のエンドツーエンドのソリューションを提供しています。同社の製品は、欧州連合の医療機器規則 (EU MDR) および世界保健機関の医療機材品質認証 (WHO PQS) プロセスに準拠していることが認定されています。これらには、ワクチン用冷蔵庫と冷凍庫、血液センター用冷蔵庫、実験室用冷蔵庫と冷凍庫、血漿用冷凍庫、コンタクト冷凍機、超低温冷凍庫、および温度に敏感な医療製品や試料を安全に保管および輸送するための途切れることのないコールド・チェーンを確保する輸送システムが含まれます。

B Medical Systemsは、厳しい認証要件を満たす最高レベルの品質と信頼性を備えた製品を製造しています。

B Medical Systemsは認証要件に応えるため、Simcenter™ Amesim™ソフトウェアを使用して、設計エンジニアが製品の性能を仮想的に評価および最適化できるシステム・シミュレーションを作成しています。Simcenter Amesimはソフトウェア、ハードウェア、サービスのビジネスプラットフォームであるSiemens Xceleratorに含まれています。

Simcenter Amesimを使用して低温を保つ

効果的な冷却のためには、コンプレッサーのオイルへの冷媒の吸収性を理解し、管理することが重要です。B Medical SystemsのエンジニアはSimcenter Amesimを使用して、時間と温度に応じて装置の電荷を減少させた場合の影響をシミュレーションしました。これにより、保管されている製品の保護に必要な温度を常に維持する、冷蔵装置の自律システムなどの設計を完成させることができます。

B Medical Systemsのシミュレーション・エンジニアであるDaniel Pires氏は、こうした複雑なモデルの作成にあたって、Simcenterのエンジニアリングおよびコンサルティング・サービスのサポートが重要だったと述べています。「可能かどうかわからなかったなかで、当社の設計課題を説明すると、シーメンスデジタルインダストリーズソフトウェアの担当者がSimcenter Amesimでシミュレーションする方法を見せてくれました。特定の条件や、さまざまな気温で何が起こるかをお客様に正確に示せるため、当社の製品とコールド・チェーンを保護する能力を完全に信頼していただくことができます。」

部品を最適化する

B Medical Systemsで冷却技術および試験の責任者を務めるVittorio Iormetti氏は、同社が直面している最大の課題の1つは、部品サプライヤーからのリードタイムだと語りました。「これがプロジェクトの全体的なスケジュールに影響を与え、最終的には製品の発売を遅らせかねません。」

つまり、製品開発を軌道に乗せるにはシミュレーションが不可欠なのです。Pires氏は次のように述べています。「製品の開発と改善を行う際には、さまざまな部品をテストして、それらが全体的な性能にどのように影響するかを確認する必要があります。どの部品のリードタイムが短いかわかっていますし、サプライヤーからパラメーターを入手できるので、Simcenter Amesimでシミュレーションして、性能が向上するかどうか、また、それに対応するために変更すべきものがあるかどうかを確認できます。」

時間と費用を削減する

リソースの計画と割り当ては、同社が直面しているもう1つの大きな課題です。Iormetti氏は、次のように話しています。「開発、テスト、品質保証のすべてに膨大なエンジニアリング時間が費やされます。品質に妥協するわけにはいきませんが、Simcenter Amesimを使用することで、テストを合理化し、他のプロジェクトのためにリソースを解放することができます。実試作の作成準備が整ったときには、最適な設計にかなり近づいているため、時間を大幅に節約できます。」

Pires氏は、「Simcenter Amesimほど優れた製品は見つりません。Simcenter Amesimのおかげで、通常数か月かかる実試作によるテストと同じ量のテストを1か月で実施できます。また、テストを実施するための部屋が何百も必要ないため、スペースを大幅に節約できます。今では、テストをどこで実施するかを心配することなく、好きなだけ仮想テストを実施できます。」と言います。

Simcenter Amesimの使用によって、開発とテストの時間を最大80%短縮できます。

シミュレーションの価値を実証

Pires氏はまた、同社にとって重要なメリットとしてSimcenter Amesimの使いやすさを挙げています。「数年前に誰かが作業したプロジェクト・ファイルをSimcenter Amesimで開くと、わずか数分ですべてを理解できます。その後、変更を加えてからシミュレーションし、設計チームの新しい開発に役立てることができます。すべてがわずか2、3時間で完了します。古いバージョンで作成された場合でも、問題なく機能します。Simcenter Amesimは、非常に堅牢で信頼性が高いソフトウェアです。」

Pires氏は、システム・シミュレーションのスピードが、価値を証明するためにいかに重要であるかを強調しました。「詳細なCFDモデルの作成に数週間から数か月かかる場合、経営陣はシミュレーションに価値を見いだせません。既存のテストベースのやり方から変更する理由が見当たらないのです。システム・シミュレーションで1週間以内にすべて完了できることを示せば、会社はもっと投資したいと考えるようになります。」

Pires氏の次の目標は、機械 (CAD) 設計チームがシミュレーションの専門家にならなくてもソフトウェアを活用できるようなシミュレーション・モデルを作成することです。「シミュレーションの作成を私に依頼し続ける必要があるとしたら、すべてが停滞してしまいます。しかし、Simcenter Amesimを使用すれば、機械設計チームが私の助けを借りずにパラメーターを簡単に調整できるモデルを私が作成でき、彼ら自身で結果をすぐに確認できます。」とPires氏は説明します。

Iormetti氏は次のように言います。「これは、われわれの将来的な成功に不可欠です。当社はワクチンのコールド・チェーン製品のリーダーですが、その地位を維持するためには革新し続ける必要があります。常に新しい規格を満たし、新しいデバイスを開発しなければなりません。

最短時間で最高の設計を作成するには、エンジニアリング時間を最適化する必要があります。これを可能にするのに、Simcenter Amesimの精度と使いやすさが大きな役割を果たしています。」