Роботизация фармацевтики: как мы автоматизировали упаковку и маркировку лекарственных препаратов и вывели линию на 99,9% точности

Почему упаковка и маркировка - самые уязвимые участки фармпроизводства

Упаковочная линия - это место, где сходятся все потоки: блистеры, пачки, инструкции, групповые короба, транспортная тара. На большинстве предприятий этот участок до сих пор обслуживается вручную. В чистом помещении работают 10-15 человек, которые часами выполняют монотонные операции: вложить блистер в пачку, проверить дату, уложить пачку в короб. Утомление наступает быстро, а с ним приходят ошибки.

Параллельно ужесточаются требования. Обязательная сериализация и агрегация кодов, введённые в России, требуют, чтобы каждая пачка имела уникальный DataMatrix-код, а каждый короб - агрегированный код, связывающий все пачки внутри. Ручная агрегация - это всегда риск: один неотсканированный код, и вся партия может быть забракована при приёмке дистрибьютором.

Добавим к этому кадровую проблему. Работа в чистых помещениях требует переодевания, соблюдения гигиенических протоколов, ограничений по косметике и украшениям. Найти и удержать персонал на таких условиях всё сложнее. Роботизация упаковки и маркировки перестаёт быть просто способом сократить издержки - она становится гарантией того, что предприятие вообще сможет поддерживать стабильный выпуск продукции.

Специфика роботизации фармацевтических производств

Фармацевтика предъявляет к роботизированным системам требования, которых нет ни в одной другой отрасли. Перечислим ключевые.

• Валидация. Любое оборудование, установленное на фармпроизводстве, должно пройти квалификацию: монтажа, функционирования и эксплуатационную. Роботизированная ячейка здесь - не исключение. Мы с первого дня проектируем систему так, чтобы заказчик мог без проблем пройти все этапы: разрабатываем спецификацию требований, функциональную спецификацию, протоколы испытаний. Каждое действие робота должно быть воспроизводимым и документируемым.

• Материалы исполнения. Все элементы, контактирующие с продуктом или находящиеся в непосредственной близости, изготавливаются из нержавеющей стали с полированными поверхностями. Никаких зазоров, в которых могла бы скапливаться пыль или остатки продукта. Оборудование должно выдерживать обработку дезинфицирующими средствами и, в ряде случаев, парами перекиси водорода.

• Чистые помещения. Роботы, в отличие от людей, не выделяют частицы с кожи и одежды, им не нужны перчатки, маски и бахилы. Это снижает нагрузку на системы вентиляции и кондиционирования. Кроме того, робот работает с одинаковой скоростью и точностью что в первую смену, что в четвёртую, не устаёт и не ошибается.

• Защита от перекрёстной контаминации. При работе с высокоактивными или токсичными субстанциями роботы устанавливаются в изоляторы, а оператор управляет ими дистанционно. На линиях упаковки, где контаминация менее критична, мы используем выделенные захваты для разных дозировок и барьерные решения.

• Интеграция с Track & Trace. Робот - это не просто исполнительный механизм, а полноценный элемент системы прослеживаемости. Каждая манипуляция с пачкой фиксируется: захват пачки - сканирование DataMatrix-кода - укладка в короб - агрегация. Если код не читается или не соответствует ожидаемому, робот автоматически отправляет пачку на ручную перепроверку, не прерывая основной поток.

Типовые решения для упаковки, фасовки и маркировки

В зависимости от архитектуры линии мы используем комбинации нескольких классов роботов и систем технического зрения.

• Промышленные манипуляторы. Это основа скоростной укладки. Один или несколько роботов устанавливаются над конвейером и синхронно забирают блистеры с движущейся ленты, распределяя их по пачкам. Скорость работы - до 120 циклов в минуту на машину. Корпуса из нержавеющей стали, защита IP65 позволяют эксплуатировать их в чистых помещениях без дополнительных кожухов.

• SCARA-роботы. Когда пачки с блистерами промаркированы, их нужно сгруппировать и уложить в групповой короб. Здесь важна не столько скорость, сколько точность позиционирования и компактность. SCARA занимают минимум места, легко встраиваются в существующую линию и обеспечивают аккуратную укладку без повреждения пачек.

• Коллаборативные манипуляторы. На финишном участке паллетирования мы часто применяем коботов: они работают без ограждений, бок о бок с операторами, и автоматически останавливаются при появлении человека в рабочей зоне. Это экономит площадь и упрощает интеграцию в цех.

• Системы технического зрения. Мы устанавливаем их на трёх контрольных точках: после выхода блистера с термоформера, после укладки в пачку, после укладки в короб. Камеры высокого разрешения с алгоритмами машинного обучения выявляют дефекты, которые человек мог бы пропустить из-за усталости.

• AMR. Автономные мобильные роботы доставляют пустую тару и увозят готовые паллеты на склад. Маршруты синхронизированы с ритмом линии через общую систему управления, что исключает простои из-за нехватки упаковочных материалов.

Кейс: автоматизация линии упаковки и маркировки твёрдых лекарственных форм

Расскажем о проекте, который мы реализовали для фармацевтического производителя. Все цифры реальные, но название компании и бренды оборудования не раскрываем.

Исходная ситуация: 

Линия упаковки блистеров с таблетками проектной мощностью 250 штук в минуту фактически работала на 190-200 из-за узкого места на участке ручной укладки и маркировки. Двенадцать операторов в две смены вручную вкладывали блистеры в пачки, проверяли маркировку и укладывали пачки в групповые короба. Пересорт блистеров с разной дозировкой случался регулярно - не менее трёх-четырёх инцидентов за смену. Агрегация DataMatrix-кодов в короб выполнялась ручным сканером, и периодически часть кодов не попадала в отчёт, что приводило к отбраковке целых коробов при приёмке дистрибьютором. OEE линии держался на уровне 70%, текучесть персонала - 35% в год.

Задача заказчика:

Автоматизировать участок от подачи блистеров до выхода промаркированных групповых коробов. Цели: поднять OEE до 90% и выше, сократить персонал, обеспечить 100% верификацию маркировки и корректную агрегацию кодов, гарантировать требованиям Track & Trace.

Наше решение:

Мы спроектировали линию, которая объединяет промышленный манипулятор, SCARA-робота, коллаборативного робота и три контрольные точки технического зрения.

На позиции укладки блистеров в пачки установлен промышленный манипулятор в фармацевтическом исполнении. Он захватывает блистеры с конвейера и укладывает их в пачки со скоростью 110 штук в минуту. Захват вакуумного типа с мягкими силиконовыми насадками исключает повреждение блистеров. Встроенная камера технического зрения перед каждым захватом проверяет целостность блистера и соответствие дозировки. При несовпадении блистер отбраковывается в отдельный бокс, а робот берёт следующий. Вторая камера, расположенная сразу после позиции укладки, проверяет наличие и читаемость DataMatrix-кода на каждой пачке. Код верифицируется по базе данных сериализации. Пачки с нечитаемым или некорректным кодом отводятся на ручную перепроверку.

Промаркированные пачки поступают на позицию групповой упаковки. Здесь SCARA-робот забирает пачки и укладывает их в короб, одновременно сканируя код каждой. По мере заполнения короба система формирует агрегированный код, который наносится на короб и передаётся в систему Track & Trace заказчика. Если по какой-то причине код пачки не считался, SCARA-робот приостанавливает укладку и ждёт, пока оператор вручную отсканирует проблемную единицу.

Готовые короба по конвейеру поступают на участок паллетирования, где коллаборативный робот укладывает их на паллету по заданной схеме с чередованием слоёв и прокладочными листами. Вся линия синхронизирована через единый контроллер, обменивающийся данными.

Ход внедрения:

Мы начали с детального аудита и построения цифровой модели линии, на которой протестировали все режимы и возможные сценарии сбоев. Монтаж оборудования проводился в действующем чистом помещении без остановки основного производства: новые узлы устанавливались в часы плановой санитарной обработки и стыковались с существующей линией поэтапно. После пусконаладки мы провели полный цикл валидации и обучили операторов.

Результаты:

• Производительность линии выросла со 190 до 240 блистеров в минуту. Дальнейший рост ограничен производительностью термоформера, а не роботов.

• OEE поднялся с 70% до 93%.

• Количество персонала на участке сократилось с 12 до 3 операторов.

• Пересорт блистеров снижен до нуля.

• Точность маркировки и агрегации составляет 99,9%.

• Срок окупаемости проекта - 18 месяцев.

Преимущества нашего подхода

• Проектируем под ключ. От выбора материалов до подготовки валидационной документации - всё делается с оглядкой на нормативные требования. Заказчик получает не просто робота, а готовую к инспекции систему с полным пакетом документов.

• Обеспечиваем полную интеграцию с Track & Trace. Роботы не просто укладывают продукцию, а являются частью цепочки прослеживаемости. Мы гарантируем корректную агрегацию кодов и передачу данных в систему сериализации.

• Тестируем на реальных образцах. До поставки оборудования мы берём образцы блистеров и пачек заказчика, отрабатываем захваты и проверяем работу камер на стенде. Это исключает сюрпризы на этапе пусконаладки.

• Ведём удалённый мониторинг. После запуска мы продолжаем следить за показателями линии, оперативно реагируем на отклонения и помогаем с профилактическим обслуживанием.

Заключение

Роботизация упаковки и маркировки в фармацевтике - это не просто способ снизить издержки, а стратегический шаг, который гарантирует соответствие ужесточающимся нормативам и защищает репутацию компании. Наш кейс показывает, что даже на участках с жёсткими требованиями Track & Trace можно добиться выдающейся точности и окупаемости менее чем за два года.

Если вы производите лекарственные препараты и хотите гарантировать точность упаковки и маркировки, то инжиниринговое подразделение компании OnlyRobots готово провести аудит линии, а также показать, как роботизация повысит эффективность вашего производства.

Направляйте ваши запросы на почту info@onlyrobots.ru и наши технические специалисты свяжутся с вами для обсуждения деталей.

Вы можете ознакомиться с полным ассортиментом роботов на сайте OnlyRobots.