ロボットが医療機器の生産を再構築し、効率を向上

15
7 月

ロボットは医療機器製造に革命をもたらしています

• 投稿者:ブライアン マクモリス
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リース アームストロング氏は、医療製造業がインダストリー 4.0 にどのように対応してきたか、またこの分野でロボットとオートメーションが最も大きな影響を与えているのはどこであるかを考察します。

「未来の工場」という言葉は何年も前からよく使われていますが、これは何を意味するのでしょうか?私たちは少し前に産業革命の第 4 の時代であるインダストリー 4.0 に入り、メーカーはインダストリー 4.0 が包含するデジタル テクノロジーの範囲を模索してきました。

工業生産で使用される最大のテクノロジーの 1 つはロボット工学です。ヨーロッパは産業用ロボットの販売において 2 番目に大きな市場を占めており、2016 年にはこのテクノロジーを使用して販売された台数が 12% 増加しました。

医療製造業界におけるロボットの普及を測ることは困難ですが、医療機器を含むエレクトロニクス業界へのロボットの売上が 2013 年以来大幅に増加していることは数字で示されています (1)。

その理由は?ロボティクスはメーカーに生産ラインを合理化する方法を提供し、生産性の向上とワークフローの最適化に役立ちます。医療製造においては、組み立てから検査、梱包に至るまで、生産ライン全体でロボットが使用されています。厳しい規制のため、デバイスメーカーは、同じ厳しい条件下でダウンタイムをほとんど発生させずに同じ製品を再生産するというプレッシャーにさらされています。イノベーションのペースに追いつくために、医療メーカーは新製品の開発が必要になったときに製造ラインを変更できる必要があります。ロボティクスとオートメーションは、効率とワークフローを促進するモジュール式システムをメーカーに提供します。モーション コントロール システムは、生産ラインでの医療機器の組み立てと柔軟な作業スペースでの移動を支援します。一方、制御センシングおよびビジョン誘導システムは、メーカーがデバイスをピックアンドプレイスするだけでなく、バーコードをスキャンして検証することで製品の安全性を確保するのに役立ちます (2)。

たとえば、Kuka の KR Agilus 6 軸ロボットを考えてみましょう。限られたスペースでの高速作業向けに設計された Agilus は、床、天井、または壁に設置できるため、メーカーはサイクル タイムを短縮し、生産品質を向上させながら作業スペースを最大限に活用できます。 Agilus は、クリーンルームなどのさまざまな分野で使用されるため、潤滑剤を交換する必要がなく、継続的な生産性を確保することを目指しています。

人間とロボットのコラボレーションの領域を見据えて、Festo は自己学習システムと人工知能 (AI) およびロボットベースの自動化を組み合わせたワークステーションを設計しました。同社の BionicWorkplace を使用すると、完全にカスタマイズ可能なワークスペースで人間がバイオニック ロボット アームと一緒に作業できるようになります。作業者は、疲れる作業や危険な作業から解放されるさまざまなシステムや周辺機器を通じてサポートされています。人間の要素を完全に置き換える他のロボット システムとは異なり、BionicWorkplace は人間の労働者を置き換えることができない業界向けに作られています。システムは、そのベースから開始されるすべてのアクションから学習することができ、本番環境で一貫性を保つようにそれ自体を最適化できます。さらに良いことに、システムのプロセスとスキルを他の BionicWorkplace に移すことができ、将来的には複数のシステムをグローバル ネットワークに統合し、機械によって自律的に注文と実行が可能になると Festo は予想しています。

一部の医療機器メーカーでは、無菌性が重要な考慮事項となる場合があります。三菱電機のライフ サイエンス担当ビジネス マネージャーであるニール ウェルチ氏は次のように説明しています。「オートメーションは常に大量生産の使い捨て医療機器の製造やサンプルの大量処理に適しています。その理由は主に 2 つあります。1 つはスピードと再現性のため、もう 1 つはクリーンな生産環境または処理環境では人間の存在が最大の汚染リスクの 1 つを引き起こすためです。」

ダービーを拠点とする Riverside Medical Packaging は、ロボット工学を使用して生産性を向上させています。同社は、Shawpak 熱成形シール機の開発を支援するために三菱電機に依頼しました。

この機械はクリーンルーム環境向けに設計されており、革新的な成形、梱包、密封プロセスを採用しており、リニアコンベアシステムではなくドラム上で実行されるようになりました。生産上の利点は、機械がわずか 1.5 メートルの高さから開始され、占有面積が 2 平方メートル未満であるという事実から生まれます。これは、従来のフォーム フィル シーリング (FFS) 機械と比較して最大 95% の削減に相当します (3)。

Riverside Medical 社の技術マネージャー、Ivor Rowe 氏は次のように述べています。「同等の FFS 機械は、包装プロセスの要件に応じて長さが 7 ～ 20 メートルになり、最大 40 平方メートルの作業スペースを占有します。その結果、クリーンルームの所定のスペースに、Shawpak 設計の 6 倍以上の包装機械を設置できるようになり、生産性とスループットの両方が向上します。」

ここイギリスでは、メーカーはロボットシステムの導入に消極的のようです。昨年の政府報告書では、英国が製造業の国際的な競争相手に遅れをとっていることが示された。 Made Smarter Review によると、英国には従業員 10,000 人当たりロボットが 33 台しかありません。これを米国の 93、ドイツの 170 と比較すると、なぜ英国が生産性の点で他国を下回っているのかが簡単にわかります(4)。

実際、Protolabs (5) が英国の製造業の経営上の上級意思決定者 301 人を対象に行った調査では、自動化が組織のビジネス モデルにそれほど大きな影響を与えていないことが示されています。調査によると、回答者の 15% は自社の製造サービスでは自動化が導入されていないと回答し、10 人に 1 人 (9.7%) は今後 5 年間に自社のビジネスで自動化がまったく増加しないか、わずか (15%) しか増加しないと予想しています。この統計は、特に製造業者に利益をもたらすために行われている技術の進歩を考慮すると憂慮すべきものです。

元の記事のリンク:https://www.medical Plasticsnews.com/news/opinion/how-robots-are-revolutionising-medical-device-manufacturing/

包装機上の三菱電機のロボット アーム。シールの準備ができたブリスター パックにデバイスを挿入します。   [出典:三菱電機ヨーロッパ B.V.]