SEYMOUR TRI-21: Robotika Presisi Merevolusi Assembly Microneedle

SEYMOUR TRI-21 adalah mesin semi-autonom robotik, yang dibangun oleh SEYMOUR Advanced Technologies (SAT). Ini merakit mikrojaremu yang digunakan dalam bedah mata 400% lebih cepat dari sebelumnya. Dirancang untuk ruang sempit di cleanroom, dan dilengkapi dengan tiga lengan robot enam-axis Meca500, SEYMOUR TRI-21 dapat memasukkan batang 25 mm ke dalam silinder rongga dengan jarak hanya 60 mikrometer. Itu setebal biji garam, atau rambut manusia!

Perusahaan farmasi berencana menambahkan enam mesin SAT tambahan untuk peningkatan throughput 2000% pada akhir tahun 2022.

 

Background

Sebuah perusahaan farmasi oftalmologi telah mengembangkan mikrojaremu untuk digunakan dalam bedah mata. Di industri medis, penting assembly yang lancar dan steril, dan perusahaan ini mengenali kebutuhan akan cara yang lebih efisien untuk merakit mikrojaremu ini.

Tujuannya adalah untuk secara signifikan mengurangi bioburden sambil juga meningkatkan produktivitas sekitar 70%. Menghadapi tujuan agresif ini, sangat penting untuk melibatkan insinyur otomatisasi yang dapat mulai dari nol dan membangun solusi robotik yang sepenuhnya baru untuk memenuhi kebutuhan sangat spesifik mereka. Setelah mencari pakar dengan tingkat keahlian ini, perusahaan meminta bantuan SEYMOUR Advanced Technologies (SAT), penyedia teknologi industri otonom, untuk menciptakan mesin semi-autonom robotik yang unik yang dapat mengotomatisasi proses assembly yang sangat presisi dari alat bedah.

Challenge

Untuk membuat proses assembly yang terotomatisasi, steril, dan presisi untuk mengambil batang 25 mm dan memasukkannya secara tepat ke dalam silinder rongga dengan jarak hanya 60 mikrometer (0.0015").

 

Klik untuk melihat sumber gambar

Di lingkungan manufaktur saat ini, proses ini dilakukan secara manual menggunakan kaca pembesar yang kuat dan tangan manusia. Ini sangat membosankan dan memakan waktu—rata-rata hanya 63 mikrojaremu per jam yang dapat dihasilkan secara akurat dengan cara ini. Ada juga banyak borongan karena patahnya jarum selama proses pemasukan. Selain itu, ada risiko kontaminasi yang lebih besar dari "bioburden" (jumlah organisme terkontaminasi yang ditemukan dalam jumlah materi tertentu sebelum sterilisasi).

Inisiensi ini akan memecahkan banyak masalah untuk perusahaan farmasi, yaitu:

• Mempercepat proses assembly;
• Menghilangkan borongan atau biaya yang tidak perlu; 
• Mengsterilkan ruang kerja.

Selain itu, saat bekerja pada proses assembly, SAT memperhatikan satu tantangan umum—jarum tidak berada di lokasi yang sama pada setiap tarikan robot, sehingga proses pemasukan menjadi sangat sulit.

Solutions

Respons terhadap tantangan ini, SAT menciptakan SEYMOUR TRI-21, mesin semi-autonom yang memberikan presisi, sterilisasi, dan penghapusan borongan. Ini berisi tiga robot Meca500 enam-axis yang mengambil seringa dari titik A ke titik B, memasukkan kawat 25 mm ke dalam jarum tanpa gagal.

Apa yang membuat solusi SEYMOUR TRI-21 lebih andal adalah mikrojaremu perusahaan ini sekarang akan diproduksi dalam lingkungan yang sepenuhnya terotomatisasi, dibandingkan proses manual dan semi-otomatis yang digunakan oleh produsen lain.

• Machine vision canggih
  Proses unik ini dimulai dengan objek diambil dan ditempatkan di bawah kamera resolusi mikro yang menggunakan teknologi strobing variabel, juga dikenal sebagai "structured light modularization." Teknologi ini mendeteksi bayangan untuk menemukan di mana bagian fisik objek berada di sekitar tertentu.
  
  Ketebalan, panjang, dan lurusnya kemudian dihitung. Selanjutnya, SAT menggunakan data mentah ini untuk menghitung kesalahan posisi relatif dan memindahkan robot ke posisi baru yang memungkinkan assembly yang akurat. Proses ini kritis karena bagian internal "mengambang" di dalam cangkang yang diambil. Jadi, meskipun dapat diulang, jendela di mana mereka berulang jauh lebih besar dari toleransi untuk merakit bagian, tanpa interferensi yang mungkin.

Presisi dengan machine learning

Seperti yang telah dinyatakan, proses otomatisasi harus sangat presisi karena properti elemen yang dirangkai. Inilah mengapa SAT menerapkan machine learning (ML). Ini memungkinkan SAT untuk secara otomatis melacak data, belajar dari siklus sebelumnya, lalu menyesuaikan dan menyederhanakan untuk siklus masa depan—memastikan setiap pemasukan jarum akan menyelaraskan kawat dan jarum secara sempurna. Tingkat keberhasilan yang dapat diterima target adalah 90% atau lebih dengan peningkatan produktivitas 70%, keduanya akan tercapai dengan SEYMOUR TRI-21.

 

 

Design:

Penting bagi desain SEYMOUR TRI-21 untuk disesuaikan dengan kebutuhan perusahaan farmasi. Ini meliputi:

• Diagnostic handle
  SAT mengonfigurasi ulang pegangan tegak lurus menjadi posisi paralel, memberikan lebih banyak kedudukan sambil juga membatasi gerakan pengguna secara minimal. SAT kemudian menetapkan proses untuk data yang disalurkan ke pegangan, diterjemahkan melalui mode warna yang memberi tahu operator tentang kesehatan mesin untuk membantu mereka mengelola pemeliharaan dan perawatan.
• ISO 7 level cleanroom
  Seymour TRI-21 dibuat dengan kaca grade medis untuk mengontrol jumlah partikel yang dapat masuk ke dalam mesin untuk memastikan semua unit steril hingga persyaratan level ISO 7. Bearings kering juga digunakan, menghilangkan kontaminan minyak dari lingkungan manufaktur.
• Internet of Things (IoT)
  Sejalan dengan Industry 4.0, ekosistem terhubung IoT, SAT akan memberikan perusahaan dengan antarmuka komputer jarak jauh, memungkinkan mereka untuk mengoperasikan mesin dari jarak jauh melalui ponsel atau tablet melalui aplikasi.
• Monitoring
  Mesin yang membuat bagian untuk mesin lain perlu dipantau dengan hati-hati. Elemen seperti gaya, torsi, kecepatan, akselerasi, waktu, tekanan, volume, bobot dan massa, translasi, dan rotasi semuanya perlu dipantau.

Tujuh unit dasar SI terdiri dari:

• • Length - meter (m)
  • Time - second (s)
  • Amount of substance - mole (mole)
  • Electric current - ampere (A)
  • Temperature - kelvin (K)
  • Luminous intensity - candela (cd)
  • Mass - kilogram (kg)

Dengan memantau ini, atau subset dari ini yang terkait dengan produk, solusi SAT dapat kemudian memverifikasi bahwa produk menjadi dapat diulang dan dapat diprediksi, pada akhirnya meningkat dan berevolusi teknologi.

SAT juga memantau dan menyediakan data untuk mendukung operasi dan arahan. Ada begitu banyak variabel yang mempengaruhi kualitas produk, tetapi hanya jendela kecil tempat produk bekerja secara konsisten. Untuk proyek ini, jendela kualitas adalah 60 mikrometer.

• Footprint kecil, output besar

Di ruang cleanroom 1.000 sq. ft. saat ini, perusahaan farmasi dapat memiliki maksimal dua orang bekerja shift 8 jam. Setiap pekerja yang terlatih dapat menghasilkan sekitar 63 unit/jam atau 1 unit/menit. Selama shift typis, ini berarti rata-rata 500 unit per orang.

SEYMOUR TRI-21 baru berukuran 60"w x 42"d x 77"h dan satu operator sekarang akan dapat menghasilkan sekitar 250 unit per jam (4/menit), atau 2.000 unit/shift 8 jam. Itu peningkatan throughput 400%!

Mesin robotik modular ini dapat digunakan untuk R&D serta untuk penggunaan komersial Good Manufacturing Practice (GMP). Enam alat berbeda sekarang dapat ditempatkan di cleanroom yang sama, bekerja secara independen, dengan dua hingga 10 operator bekerja pada waktu yang bersamaan.

Apa selanjutnya?

Menurut CEO SAT, Rob Seymour, "setelah perusahaan farmasi oftalmologi sepenuhnya menerapkan penggunaan SEYMOUR TRI-21, mereka akan meningkatkan produktivitas keseluruhan setidaknya 70% dan mencapai tingkat keberhasilan minimal 95%. Mereka juga akan melihat penurunan signifikan dalam bioburden." Lanjutnya, "selama setahun ke depan, perusahaan akan menambahkan enam robot SAT tambahan ke lini mereka, memungkinkan mereka meningkatkan produksi mereka sebesar 2000% pada akhir tahun 2022."

Sebuah versi dari artikel ini pertama kali muncul di situs resmi SAT. Direproduksi dengan izin.

 

Pelajari lebih lanjut tentang produk dan solusi Mecademic

Siap untuk mengetahui bagaimana produk dan solusi kami dapat meningkatkan throughput produksi Anda dalam footprint sekecil mungkin, tanpa mengorbankan presisi, atau jangkauan?

➡️ Jelajahi produk kami: https://www.mecademic.com/en/products

➡️ Atau hubungi kami segera untuk memesan demo!

 

---