Voir la traduction automatique
Ceci est une traduction automatique. Pour voir le texte original en anglais cliquez ici
#Actualités du secteur
{{{sourceTextContent.title}}}
Automatisation : L'avenir de la fabrication de dispositifs médicaux
{{{sourceTextContent.subTitle}}}
Dans un monde parfait, les dispositifs médicaux seraient fabriqués selon un processus ne comportant aucune erreur. Aujourd'hui, les attentes des clients en matière de zéro défaut sont plus élevées que jamais et les fabricants de dispositifs médicaux recherchent des solutions pour réduire les erreurs
{{{sourceTextContent.description}}}
L'automatisation est très prometteuse. Bien que l'automatisation soit souvent considérée comme une solution permettant de réaliser des économies et de réduire les défauts et les rebuts, ce qui est moins bien compris, ce sont les avantages en termes de réduction des risques qui résultent de l'uniformité des pièces et de la cohérence du processus.
Atteindre le zéro défaut
Dans l'industrie des dispositifs médicaux, la réduction au minimum des erreurs est la plus grande opportunité qui découle de l'automatisation, au-delà des économies de coûts et des délais d'exécution plus rapides. Qu'il s'agisse de la variabilité des matières premières, des procédés ou de l'assemblage du produit fini, la variabilité doit être minimisée pour atteindre l'objectif du zéro défaut.
Le travail manuel offre une source importante de variation. Bon nombre des pièces utilisées dans la fabrication des dispositifs médicaux sont inspectées visuellement par les opérateurs dans les installations de fabrication. L'inspection visuelle par le travail humain crée de nombreuses possibilités de variation - l'environnement et l'éclairage de l'installation d'inspection, la vue et la capacité d'agrandissement de l'inspecteur, la distance à laquelle l'inspecteur regarde la pièce et la fatigue de l'inspecteur. Avec ces types de variabilités, les erreurs sont inévitables.
Pour remédier à ces erreurs, des inspections de vision automatisées sont maintenant effectuées dans les installations de fabrication des dispositifs afin de minimiser la variabilité humaine en amont et l'impact qu'elle entraîne en aval. Chaque pièce est maintenue selon les mêmes critères, sous le même éclairage, dans le même environnement, grossissement et éclairage, et sans risque de fatigue pour l'inspecteur. Il en résulte une prise de décision cohérente en ce qui concerne l'intégrité des pièces de l'instrument.
L'inspection automatisée de la vision n'est qu'un aspect d'une approche intégrée de la fabrication. Les nouvelles technologies, telles que l'Internet industriel des objets (IIoT), les capteurs et la vision industrielle améliorés, l'apprentissage machine et l'intelligence artificielle (IA) fonctionnent et communiquent avec chaque machine dans une usine à l'unisson pour réduire le travail manuel et les erreurs de fabrication.
Peut-on automatiser l'ensemble d'un processus de fabrication ?
Dans le passé, les concepts d'automatisation étaient très primitifs et commençaient par un travail simple, tel que déplacer des pièces d'un endroit à un autre. Au fur et à mesure que les technologies progressaient, l'automatisation a progressé pour inclure des systèmes de mesure intégrés, l'identification des défauts et la performance des opérations de fabrication dans les chaînes de production à grande vitesse pour minimiser les temps de cycle. Une inspection qui a pu être effectuée manuellement dans le passé peut maintenant être automatisée en utilisant la technologie d'inspection par vision à la même vitesse que la ligne de production. Par exemple, une inspection à l'œil nu - une inspection de 3 à 5 secondes d'une pièce sous un éclairage aux chandelles de 120 pieds sans lunette - est courante, mais ce type d'inspection permet à l'opérateur de manquer un pourcentage de pièces. Un système de vision peut être implémenté dans la robotique pour prélever des pièces sur une presse à mouler et inspecter non seulement les pièces, mais aussi visualiser des zones spécifiques de pièces à la recherche de défauts. S'il y avait un vide, le système de vision le trouvait et le robot le rejetait automatiquement. Ensuite, la seule tâche de l'opérateur est de récupérer les bonnes pièces ne contenant pas de vides. De même, l'étiquetage et l'emballage peuvent également être automatisés à grande vitesse, ce qui améliore les délais de livraison.
Les équipements d'automatisation haut de gamme ont aujourd'hui peu de limites et presque les mêmes capacités que les humains grâce à une intelligence artificielle sophistiquée. D'une certaine façon, l'IA a des capacités encore meilleures que les humains. Bien qu'elle nécessite un investissement initial dans des machines d'enseignement "les règles", une fois que l'IA comprend les paramètres et les exigences, l'IA simule la logique humaine et donne une direction au système d'automatisation. Après l'apprentissage d'un système d'automatisation, il prend à chaque fois la bonne décision. Avec le temps, les avantages de l'IA s'accumulent en sachant ce qui s'est passé, en étant capable de prédire ce qui va se passer et, finalement, en décidant ce qui doit se passer.
Le niveau de sophistication des systèmes automatisés continue de s'améliorer. Dans un passé récent, les robots ne pouvaient pas effectuer la tâche apparemment simple de ramasser une pièce d'une pile aléatoire de pièces parce qu'ils ne pouvaient pas "voir" Sans vision, les pièces devraient être disposées de façon prévisible pour que les robots sachent où se trouve la pièce suivante et comment orienter leur main de préhension pour manipuler la pièce suivante. Désormais, avec le développement des systèmes de vision, les robots AI peuvent "voir" un affichage aléatoire des pièces, choisir la pièce à saisir et orienter correctement la main de prélèvement pour saisir avec succès une pièce. Les robots reçoivent des informations d'un système de vision, comprennent comment ramasser une pièce et savent même combien elle pèse. C'est la puissance des technologies d'aujourd'hui, et les capacités ne font que s'améliorer avec le temps.
Les progrès de la robotique collaborative en sont un autre exemple. Autrefois, les robots devaient avoir des gardes autour d'eux. Aujourd'hui, les robots travaillent en collaboration avec les humains - ils détectent même leur présence, ce qui leur permet de ralentir ou de s'arrêter et d'interagir - sans qu'une barrière protectrice soit présente.
Bien que les systèmes d'automatisation nécessitent un investissement initial dans l'équipement et la formation des systèmes d'IA, les avantages d'une réduction des défectuosités peuvent mener à la sécurité des patients et à l'évitement des rappels, à une réduction des coûts de main-d'œuvre, à une réduction des défectuosités et des rebuts et à une vitesse de production accrue.
Automatisation flexible : La réponse pour la fabrication en petites séries
Bien que l'automatisation et la production à grande vitesse soient maintenant applicables à la fabrication de dispositifs médicaux à faible volume, vous vous demandez peut-être comment justifier des concepts d'automatisation à grande vitesse dans une industrie à faible volume. C'est aussi en train d'être réglé.
Pour justifier le coût de l'automatisation des dispositifs médicaux, il faut une stratégie différente de celle qui est utilisée pour les industries à grand volume. L'obtention d'un retour sur investissement avec des dispositifs médicaux nécessite une automatisation flexible. Lorsque les systèmes d'automatisation sont suffisamment flexibles pour être utilisés pour plusieurs lignes de produits, il est possible d'atteindre un volume élevé sur plusieurs lignes de produits pour partager le coût de l'investissement.
Si l'automatisation est conçue correctement dans un système, la même cellule d'automatisation peut être utilisée sur différentes lignes de produits. Cela permet de répondre aux besoins des clients simplement en changeant les spécifications du programme et en ajustant les montages dans la cellule d'automatisation. Par exemple, si les capacités globales sur les dimensions des produits ne sont pas là où elles sont nécessaires, des contrôles de qualité peuvent être effectués à intervalles réguliers. Cependant, tenir le produit et vérifier la qualité de l'ensemble du lot est une entreprise coûteuse. Le retraitement d'une gamme de produits est également une solution, mais pas une solution rentable ou efficace. Au lieu de cela, programmer les robots pour qu'ils travaillent ensemble avec un système d'inspection par vision est efficace pour détecter et minimiser les produits hors spécifications. Ces systèmes, en collaboration avec des opérateurs et des inspecteurs manuels, sont en mesure d'assurer la qualité du produit fini.
L'incitatif relatif aux coûts à l'étranger est en voie de disparition
L'écart important entre les taux de main-d'œuvre aux États-Unis et à l'étranger, qui a rendu la fabrication à l'étranger attrayante dans les années passées et, dans une moindre mesure, maintenant, se comble. L'écart des taux de main-d'œuvre entre les États-Unis et la Chine devrait se combler au cours de la prochaine décennie, ce qui coïncidera avec l'augmentation du niveau de vie en Chine. À mesure que l'écart entre les taux de main-d'œuvre se rétrécit, l'incitation à produire à l'étranger s'amenuise.
Dans un processus automatisé, le besoin de main-d'œuvre manuelle est réduit au minimum et les règles du jeu sont équitables puisque les taux de salaire ne sont pas un facteur important dans les décisions concernant l'emplacement de la fabrication. Les principaux coûts associés à l'automatisation, comme l'équipement et l'énergie nécessaire à son fonctionnement, sont pratiquement les mêmes, peu importe où la fabrication automatisée est effectuée. Les temps d'exécution et les technologies sont également les mêmes quel que soit l'endroit. De plus, l'automatisation offre l'avantage de moins de défauts et moins de rebuts que le même processus effectué manuellement. Moins de défauts réduit les risques de rappels, tant sur le plan patient que financier.
L'automatisation répond aux capacités de la micro-fabrication
Au fur et à mesure que les dispositifs médicaux et leurs composants deviennent de plus en plus petits - de l'ordre du micron - un point est atteint où les humains ne peuvent plus inspecter ou manipuler les pièces avec succès. Les pièces de l'ordre du micron nécessitent des processus automatisés pour passer d'un processus à l'autre, des contrôles de qualité et la cohérence de la production. La microfabrication est une tendance importante dans le monde des dispositifs médicaux. En savoir plus sur les exigences uniques de la micro-fabrication.
Les défis de l'automatisation : Ressources et expertise
Trouver des ouvriers qualifiés dans le domaine de l'automatisation qui peuvent enseigner aux machines ce qu'il faut faire est un défi de taille, car il y a un écart entre les compétences requises et les talents disponibles dans l'industrie. Et ce n'est pas seulement un fossé académique, c'est aussi un fossé expérientiel. Les étudiants qui ont étudié l'automatisation au niveau universitaire ont maintenant besoin d'années d'expérience pour savoir efficacement ce qui fonctionne et ce qui ne fonctionne pas dans le monde réel de la fabrication.
Il est également nécessaire de se familiariser avec les processus de fabrication que vous essayez d'automatiser. L'industrie des dispositifs médicaux est extrêmement complexe. Il est rare qu'il y ait un passage continu de la main-d'œuvre à la fabrication de dispositifs médicaux, et l'on peut s'attendre à une courbe d'apprentissage significative de l'industrie. Par exemple, une personne qui fabrique des jetons de poker pour l'industrie du jeu peut ne pas avoir à se soumettre à une documentation rigoureuse, à des procédures étape par étape ou à la qualification des machines pour s'assurer que le produit final est fabriqué. Cependant, l'industrie des dispositifs médicaux doit se conformer à des règlements fédéraux stricts - Quality System Regulation - concernant les procédés de fabrication.
L'automatisation peut être compliquée. Chaque fois que l'automatisation est ajoutée à un processus de fabrication d'un dispositif médical, une qualification pour la machine doit être complétée, ainsi qu'une validation effectuée pour la tâche automatisée pour un produit final sans erreur. L'automatisation doit faire l'objet d'une grande attention dans le processus de conception afin d'éviter une revalidation et une revalidation constantes.
Un défi connexe consiste à se tenir au courant de l'évolution rapide de la technologie. Une façon d'y parvenir est de travailler avec des fournisseurs de technologies de fabrication qui mettent au point des produits de renseignement. Cela exige des ressources supplémentaires, mais c'est un moyen efficace de suivre l'évolution constante des technologies, de savoir où va la technologie et d'influencer les développements futurs. Les fabricants innovateurs et les chefs de file de l'industrie le comprennent et l'utilisent comme un différentiateur concurrentiel à leur avantage.
Chez Donatelle, être proactif dans l'apprentissage des technologies en développement prépare nos techniciens pour l'avenir et nous aide à fournir les dernières solutions d'automatisation à nos clients. En ces temps de changements rapides, il est important de choisir un fabricant progressiste qui se tient au courant des dernières technologies, qui dirige le changement avec ses fournisseurs d'automatisation et qui peut vous fournir les avantages des dernières technologies.