Robotik in der pharmazeutischen Industrie

Robotik
26. Feb 2024
Robotik in der pharmazeutischen Industrie

Robotik in der pharmazeutischen Industrie ist während des gesamten Herstellungsprozesses an verschiedenen Aufgaben beteiligt. Von der Analyse von Gensequenzen in Labors über die Abgabe von Medikamenten bis hin zur Montage von Medizinprodukten an Produktionslinien.

Die Bedeutung dieser Technologie wird durch aussagekräftige Statistiken unterstrichen: Eine Studie von Grand View Research prognostiziert, dass der Weltmarkt für Pharma-Robotik bis 2030 357,9 Millionen US-Dollar erreichen wird. Es wird erwartet, dass der Markt von 2023 bis 2030 mit einer CAGR von 8,7 % wachsen wird, was die wachsende Bedeutung der Robotik im Pharmasektor unterstreicht

Dieser Artikel betrachtet Prozessautomatisierung mit Robotik in der pharmazeutischen Industrie und beleuchtet die operativen Aufgaben von Robotern. Dabei gehen wir auf die spezifischen Funktionen ein, die Robotersysteme erfüllen, sowie auf die konkreten Vorteile, die sie bieten.

Was versteht man unter Automatisierung in der Pharmaindustrie?

Automatisierung in der pharmazeutischen Industrie bezeichnet die Integration fortschrittlicher Technologien, insbesondere von Robotersystemen und intelligenten Prozessen, um verschiedene Aspekte der Arzneimittelherstellung zu optimieren und zu rationalisieren.

Sie umfasst den Einsatz automatisierter Lösungen entlang der gesamten Produktionslinie, von der Arzneimittelentwicklung über die sekundäre Verpackung bis zur Verteilung. Ziel ist es, Effizienz, Präzision und die allgemeine betriebliche Wirksamkeit zu verbessern. Der Einsatz von Automatisierung im pharmazeutischen Sektor bedeutet einen erheblichen Wandel hin zur Modernisierung der Herstellungsprozesse. Die Notwendigkeit manueller Eingriffe wird reduziert und ein höheres Maß an Genauigkeit gewährleistet.

Wie werden Roboter in der pharmazeutischen Produktion eingesetzt?

Robotik ermöglicht die Automatisierung verschiedener Phasen des Produktionsprozesses. Von der anfänglichen Laborautomatisierung über die Kommissionierung von Schüttgütern bis hin zur Montage von pharmazeutischen Produkten bringen Roboter beispiellose Präzision in alle Prozesse. Roboter, die mit menschlichen Arbeitskräften zusammenarbeiten (Cobots), mobile Roboter und Industrieroboter tragen zu einer vielseitigen und effizienten Fertigungsumgebung bei.

Roboterlösungen optimieren die Produktionsgeschwindigkeit und verbessern die Qualität. So stellen sie sicher, dass die Herstellung von Arzneimitteln strengen Standards entspricht. Pharmazeutische Roboter führen darüber hinaus wiederkehrende Aufgaben in Reinraumumgebungen aus. Bedenken hinsichtlich Kontaminationsrisiken werden somit ausgeräumt.

Hier ein Überblick darüber, wie Roboter in der pharmazeutischen Herstellung eingesetzt werden.

  • Arzneimittelzubereitungen
  • Entnahme von Gegenständen aus Behältern
  • Pick-and-Place-Aufgaben
  • Palettierung
  • Verpackung
  • Produktion pharmazeutischer Produkte
  • Fill & Finish von Fläschchen und Spritzen
  • Reinraumoperationen
  • Qualitätskontrolle und -prüfung
  • Programmierung medizinischer Geräte
  • Maschinenpflege

Vorteile von Robotern in der Pharmaindustrie

Die Integration von Robotik in der Pharmaindustrie bringt eine Vielzahl von Vorteilen und trägt zur allgemeinen Weiterentwicklung dieses Sektors bei. Hier einige Schlüsselvorteile die der Einsatz von Robotik in der pharmazeutischen Industrie bietet:

1. Erhöhte Effizienz

Robotik rationalisiert und automatisiert unterschiedlichste Aufgaben und erhöht die Geschwindigkeit und Effizienz pharmazeutischer Produktionsprozesse erheblich. Der Einsatz von Robotern beschleunigt Routineaufgaben und trägt zu einer schnelleren Datenerfassung bei. So werden auch klinische Studien rascher vorangetrieben.

2. Verbesserte Qualität

Roboter sorgen mit ihrer Präzision und Wiederholgenauigkeit für eine extrem hohe Sorgfalt bei der Dosierung, Montage und anderen kritischen Aufgaben. Automatisierte Systeme minimieren menschliche Fehler und das Risiko einer Kontamination. Dies reduziert nicht nur die Fehlermarge bei der Herstellung, sondern fördert auch die Integration schneller Techniken zur Entwicklung revolutionärer Medikamente mit verbesserter Qualität.

3. Verringerte Ausfallzeiten

Automatisierte Systeme, einschließlich Roboter, führen Aufgaben kontinuierlich und zuverlässig aus, ohne dass Pausen erforderlich sind. Dadurch werden Ausfallzeiten minimiert und eine kontinuierliche und effiziente Produktion gewährleistet. Qualität steht so im Einklang mit dem Ziel, maximalen Kapitalertrag zu erzielen.

4. Verbesserte Einhaltung regulatorischer Vorgaben

Automatisierung wird zu einem Eckpfeiler bei der Erfüllung komplexer regulatorischer Compliance-Anforderungen wie ISO oder GMP-Anforderungen. Durch die Minimierung des Potenzials für menschliches Versagen tragen diese Roboter zu einer effizienteren Einhaltung strenger Industrievorschriften bei.

5. Beschleunigte Markteinführungszeit

Die Geschwindigkeit von Robotersystemen ermöglicht den Einsatz schneller Techniken bei der Entwicklung revolutionärer Medikamente. So wird die benötigte Zeit, um innovative Arzneimittel auf den Markt zu bringen, erheblich reduziert – ohne Kompromisse was Qualität anbelangt.

6. Anpassung und Flexibilität

Mobile Roboterlösungen definieren die Automatisierungslandschaft neu und bieten Anpassungsfähigkeit und individuelle Gestaltung. Unsere modularen Lösungen sind auf die Anforderungen von High Mix / Low Volume zugeschnitten. Dank dieser Flexibilität können unsere Kunden die Automatisierung nahtlos an die sich ändernden Anforderungen anpassen und so eine dynamische und reaktionsschnelle Fertigungsumgebung schaffen.

Anpassung der Robotik an die Fertigungsbedürfnisse

High Mix / Low Volume (HMLV) und Low Mix / High Volume (LMHV) erfordern unterschiedliche Automatisierungslösungen für Roboter. Bei der HMLV-Fertigung (Low Volume Manufacturing) steht die Herstellung einer begrenzten Anzahl kundenspezifischer Produkte im Mittelpunkt, die auf spezifische Anforderungen zugeschnitten sind. Im Gegensatz dazu steht bei LMHV, dem Synonym für High Volume Manufacturing, die Großserienproduktion von standardisierten Artikeln im Vordergrund.

In der pharmazeutischen Industrie wird dieser Unterschied bei der Entwicklung neuer Medikamente deutlich: Hier gibt es große Diskrepanzen zwischen der Massenfertigung und der High Mix / Low Volume-Produktion. In der Anfangsphase einer HMLV-Fertigung werden Millionen von Wirkstoffkandidaten getestet. Die Optionen werden nach und nach eingegrenzt, bis sich einige wenige vielversprechende Kandidaten herauskristallisieren. In diesem Kontext ist der Einsatz von automatisiertem Pipettieren und kollaborierenden Robotern (Cobots) entscheidend.

Die Integration der Automatisierung veranschaulicht die einzigartigen Merkmale beider Ansätze, wobei im Bereich LMHV Effizienz und Geschwindigkeit in streng durchgetakteten Prozessen im Vordergrund stehen. Bei HMLV sind hingegen vielseitige, anpassungsfähige und skalierbare Automatisierungssysteme erforderlich, um unterschiedlichen Aufgaben und individuellen Produkten entsprechen zu können. Studien unterstreichen die wachsende Verbreitung von Cobots im Pharmasektor. Sie zeigen, dass die Synergie zwischen Mensch und Maschine eine wirksame Kombination darstellt, die ihre Bedeutung im pharmazeutischen Bereich weiter erhöht.

Bei ESSERT Robotics liegt unsere Expertise in der Automatisierung von HMLV-Prozessen. Unsere Lösungen überzeugen mit Flexibilität, Modularität und Skalierbarkeit, um den dynamischen Anforderungen der Pharmaindustrie gerecht zu werden – von Laborumgebungen bis hin zur kommerziellen Produktion.

Mögliche Herausforderungen mit Robotik

Die Einführung der Robotik in der Pharmaindustrie ist mit mehreren Herausforderungen verbunden, welche sorgfältige Überlegungen erfordern. Eine wesentliche Hürde sind die hohen Kosten, die mit der Anschaffung und Integration von Robotersystemen verbunden sind. Die erheblichen Investitionen, die für den Kauf und die Einrichtung dieser fortschrittlichen Technologien erforderlich sind, können die finanziellen Ressourcen belasten, insbesondere für kleinere Pharmaunternehmen.

Eine weitere Herausforderung ist der potenzielle Mangel an Fachwissen bei bestehenden Mitarbeitern was den Einsatz von Robotik angeht. Das Spezialwissen, das für den Betrieb und die Wartung von Robotersystemen erforderlich ist, ist in der derzeitigen Belegschaft möglicherweise noch nicht ohne weiteres verfügbar.

Die Neuordnung der Produktionsprozesse ist eine weitere Herausforderung bei der Integration von Robotik. Häufig wird eine Neubewertung und Neugestaltung bestehender Arbeitsabläufe notwendig, um die Effizienz zu optimieren und die Möglichkeiten der Robotik voll auszuschöpfen. Darüber hinaus kommt es bei der Installation von Robotersystemen zunächst zu gewissen Ausfallzeiten – was es zu berücksichtigen gilt.

Pharmazeutische Roboterlösungen von ESSERT Robotics

Bei ESSERT Robotics haben wir fortschrittliche Automatisierungslösungen für Einstellungen mit geringem bis mittlerem Volumen entwickelt, die auf die Herausforderungen bei der Implementierung von Robotik in den Biowissenschaften zugeschnitten sind. Unsere standardisierten Komponenten bieten eine effiziente Automatisierungslösung, mit der Unternehmen die optimale Anordnung für ihre individuelle Anwendung zusammenstellen können.

Wir bieten modulare Systeme, die in unseren Produktionshallen gebaut und vorvalidiert werden. Dieser Ansatz gewährleistet einen nahtlosen und effizienten Integrationsprozess. Die Lösungen umfassen die Bereitstellung von ADVANCED Robotic Workstations oder die Anordnung mehrerer Arbeitsstationen in Form einer ESSERT MicroFactory.

Diese Flexibilität ermöglicht es unseren Kunden, den Betrieb schnell anzuschließen und einzuleiten. Die modulare Architektur vereinfacht nicht nur die Erstinstallation, sondern erleichtert auch zukünftige Upgrades oder Ergänzungen, da jeder Arbeitsplatz individuell validiert wird.

Eine weitere Anforderung, die wir an unsere Roboteranwendungen stellen, ist eine benutzerfreundliche Bedienung, die kein spezielles Know-how in der Robotik erfordert. Benutzer können über eine intuitive Benutzeroberfläche einfach vorgespeicherte Einstellungen für die Produktion neuer Produkte auswählen. Diese Vorgehensweise reduziert die Einstiegshürden erheblich für Unternehmen, die die Automatisierung mit Robotern übernehmen möchten.

Noch einmal zum Thema Kosten: Roboter-Fertigungssysteme ermöglichen eine präzise Kalkulation von Kosten und Einsparungen durch langfristige Effizienzsteigerungen. Dieser Ansatz bietet Unternehmen eine vorhersehbare Amortisation, die Transparenz und finanzielle Planungssicherheit bietet.

single ARW module for microfactory

Wie sieht die Zukunft der Robotik in der Pharmaindustrie aus?

Die Zukunft von Robotersystemen in der Pharmaindustrie steht vor transformativen Fortschritten. Die Entwicklung neuer Medikamente wird vereinfacht, Tests können automatisiert werden, personalisierte Medizin und anpassungsfähige Fertigung werden vorangetrieben. Die Integration von Robotik, künstlicher Intelligenz und maschinellem Lernen steigert die Effizienz und Innovation in der Gesundheits- und Pharmaproduktion maßgeblich.

ESSERT Robotics verkörpert diese Zukunft mit flexiblen und modularen Lösungen, die den sich entwickelnden Anforderungen der Branche gerecht werden. Nachhaltigkeit, die Einhaltung von Vorschriften und das übergeordnete Ziel, die Ergebnisse für die Patienten zu verbessern, bestimmen die Richtung der Robotik in der Pharma-Landschaft.

Empfohlene Beiträge über Robotik

Robotik: 7 Fakten, die Sie kennen sollten
Cobots – alles, was Sie über kollaborative Roboter wissen müssen
Top Industrieroboterhersteller 2024
Was ist ein Industrieroboter

  1. https://www.grandviewresearch.com/industry-analysis/pharmaceutical-robots-market ↩︎
Konfigurator