Les robots redessinent la production de dispositifs médicaux pour une efficacité accrue

15 juillet

Les robots révolutionnent la fabrication de dispositifs médicaux

• Par : Brian McMorris
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Reece Armstrong examine comment la fabrication médicale a réagi à l'Industrie 4.0 et où le secteur voit les robots et l'automatisation avoir le plus d'impact.

L'usine du futur est un terme utilisé depuis plusieurs années mais que signifie-t-il ? Nous sommes entrés dans le quatrième âge de la révolution industrielle – l'Industrie 4.0 – il y a quelque temps et les fabricants ont exploré la gamme de technologies numériques que l'Industrie 4.0 englobe.

L'une des plus grandes technologies utilisées dans la fabrication industrielle est la robotique. L'Europe représente le deuxième plus grand marché pour les ventes de robots industriels et en 2016, il y a eu une augmentation de 12 % du nombre de ventes réalisées avec cette technologie.

S'il est difficile d'évaluer l'adoption de la robotique dans l'industrie de la fabrication médicale, les chiffres montrent que les ventes de robots à l'industrie électronique, qui inclut les dispositifs médicaux, ont augmenté significativement depuis 2013 (1).

La raison ? La robotique offre aux fabricants un moyen de rationaliser les lignes de production, aidant à augmenter la productivité et à optimiser les flux de travail. Dans la fabrication médicale, les robots sont utilisés sur l'ensemble de la ligne de production – de l'assemblage à l'inspection et l'emballage. En raison des réglementations strictes, les fabricants de dispositifs sont sous pression pour reproduire le même produit, sous les mêmes conditions strictes, avec peu de temps d'arrêt. Pour suivre le rythme de l'innovation, les fabricants médicaux doivent pouvoir changer les lignes de fabrication lorsque de nouveaux produits doivent être développés. La robotique et l'automatisation offrent aux fabricants des systèmes modulaires qui favorisent l'efficacité et le flux de travail. Les systèmes de contrôle de mouvement aident les lignes de production à assembler et déplacer les dispositifs médicaux dans un espace de travail flexible ; pendant ce temps, les systèmes de détection de contrôle et de vision guidée peuvent aider les fabricants non seulement à prélever et placer les dispositifs mais aussi à assurer la sécurité des produits en scannant et vérifiant les codes-barres (2).

Prenons l'exemple du robot six axes KR Agilus de Kuka. Conçu pour des vitesses de travail élevées dans des espaces confinés, Agilus peut être installé au sol, au plafond ou au mur, permettant aux fabricants de maximiser leurs espaces de travail tout en réduisant les temps de cycle et en augmentant la qualité de production. Pour être utilisé dans plusieurs secteurs y compris les salles blanches, Agilus vise à assurer une productivité continue en n'ayant jamais besoin de changement de lubrifiant.

En regardant vers la collaboration homme-robot, Festo a conçu un poste de travail combinant des systèmes auto-apprenants avec intelligence artificielle (IA) et automatisation robotique. Le BionicWorkplace de l'entreprise permet aux humains de travailler aux côtés d'un bras robotique bionique dans un espace de travail entièrement personnalisable. Les travailleurs sont soutenus par une gamme de systèmes et périphériques qui aident à les soulager des tâches fatigantes ou dangereuses. Contrairement aux autres systèmes robotiques qui remplacent entièrement l'élément humain, BionicWorkplace est conçu pour les industries où le travailleur humain ne peut pas être remplacé. Le système est capable d'apprendre de chaque action initiée depuis sa base et peut s'optimiser pour devenir constant dans sa production. Mieux encore, les processus et compétences du système peuvent être transférés vers d'autres BionicWorkplace et à l'avenir, Festo anticipe qu'il sera possible d'intégrer plusieurs systèmes dans un réseau global où les commandes sont passées et exécutées de manière autonome par les machines.

La stérilité peut être une considération clé pour certains fabricants de dispositifs médicaux. Neal Welch, responsable commercial pour les sciences de la vie chez Mitsubishi Electric, explique : « L'automatisation s'est toujours prêtée à la fabrication de dispositifs médicaux jetables produits en masse et au traitement en vrac d'échantillons – pour deux raisons principales ; initialement pour la vitesse et la répétabilité, et ensuite parce que la présence humaine pose l'un des plus grands risques de contamination dans un environnement de production ou de traitement propre. »

Riverside Medical Packaging, basé à Derby, utilise la robotique pour augmenter la productivité. L'entreprise s'est tournée vers Mitsubishi Electric pour l'aider à développer ses machines de thermoformage et scellage Shawpak.

La machine, conçue pour les environnements de salle blanche, utilise un processus innovant de formage, emballage et scellage qui est maintenant réalisé sur un tambour, plutôt que sur un système de convoyeur linéaire. Les avantages de production viennent du fait que les machines commencent à seulement 1,5 mètre et peuvent occuper moins de 2 m², représentant une réduction allant jusqu'à 95 % par rapport aux machines traditionnelles de formage-remplissage-scellage (FFS) (3).

Ivor Rowe, responsable technique chez Riverside Medical, a déclaré : « Une machine FFS comparable peut faire de 7 à 20 mètres de long selon les exigences du processus d'emballage, occupant un espace de travail jusqu'à 40 m². En conséquence, un espace de salle blanche donné peut accueillir six fois plus de machines d'emballage avec un design Shawpak, augmentant à la fois la productivité et le débit. »

Au Royaume-Uni, les fabricants semblent réticents à déployer des systèmes robotiques. Un rapport gouvernemental l'année dernière a montré que le Royaume-Uni est à la traîne par rapport aux concurrents manufacturiers internationaux. Le Made Smarter Review indique que pour 10 000 employés, le Royaume-Uni n'a que 33 robots. Comparez cela à 93 aux US et 170 en Allemagne et il est facile de comprendre pourquoi le Royaume-Uni est en dessous des autres pays en termes de productivité (4).

En effet, une enquête de Protolabs (5) auprès de 301 décideurs seniors dans l'industrie manufacturière britannique a montré que l'automatisation n'a pas tant d'impact que ça sur les modèles d'affaires des organisations. L'enquête a montré que 15 % des répondants ont dit n'avoir aucune automatisation dans leurs services de fabrication, et 1 sur 10 (9,7 %) s'attend à aucune ou seulement une légère augmentation (15 %) de l'automatisation dans leur entreprise au cours des cinq prochaines années. Les statistiques sont inquiétantes, surtout quand on considère les avancées technologiques faites pour bénéficier aux fabricants.

Lien vers l'article original : https://www.medicalplasticsnews.com/news/opinion/how-robots-are-revolutionising-medical-device-manufacturing/

Un bras robot Mitsubishi Electric sur une machine d'emballage, insérant des dispositifs dans des blisters prêts pour le scellage. [Source : Mitsubishi Electric Europe B.V.]