
Mithilfe KI-basiert Software lassen sich Montagelinien in Sachen Leistung deutlich optimieren. Hier am Beispiel einer automatisierten Montagelinie für Injektionsspritzen. (Bild: Stanislav Tisot, Haselmeier)
Der Award wird von Microsoft und der Unternehmensberatung Roland Berger ausgerichtet und wurde in diesem Jahr zum dritten Mal vergeben. Der Industriebeirat des Microsoft Intelligent Manufacturing Award 2021 wählte Plus 10 mit seiner Technologie aus, um im Finale am großen Pitch Day, der am 25. Januar 2022 stattfand, den in Zusammenarbeit mit Haselmeier entstandenen Use Case zu präsentieren.
Hierbei ging es um die Implementierung von Software-Tools des Augsburger Unternehmens an einer automatisierten Montagelinie für Injektionsspritzen zur Produktivitätssteigerung in der GMP-konformen Produktion. Bei der Pressekonferenz am 24. Februar wurden die beiden Unternehmen als Gewinner der Kategorie „Innovate!“ präsentiert.

Was bewirkt KI-basierte Software in der Montage von medizinischen Geräten?
Medizinische Produkte wie beispielweise Selbstinjektionsspritzen werden auf schnellen und hochautomatisierten Montagelinien hergestellt. Die Prozessoptimierung ist ein komplexes Unterfangen, bei dem KI-basierte Software hilft, die effektivsten Maßnahmen zu finden. Durch den Einsatz der Tools der Augsburger kann eine deutliche Leistungsoptimierung realisiert werden. Das GMP-konforme Software-Tool Shannon identifiziert technische Probleme der Linie und deren Ursachen in Echtzeit und empfiehlt eine entsprechende Lösung, um das Problem in der spezifischen Situation zu lösen. In der Kooperation mit Haselmeier wurde die Montagelinie analysiert, um die Ursachen für technische Verfügbarkeits- und Leistungsverluste zu identifizieren. Die anfängliche Gesamtanlageneffizienz (OEE) war bereits relativ hoch (70 bis 80 %), dennoch konnten durch Shannon Produktivitätspotenziale von plus 10 % erfolgreich aufgedeckt werden.
Haselmeier gehört zu Medmix und entwickelt und produziert Selbstinjektionsgeräte mit innovativen Designs.
Über den Award
Mit dem Microsoft Intelligent Manufacturing Award werden Unternehmen der Fertigungsindustrie gewürdigt, welche aktiv dazu beitragen den Wandel zur Industrie 4.0 voranzutreiben. Im Finale standen auch Unternehmen wie die BMW Group, Dürr Systems, Wienerberger und SAS sowie Bosch Global Software Technologies. Die Gewinner erhalten exklusiven Zugang zu einem der Top-Expertennetzwerke für Industrie 4.0, dem MIMA Champion Circle.
Quelle: Plus 10
Bildergalerie: Welcher Kunststoff für welche medizinische Anwendung?

Kunststoffe, die in der Medizin zum Einsatz kommen, müssen besondere Eigenschaften erfüllen. Die Grundanforderungen an Materialien für die Medizintechnik etwa sind Biokompatibilität, Sterilisierbarkeit, Temperatur- und Chemikalienbeständigkeit. Die Anforderungen unterscheiden sich dabei im Einzelnen zwischen Materialien, die außerhalb des Körpers, und solchen, die – im Körper etwa als Implantate – zum Einsatz kommen. Biomaterialien – also Werkstoffe, die sich mit Körperzellen vertragen – dürfen keine schädigende Wirkung auf Organismus verursachen, sondern müssen vom Körper toleriert oder, im günstigsten Fall, wie körpereigenes Material akzeptiert werden. Wichtig ist außerdem, dass von dem Material keine toxische Wirkung auf den Organismus ausgeht. Festgelegt sind diese Anforderungen in verschiedenen Vorschriften und Richtlinien, beispielsweise der EU-Richtlinie 93/42/EWG, die auch als „Medical Device Directive“ bekannt ist. Seit 2019 definiert und beschreibt die VDI-Richtlinie 2017 speziell für den Bereich der Kunststoffe, was unter Medical Grade Plastics zu verstehen ist und welche Eigenschaften und Anforderungen maßgeblich sind. (Bild: Paul Vinten – Fotolia)

Polyethylen (PE) ist nicht nur insgesamt der weit verbreitetste Kunststoff, sondern spielt auch im medizinischen Einsatz eine große Rolle. Der Werkstoff kommt vor allem in Verpackungen für klinische und pharmazeutischer Produkte zum Einsatz, so etwa in Flaschen oder Folien, aber auch beispielsweise in Spritzen. Vor allem Polyethylene hoher Dichte, sogenanntes PE- HD, zeichnet sich dabei durch eine hohe Formfestigkeit und Chemikalienbeständigkeit aus. Das Material kommt daher etwa auch für Implantate, zum Beispiel als Hüftgelenkpfannen in der Orthopädie, zum Einsatz. Außerdem lässt sich etwa bei Behältern aus PE der Einfluss von migrierenden Additiven vermeiden. (Bild: catsnfrogs – Fotolia)

Das zweite besonders häufig in der Medizin eingesetzte Polymer ist Polyvinylchlorid, besser bekannt als PVC. Für den Werkstoff sprechen vor allem der geringe Preis, auch im Vergleich zu anderen Kunststoffen, sowie die einfache Verarbeitbarkeit. Das Material ist außerdem sehr gewebe- und blutverträglich. Aufgrund dieser Eigenschaften kommt PVC vor allem in Einweg-Produkten wie Blutbeutel und Handschuhe oder Katheter, aber auch für Schläuche und sterilisierbare Verkleidung von medizinischen Geräten zum Einsatz. Als Problem von Weich-PVC gilt zunehmend, dass der Kunststoff meist phthalathaltige Weichmacher wie Diethylhexylphthalat (DEHP), das nicht chemisch gebunden ist und damit in seine Umgebung migrieren kann. Dem Additiv werden fortpflanzungsschädigende Eigenschaften zugeschrieben. Weich-PVC enthält bis zu 40 Gewichtprozent an DEHP. Während der Stoff in Kinderspielzeug oder Kosmetika verboten ist, gilt das Additiv in Medizinprodukten als weitgehend unverzichtbar. Hersteller müssen jedoch jeweils darlegen können, warum sich keine Alternativen zu DEHP einsetzen lassen. (Bild: Stephan Morrosch – Fotolia)

Für Verpackungen aller Art kommt im medizinischen Bereich vor allem Polystyrol (PS) zum Einsatz. Durch seine hohe Transparenz und ist der Thermoplast vor allem in Anwendungen zu finden, in denen sonst Glas zum Einsatz kommen würde, also etwa in Behältern für infektiöses oder toxisches Material oder im Laborbereich in Petrischalen und Ähnlichem. PS findet jedoch beispielsweise auch als Folie in Medikamentenblistern Verwendung. Expandiertes Polystyrol (EPS), weit bekannt unter dem Handelsnamen Styropor, dient als Schaumstoff dagegen dem Schutz von empfindlichen Produkten. Außerdem leistet das Material durch seine wärmedämmende Wirkung seinen Dienst in der Kühlkette beim Transport von Medikamenten und aktuell in der Logistik von Covid-19-Impfstoffen. (Bild: ggw – Fotolia)

Auch Polypropylen (PP) kommt hauptsächlich für die Verpackung zum Einsatz, beispielsweise wiederum in Medikamentenblistern, aber auch für Einwegspritzen oder Infusions-Bestecke. Hitzestabilisierte Polypropylen-Typen sind darüber hinaus gut zu sterilisieren. Außerdem kommt PP auch in Implantaten zum Einsatz. Außerdem spielt PP durch seine glatte Oberfläche als Nahtmaterial eine große Rolle. (Bild: ThKatz – Fotolia)

PE, PVC, PS und PP sind die mit Abstand gängigsten Polymere in der medizinischen Anwendung und stehen zusammen für 80 bis 90 % der dort eingesetzten Kunststoffe. Daneben gibt es noch eine Reihe anderer Kunststoffe in der Medizintechnik. Bereits seit etwa 20 Jahren wird beispielsweise auch Polyetheretherketon (PEEK) für Implantate in der Wirbelsäulen- und Gesichtschirurgie verwendet. Aufgrund eher unvorteilhafter Oberflächeneigenschaften ist der Werkstoff aber nicht weit verbreitet. Nitril-Polymere wiederum finden durch ihre chemische Beständigkeit und die gummiähnlichen Eigenschaften für Schutzhandschuhe Anwendung. (Bild: April Cat – Fotolia)
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