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Die Pharmaindustrie ist ein durch und durch wettbewerbsintensiver Markt. Neben traditionellen Medikamentenherstellern versuchen zunehmend auch Anbieter von kostengünstigeren Generika sich einen Anteil am Milliarden-Geschäft zu sichern, während sich – getragen durch die Fusions- und Übernahmewelle – ständig neue Anbieter auf dem Markt etablieren. Anbieter in diesem Branchensegment sehen sich gezwungen, auf diesen Konkurrenzdruck zu reagieren. Durch neue intelligente Lösungen, wie Machine Vision Systeme oder OCR-Technologie (Optical Character Recognition), trimmen sie ihre Produktion auf Effizienz. Das betrifft vor allem die Verpackungsherstellung.

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Im Zeitalter der Industrie 4.0 profitieren Unternehmen zunehmend von Maschinen. (Foto: Abbyy)

Im Zeitalter der Industrie 4.0 profitieren Unternehmen zunehmend von Maschinen. (Foto: Abbyy)

Der weltweite Umsatz mit Produktverpackungen im Pharmabereich wird von 78 Milliarden US-Dollar im Jahr 2016 auf 153 Milliarden im Jahr 2025 steigen. So sehen es jedenfalls die Marktforscher bei Grand View Research Inc. aus San Francisco. Mit dem erhöhten Bedarf kommen jedoch neue Herausforderungen und verschärfte gesetzliche Auflagen hinzu. Verpackungen für pharmazeutische Produkte gehen weit über Design und Haptik einer Flasche oder eines Kartons hinaus. Sie obliegen der Erwartung, dass ein Etikett alle notwendigen Informationen für die Sicherheit eines Produkts enthält und die Angaben mit dem Inhalt übereinstimmen. Arzneimittel müssen den strengsten gesetzlichen Vorschriften entsprechen und klare Richtlinien für sicheren Konsum, Inhaltsstoffe und Nebenwirkungen aufweisen, bevor sie massenhaft reproduziert und an Gesundheitsorganisationen und Verbraucher verteilt werden. Gleichzeitig sind Hersteller allerdings in der Situation, die Betriebskosten in der Produktion gering zu halten. Die Folge: Pharmahersteller stehen unter Druck, ihre Fabriken für eine Zukunft mit strengen gesetzlichen Auflagen und Anforderungen auszustatten. Technologien rund um Machine Vision und OCR können genau hier helfen, vorgegebene Standards einzuhalten und gleichzeitig Kosten in der Qualitätssicherung zu reduzieren.

Vom sehenden zum lesenden Roboter

Machine Vision bedeutet die Fähigkeit des „Sehens“ von Computern. Im Produktionsbetrieb werden Machine-Vision-Systeme seit langer Zeit eingesetzt, um Fertigungsprozesse zu beschleunigen und gleichzeitig eine hohe Verpackungsqualität beizubehalten. Das funktioniert, indem moderne Bildverarbeitungssysteme visuell erfasste Informationen auswerten. Die Verbindung einer Industriekamera mit einem Prozessor simuliert die Funktion der visuellen Kontrolle eines Mitarbeiters. Mit der Implementierung von OCR in diese Systeme kann diese Fähigkeit noch erweitert und auch der eigentliche Inhalt von Texten ausgewertet werden – der Roboter kann die Inhalte „lesen“, also die Richtigkeit der Inhalte überprüfen und entsprechend reagieren. So wird unter anderem sichergestellt, dass das richtige Ablaufdatum auf der Verpackung steht, oder der Text in der richtigen Sprache aufgedruckt wurde.

Die Anwendungsfälle moderner Technologien sind vielfältig: OCR (Optical Character Recognition): In der Verwaltung können einfache Flachbildscanner gedruckte Informationen, wie Text, Datum, Chargen- oder Barcode-Nummern, auf papierbasierten Dokumenten erfassen. Textinformationen auf dreidimensionalen Produkten, wie einer Flasche, einer Tablette oder einer Kartonverpackung im Produktionsbetrieb, benötigen hingegen fortgeschrittene Inspektionskamerasysteme. Hersteller können die intelligente Software für herkömmliche Industriekameras – Zeilenkameras, Hochgeschwindigkeitskameras oder digitale Standbildkameras – programmieren, um Aufnahmen von Verpackungen, Etiketten oder dem Produkt selbst zu machen. Der Einsatz von OCR-Technologie wandelt die Textstellen auf der Aufnahme in strukturierte Informationen um und macht sie in Form von XML-Daten und normalem Text maschinenlesbar. Die Maschine überprüft die Textinformationen und greift sofort ein, wenn Qualitätsstandards nicht erfüllt sind. Produkte mit fehlerhaften Informationen werden automatisch ausgesondert bevor sie die Produktionshalle verlassen. Auch das Lesen von Chargen- und Haltbarkeitsdaten auf Produktetiketten, Blistern, Faltschachteln und Kartonetiketten ist möglich. Die OCR-Technologien extrahieren Informationen aus den Scans und stellen sie zur Verfügung.

Fortschrittliche Bildverarbeitungstechnologien: Die pharmazeutische Industrie verwendet üblicherweise niedrige Beleuchtung und spezifische Temperatureinstellungen, um Hygiene und Qualitätsstandards der Produkte aufrechtzuerhalten. Diese Bedingungen können die Auflösung der Bilder beeinträchtigen – der Text wäre somit nur schwer lesbar. Viele Machine-Vision-Lösungen benötigen in der OCR-Komponente daher neben präziser Text­erkennung auch Bildvorverarbeitungsfunktionen. Diese optimieren die Fotos von Verpackungen automatisch, was bei Aufnahmen unter sehr dunklen oder wechselnden Lichtverhältnissen unabdingbar ist. Die Vorverarbeitungsfunktion rotiert die Bilder, glättet Linien oder korrigiert perspektivische Verzerrungen ohne händischen Eingriff. Zusätzlich wird die Bildauflösung erhöht und der Fokus auf den entsprechenden Ausschnitt der Aufnahme gerichtet. Hersteller können bestehende Inspektionskameras nutzen und mit OCR-Software ausstatten, anstatt weitere Kameras einzubauen, die sich nur auf textbasierte Verpackungsaspekte konzentrieren. Das Unternehmen spart so zusätzliche Investitionskosten.

ICR (Intelligent Character Recognition): Sogar die Erkennung von handgeschriebenen Informationen auf Dokumenten, wie medizinischen Formularen während der Marktzulassungsphase eines Medikaments oder auf Fragebögen in der Forschungsphase, ist möglich. Auch während der Service- und Wartungstätigkeiten können die einzelnen Schritte auf Formularen notiert und mit der ICR-Technologie ausgelesen und im zentralen Archiv oder Workflow-System verfügbar gemacht werden.

Barcode-Erkennung: Die automatische Weiterleitung von Einzelelementen durch die Produktionslinie benötigt konventionelle 1-D- und 2-D-Barcodeformate. Pharmazeutische Produkte kommen zunächst in Behälter. Um sicherzustellen, dass das entsprechende Etikett bei der späteren Etikettierung auf das passende Behältnis aufgebracht ist, erfolgt die Identifikation des Inhalts über einen Textstring oder Barcode auf der Oberfläche. Vor jedem Produktionsschritt werden Zusatzinformationen zu Verpackungen, wie Barcode oder Chargennummer, direkt am Fließband gescannt und im System registriert. Dies gewährleistet eine ausführliche Dokumentation über jeden Schritt. Die Erfassung von Produktinhalten und -komponenten garantiert eine hohe Transparenz des Herstellungsprozesses.

Machine Vision und Systeme mit OCR-Technologie automatisieren ganze Abschnitte der Supply-Chain. (Foto: Abbyy)

Machine Vision und Systeme mit OCR-Technologie automatisieren ganze Abschnitte der Supply-Chain. (Foto: Abbyy)

Machine Vision – das Herzstück der Produktion

Nicht nur in der Qualitätskontrolle spielen Machine Vision und Systeme mit OCR-Technologie eine wesentliche Rolle. Der automatisierte Produktionsprozess verlangt nach einem Transport der Güter an verschiedene Standorte. Intelligente Systeme sind in der Lage, eigenständig Befehle zu erteilen und Entscheidungen zu treffen, anstatt nur vorgegebene Aktionen auszuführen. Durch die Integration von Text- und Barcode-Erkennungstechnologien wird die Produktionslinie so programmiert, dass eine vorbestimmte Menge an Produkten einer vordefinierten Route folgen, ohne Umwege zurücklegen. Im Zeitalter der Indus­trie 4.0 müssen Unternehmen der Pharma-, Bio- und Medizintechnik von Maschinen profitieren, um wettbewerbsfähig bleiben zu können. In Branchen, in denen Qualität und Prägnanz vorherrschend sind, ergeben sich besonders viele Vorteile durch lernfähige Systeme. Automatisierung in der Pharmaindustrie führt zu Zeit- und Kosteneinsparungen. Gleichzeitig lassen sich gesetzliche Vorschriften leichter einhalten. Machine Vision und Systeme mit OCR-Technologien werden deshalb die Produktion im Pharmabereich entscheidend voranbringen.

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Über Abbyy
Abbyy ist ein führender Anbieter von Technologien und Services für Texterkennung und Dokumentenumwandlung. Das umfangreiche Produktportfolio für Dokumentenverarbeitung und Informationserfassung ist verfügbar für unterschiedliche Plattformen und Geräte. Abbyy bietet eine große Bandbreite von Lösungen für spezifische Geschäfts- und Branchenbedürfnisse. Unternehmen in der ganzen Welt vertrauen auf Lösungen zur Optimierung papierbasierter Geschäftsprozesse. 

Autor

Eva Weber, Senior Product Marketing Manager SDK, Abbyy Europa

Unternehmen

ABBYY Europe GmbH

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