Maschinenkonzept für Pharmaverpackungen

In der Welt der Pharmaverpackung hat sich lange eine Maschinen-Philosophie bewährt, die auf eine hohe Spezialisierung und Individualisierung der jeweiligen Lösung setzt. Verpackungsmaschinen-Hersteller wie Uhlmann Pac-Systeme bieten ihren Kunden Lösungen, die deren individuellen Anforderungen passgenau abbilden können. Der Vorteil einer solchen Vorgehensweise für den Kunden liegt auf der Hand: Er verfügt über eine Anlage, die exakt zu seinen Anforderungen und zu den Besonderheiten seiner Prozesse passt. Ein hoher Individualisierungsgrad hat aber auch seine Herausforderungen. Das zeigt sich vor allem, wenn man den gesamten Lebenszyklus der Verpackungslinie sowie die Aufwände betrachtet, die im Betrieb entstehen. Anwender müssen für eine stark individualisierte Maschinenlösung mit deutlich längeren Liefer- und Aufbauzeiten rechnen als für Lösungen „von der Stange“. Das gilt selbst dann, wenn das Portfolio, wie bei Uhlmann Pac-Systeme, schon eine große Funktionstiefe und -differenzierung bietet. Das heißt konkret: Kunden müssen für ihre produktiven Prozesse längere Übergangszeiten von der Installation und Inbetriebnahme der neuen Anlage bis zu deren Prozesssicherheit im Alltagsbetrieb einkalkulieren – mit entsprechenden Auswirkungen auf die eigenen Ressourcen und Auslastung.

Ein hoher Individualisierungsgrad stellt außerdem besondere Anforderungen an den Service und die Ersatzteilbeschaffung: Das jeweilige Serviceteam muss die konkrete Linie vor Ort ziemlich genau kennen. Zeiteffiziente Verfahren wie Ferndiagnose und Trouble Shooting über eine remote zugeschaltete Service-Fachperson sind nur eingeschränkt möglich. Auch die Ersatzteilbeschaffung gestaltet sich oft zeitaufwendig. Hält das Unternehmen Ersatzteile sowie die entsprechenden Formate und Werkzeuge für das Umrüsten der Verpackungslinie entsprechend vor, wird viel Kapital gebunden. Auch der Komplexitätsgrad des Ersatzteil- und Format-Managements ist deutlich höher als für Standardlösungen.

Ein hoher Individualisierungsgrad hat somit Einfluss auf den ROI und die Gesamtanlageneffektivität (OEE). Für viele verpackende Unternehmen in der Pharmaindustrie ist der Einsatz einer Verpackungslinie, die ihre konkreten Anforderungen weitgehend technisch abbildet, trotz der Einschränkungen beim OEE bisher ziemlich alternativlos. Mit den aktuellen Veränderungen in der Pharmaindustrie ändert sich aber auch das Anforderungsprofil an die Verpackungslösungen. So wächst der Anteil von Parenteralia an der gesamten Medikamentenproduktion dynamisch. Sie liegen meist in flüssiger Form vor, in Vials oder Ampullen, die entsprechend anspruchsvoll zu verpacken sind.

Ein weiterer prägender Trend im Gesundheitswesen ist die wachsende Individualisierung und Ausdifferenzierung medikamentöser Therapien. Für die Hersteller und Verpacker bedeutet das, dass sich die Batchgrößen pro Medikament reduzieren, dafür aber öfter und auch schneller das Medikament beziehungsweise dessen Form selbst wechseln.

Kleinere Batches, schneller wechselnde Anforderungen, höhere Flexibilität – das sind Anforderungen, die den aktuellen Maschinenbestand vieler Verpackungsunternehmen herausfordern. Schnelle Formatwechsel und Umrüstungen von Zuführungen oder anderer Linien-Komponenten erfordern einen Grad an Flexibilisierung, der sich weder mit hoher Standardisierung noch mit relativ spezialisierten Maschinen wirtschaftlich und prozesssicher abdecken lässt.

Der Pharma-Verpackungsspezialist Uhlmann Pac-Systeme adressiert diese strategische Herausforderung an die Maschinenkonzeption mit einem Modularisierungskonzept. Dabei ist das Prinzip der Modularisierung in der Industrie natürlich nicht neu: In der Autoindustrie kennt man es als Plattform-Modell, auch in einigen anderen Bereichen des Maschinenbaus findet es bereits in unterschiedlichen Formen Anwendung.

Für pharmazeutische Verpackungsmaschinen hingegen ist dieser Ansatz insofern neu, da hier stark individualisierte, kundenspezifische Lösungen auf Basis eines definierten und robusten Standards umgesetzt werden, die international zum Tragen kommen und global angewendet werden.

Modularitätsprinzip in der Praxis

Mit dem Parenteral Tray Center PTC 200 hat Uhlmann Pac-Systeme im Jahr 2023 eine Verpackungslösung für Parenteralia vorgestellt, die bereits auf der neuen modularen Produktstrategie beruht. Das Besondere daran: Über standardisierte definierte Schnittstellen lässt sich die Basismaschine relativ einfach für spezielle Anforderungsprofile umrüsten. Mit bis zu sechs Zuführungen werden Spritzen, Ampullen, Vials und dazugehöriges Zubehör wie Adapter oder Packungsbeilagen prozesssicher und schnell verpackt. Mit dem PTC 200 haben die Anwender aber auch die Möglichkeit, unterschiedliche Verpackungsmaterialien einzusetzen.

Je nach eingesetztem Modul kann das PTC herkömmliche Kunststoff-Klemmblister verarbeiten, aber auch mit vollständig recycelbaren Papier-Trays bestückt werden. Außerdem lassen sich unterschiedliche Monokunststoffe einsetzen. Durch die Möglichkeit zur Verarbeitung unterschiedlicher Produktformen und Packungsgrößen können Pharmaunternehmen ihre Produktion flexibel auf die Erfordernisse des Marktes anpassen. Darüber hinaus ermöglicht der intelligent gestaltete Umrüstprozess besonders schnelle Batchwechsel.

Zentraler Faktor für diesen hohen Flexibilitätsgrad des PTC 200 sind die standardisierten Schnittstellen. Üblicherweise bedeutet Standardisierung ein Verlust an Flexibilität beziehungsweise funktioneller Differenzierung. Bei modular konzipierten Verpackungsmaschinen dagegen ermöglichen die standardisierten Schnittstellen die Flexibilität bei der Integration unterschiedlicher Funktio­nen und auch die Interoperabilität entlang von Verpackungslinien. Für Anwender heißt das: Die einzelnen Maschinen innerhalb eines modularen Systems werden multifunktionaler, lassen sich durch die vordefinierten Funktionalitäten der Module aber gleichzeitig einfacher konfigurieren.

Weil die einzelnen Module über die Standardisierung der Schnittstellen auf mehrere Maschinen beziehungsweise Maschinentypen passen, wird außerdem der Umfang und Komplexitätsgrad des Format-, Werkzeug- und Ersatzteilbestandes rund um die Maschinen beziehungsweise Verpackungslinien reduziert. Formatwechsel und Umbauten lassen sich schneller bewerkstelligen, die Maschinenlaufzeit erhöht sich und damit auch der OEE.

Weil bei modular konzipierten Lösungen wie dem PTC 200 alle verbauten Module bekannt sind (und in den meisten Fällen auch als digitaler Zwilling vorliegen), können Techniker im Servicefall vielfach auch remote unterstützen beziehungsweise dem Team vor Ort schnell Ersatzteile bereitstellen. Zeitaufwand und Materialeinsatz lassen sich so relativ genau kalkulieren. Gekoppelt mit entsprechenden digitalen Analyse- und Reporting-Tools schaffen modular aufgebaute Verpackungslösungen auch die Basis, um Verpackungsprozesse bis hin zu Wartung und Servicing noch weiter zu automatisieren und somit dem Kunden eine Gesamtlösung anzubieten.

Ein weiterer Vorteil eines modularen, auf definierten standardisierten Schnittstellen beruhenden Maschinen- und Funktionsportfolios: Einigen sich unterschiedliche Hersteller hier auf gemeinsame technische Basics, lassen sich komplette Produktions- und Verpackungslinien einfacher konfigurieren, installieren, in Betrieb nehmen und betreiben. Die Verpackungsexperten von Uhlmann Pac-Systeme arbeiten gemeinsam mit anderen Anbietern im Kompetenzcluster Packaging Valley daran, solche Schnittstellen-Kompatibilität zu erreichen.