Um in der Produktion der Life Sciences höchste Standards zu gewährleisten, spielen Messgeräte, die Daten in Echtzeit erfassen, eine wesentliche Rolle für die zuverlässige und effiziente Prozesssteuerung. Neben der kontinuierlichen und präzisen Überwachung von Parametern wie Temperatur, pH-Wert oder Druck spielen dabei aber immer mehr auch weiterführende Gerätefunktionen eine Rolle. Dabei stehen gerade die selbstüberwachenden Funktionen intelligenter Messtechnik im Fokus. Durch Selbstdiagnosen können diese Geräte frühzeitig erkennen, ob sie korrekt arbeiten, und liefern Hinweise auf mögliche Abweichungen oder Verschleiß. Diese Diagnosen lassen sich grundsätzlich für Ansätze zur Steigerung der Prozesssicherheit nutzen und helfen dabei, das Risiko von Chargenverlusten effektiv zu vermeiden.
Intelligente Prozesssteuerung
Ein Beispiel für den Einsatz smarter Messtechnik ist die Heartbeat Technology von Endress+Hauser, einem Anbieter von Mess- und Automatisierungstechnik für Prozess und Labor. Diese Technologie wird in Feldgeräte integriert, die Parameter wie Durchfluss, Füllstand, Druck und Temperatur erfassen. Dabei basiert die Heartbeat Technology auf Signalen, die neben den primären Messwerten zusätzlich erhoben werden, um Diagnose-, Prüf- und Überwachungsfunktionen zu ermöglichen.
Eine wesentliche Funktion der Heartbeat Technology ist Heartbeat Verification, mit der sich auf Knopfdruck die Funktionsfähigkeit der Geräte verifizieren lässt, ohne den laufenden Prozess zu unterbrechen. Dabei wird automatisch und in-situ geprüft, ob die relevanten Gerätekomponenten der Prozessmesstechnikgeräte weiterhin die ursprünglichen Referenzwerte erfüllen, und nach systematischen Fehlern gesucht, die die Geräte- oder Prozessleistung beeinträchtigen könnten. Diese Prüfungen sind gemäß ISO 9001 rückverfolgbar und von externen Stellen zertifiziert, wodurch sie den hohen Anforderungen der Life-Sciences-Industrie gerecht werden. Durch diese Selbstverifikation können Anlagenbetreiber Anomalien frühzeitig erkennen und rechtzeitig Maßnahmen ergreifen, bevor es – zum Beispiel während der laufenden Produktionscharge – zu Störungen oder Ausfällen kommt. Dies erhöht nicht nur die Zuverlässigkeit und Sicherheit der Messungen, sondern unterstützt auch regulatorische Vorgaben und trägt zur Optimierung von Kalibrier- und Prüfzyklen bei. Zusätzlich lassen sich ungeplante Stillstandzeiten minimieren, die Produktivität steigern und die Prozesseffizienz nachhaltig verbessern.
Schlüssel zur sicheren Chargenproduktion
Um die Daten smarter Messgeräte nicht nur zu erfassen, sondern im Produktionsprozess nutzbar zu machen, hat Endress+Hauser das Ready-for-Batch-Prinzip entwickelt. Im Kern dieses Systems steht die Heartbeat Verification, die für eine durchgehend sichere und unterbrechungsfreie Funktion der Messtechnik sorgt und damit die zuverlässige, störungsfreie Herstellung jeder Produktionscharge gewährleistet.
Die Grundlagen von Ready for Batch sind denkbar einfach: Vor der Produktion wird die Heartbeat Verification für alle relevanten Feldgeräte durchgeführt, um sicherzustellen, dass diese einwandfrei funktionieren. Der Prozess läuft in klaren Schritten ab. Zunächst initiiert der Bediener den Start einer neuen Charge über das Prozessleitsystem (PLS) oder die speicherprogrammierbare Steuerung (SPS). Bevor die Produktion beginnt, wird durch diesen automatischen Trigger eine Heartbeat Verification aller eingebundenen Feldgeräte durchgeführt, um zu überprüfen, ob die wichtigsten Messpunkte – etwa für Druck, Durchfluss oder Temperatur – ordnungsgemäß arbeiten. Die Heartbeat Verification liefert eines von zwei Ergebnissen: „bestanden“ oder „nicht bestanden“. Im Fall eines positiven Ergebnisses kann die Charge gestartet werden.
Sollte ein Messpunkt jedoch „Nicht bestanden“ anzeigen, können unmittelbar Korrekturmaßnahmen gemäß den Standardarbeitsanweisungen (SOP) des Betreibers eingeleitet werden. Dazu gehört beispielsweise die Wiederholung der Heartbeat Verification nach Stabilisierung der Prozessbedingungen, die Kontaktaufnahme mit dem Wartungspersonal oder die Durchführung gezielter Reparaturen. Dieses strukturierte Vorgehen stellt sicher, dass kritische Abweichungen rechtzeitig vor dem Start der Produktionscharge erkannt und mögliche Fehlerquellen beseitigt werden.
Nach Abschluss der Charge kann optional eine zweite Heartbeat Verification durchgeführt werden, um den Zustand der Messgeräte zum „as-left“-Zeitpunkt zu dokumentieren. Dies eröffnet weitere Möglichkeiten für die Chargendokumentation, die zu einer besseren Rückverfolgbarkeit führen sowie für Trending-Ansätze, welche die langfristige Stabilität des Prozesses sicherstellen sollen. Gleichzeitig erlaubt es die Heartbeat Technology zusätzliche Heartbeat Verification im laufenden Betrieb durchzuführen, ohne die Messungen während des Produktionsprozesses zu unterbrechen.
Ein besonderes Merkmal des Ready-for-Batch-Prinzips ist die vollständige Integration in das Leitsystem sowie die automatisierte Dokumentation der Prüfberichte. Diese Funktionen reduzieren nicht nur den manuellen Aufwand, sondern sorgen auch für eine lückenlose Rückverfolgbarkeit. Die automatisierte Dokumentation stellt sicher, dass die Verifikationsberichte jederzeit verfügbar sind und als Nachweis für regulatorische Anforderungen dienen können. Somit erfüllen sie die hohen Anforderungen der stark regulierten Life-Sciences-Branche.
