PC-based control for Covid-19 rapid testing production lines
Covid-19-pikatestituotantolinjojen PC-pohjainen ohjaus
Kompakti automaatiotekniikka mahdollistaa modulaarisen ja laadukkaan pikatestituotannon
Oulunsalossa toimiva Ginolis Oy on valmistanut pikatestituotantolinjoja jo lähes vuosikymmenen ajan. Koronapandemian vuoksi yrityksen aikaisemmin toimittamia tuotantolinjoja muunnetaan nyt covid-19-pikatestien tuotannon tarpeisiin. Lisäksi samaan tarkoitukseen tuotetaan myös uusia laitteistoja. Beckhoffin kompaktirakenteinen automaatiotekniikka on tärkeässä osassa tuotantotekniikan modulaarisessa toteutuksessa sekä sen laadun ja luotettavuuden varmistamisessa.

Ginolis on perustettu vuonna 2010, ja se tarjoaa laadukkaita automatisoituja kokoonpano- ja tuotantoratkaisuja lääketieteen kulutustarvikkeiden tuotantoon ja käsittelyyn esimerkiksi tarkkaan annostelutekniikkaan, insuliinipumppujen valmistukseen sekä pikadiagnostiikkaan. Pikadiagnostiikka on osoittautunut erityisen voimakkaasti kasvavaksi terveysteknologian osa-alueeksi. ”Toimintamme ydin on tuoda automaatiota pikadiagnostiikan tuotteiden valmistukseen ja testaukseen”, kertoo Ginoliksen toimitusjohtaja Teijo Fabritius. Tällaiset terveydenhuollon kulutustarvikkeet ovat nykyään hyvin kysyttyjä kaikkialla maailmassa. Tasokkaat automaatioratkaisumme eivät ainoastaan alenna tuotantokustannuksia, vaan niiden mahdollistamat nopeammat ja tarkemmat testit ovat myös helpompia käsitellä ja luotettavampia.” Teijo Fabritius on vakuuttunut, että tulevaisuudessa pikadiagnostiikka on enenevässä määrin kaikkien kuluttajien saatavilla samalla tavoin kuin esimerkiksi raskaustestit. Tämä vapauttaa terveydenhuollon resursseja ja säästää siten yhteiskunnan varoja.

Modulaariset mukautettavat tuotantolinjat

Ginolis hyödyntää terveysteknologiassa modulaarista ajattelumallia. Sen ideana on toimittaa asiakkaalle räätälöity tuotannollinen kapasiteetti, mutta jättää mahdollisuus myöhempään tuotannon skaalamiseen. Teijo Fabritius selittää asiaa näin: ”Modulaarisen mallimme vuoksi asiakkaan ei investoinnista päättäessään tarvitse huolehtia tulevaisuuden volyymivaatimuksista, sillä tuotantokapasiteettia voidaan helposti kasvattaa jälkikäteen lisämoduuleilla. Erilaiset vakiomoduulit esimerkiksi kokoonpanoon ja tuotteiden tarkastukseen tarjoavat loppukäyttäjälle suuren kilpailuedun, sillä kun lisäosat ovat vakiomallisia, niitä pystytään toimittamaan nopeasti. Toimitusajat ovat vain muutamia kuukausia, mikä on tällä alalla hyvin poikkeuksellista.”

Yksittäisiä tuotantomoduuleja ohjaa Beckhoffin sulautettu PC CX2040, jossa on neliytiminen Intel® Core™ i7 ‑prosessori (kellotaajuus 2,1 GHz). Ohjausohjelmistona on TwinCAT 3 NC I. Tavallisesti yhdellä tuotantolinjalla on useita satoja liikeakseleita ja I/O- liitäntäpisteitä. Yksittäisessä moduulissa on useimmiten 50–100 EtherCAT-I/O-liitäntäpistettä sekä lukuisia Beckhoffin Compact drive -tekniikalla toteutettuja akseleita, joita ohjataan EL72xx-servomoottoriterminaaleilla, EL70xx- askelmoottoriterminaaleilla ja EL7411-BLDC- moottoriterminaaleilla. Ginoliksen huipputehokkaissa kokoonpanolinjoissa käytetään älykästä XTS-kuljetinjärjestelmää.

Kompaktia ja tehokasta PC -pohjaista ohjausta

Teijo Fabritius kertoo, että Ginolis on valinnut Beckhoffin PC-pohjaisen ohjaustekniikan monista syistä: ”PC-pohjainen ohjaus mahdollistaa useiden ohjelmistopohjaisten toimintojen saumattoman integroinnin automaatiojärjestelmään. Lisäksi sulautetut teollisuus-PC-järjestelmät ovat erittäin kompakteja ja suorituskykyisiä. Kompakti koko on tärkeä tekijä nimenomaan automaatiokomponenttien kohdalla, koska laitteille on varsinkin puhdastiloissa vain vähän tilaa.” Lisäksi on vielä muitakin syitä: ”Mitä enemmän voimme toteuttaa toimintoja ohjelmallisin keinoin, sitä kompaktimmiksi, joustavimmiksi ja helpommin päivitettäväksi samme ratkaisumme. PC-pohjainen ohjaustekniikka on erinomainen alusta tähän tarkoitukseen. Beckhoff on myös kehittänyt muitakin tuotteita, jotka sopivat hyvin automaatiokonseptiimme. Erityisen kiinnostavia ovat ohjelmistopohjainen reaaliaikainen TwinCAT Vision -konenäköjärjestelmä sekä asennusaikaa huomattavasti nopeuttavat EJ-sarjan kompaktit EtherCAT- plug-in -moduulit.”

Tehokas automaatio on merkittävässä osassa myös korkean laadun ja tuotannon luotettavuuden varmistamisessa. Teijo Fabritius kertoo: ”Hyvä esimerkki on tilanne, jossa joudutaan määrittämään sydänlihasvaurion merkkiaine verinäytteestä. Tällaisessa tilanteessa on helppo ymmärtää, miksi tuloksen oikeellisuus on ehdottoman tärkeää. Sama pätee nesteiden käsittelyyn. Ginolis on kehittänyt annostelutekniikkaa, joka varmistaa esimerkiksi vasta-aineiden äärimmäisen tarkan annostelun.”

Terveysteknologinen kehitystyö vaatii Teijo Fabritiuksen näkemyksen mukaan pitkäkestoista kumppanuutta automaation asiantuntijan kanssa: ”Ginolis on valinnut Beckhoffin, koska molemmat yritykset toimivat maailmanlaajuisesti, joten tarvittavan tuen tai varaosat saa läheltä asiakasta. Beckhoff on tunnettu yritys, josta meillä on hyviä kokemuksia jo aikaisemmissa projekteissa. Pitkäkestoinen yhteistyö on olennaisen tärkeää terveysteknologiassa, koska kaikille tuotteille tarvitaan viranomaishyväksyntä. Sen jälkeen, kun hyväksyntä on saatu, muutosten tekeminen on hyvin hankalaa. Siksi automaatiokomponenttien on oltava saatavilla pitkän aikaa, ja Beckhoffin kanssa näin on.”

Fully automated line for manufacturing diagnostic test cartridges (Copyright: Ginolis, Finland)

Ginoliksen täysin automaattinen tuotantolinja testikasettien valmistukseen (Kuva: Ginolis, Suomi)

Removal of the test cartridge from a production module (Copyright: Ginolis, Finland)

Testikasetin ottaminen tuotantomoduulista (Kuva: Ginolis, Suomi)