■ ENGEL
前言
更高效率和安全性、更高靈活性和更快的工業化速度，在進一步全球擴張過程中，這些是Ypsomed 統一生產流程的要點。ENGEL 的集成系統解決方案在醫療技術公司新的平臺策略中起著關鍵作用。
全球糖尿病患者人數每年以百分之九的速度增長。對於Ypsomed（自我藥療注射和輸液系統的優質開發商和製造商）而言，這意味著銷量增加。該公司總部位於瑞士Burgdorf，一直在繼續其全球擴張進程。最近，他們在德國北部Schwerin 設立了一個全新的工廠，擁有13,500 平方米的生產面積用於射出和組裝。Ypsomed 在全球各個駐地為大型知名製藥企業生產筆、自動注射器和泵系統，用於輸入胰島素等液體藥物。新產品的開發和生產過程在總部進行。這也是公司自己的模具製造和技術中心所在地，是新工藝在全球開始批量生產之前進行調試磨合的地方。
圖1：“ENGEL compact cell”在K 2019 塑料與橡膠工業展上首次亮相，它包含所有自動化組件，比標準防護架窄得多（圖片來源：ENGEL）
優勢是快速工業化
長期以來，全球的射出機械區由不同類型和品牌的機器組成。「這不再符合我們的擴張戰略。」Ypsomed首席運營官(COO) Frank Mengis 表示。因此在五年前就做出了標準化的決定。「新平臺策略的目標是進一步提高效率、安全性和品質，同時簡化我們的流程。」「標準化正在發展成為醫療技術行業的趨勢，不僅僅是在大型企業中。」射出機製造商和系統解決方案提供商ENGEL 醫療事業部負責人Christoph Lhota 指出。「Ypsomed 就是一個示例。在很早的時候，我們就共同定義了所有規範乃至細節，對規範進行了深入研究，然後持續地實施這些規範。」在此基礎上，迄今為止已為全球各地的Ypsomed 駐地交付了100 多臺全電動ENGEL e-motion 射出機。鎖模力有所不同：800、1600 和2800kN，但機器的其他方面都相同。在選擇選配件時，考慮了未來的情况。並非所有機器從一開始就使用了整個產品範圍。
相反，其目標是避免隨後的改裝和與此相關的重新認證。這樣，平臺策略在運行過程中可節省大量的資金和時間。「每一個變更都可提高效率，這些變更不必通過變革管理來實現。」Lhota 表示。
「我們現在可以從全世界所有駐地預訂射出機生產，就好像是訂購現貨。」Mengis 說。「但優勢是快速工業化。所有新機器的認證計劃相同。這意味著我們可以將新機器和新工藝更快地投入批量生產。」
借助全電動e-motion 高性能射出機，Ypsomed 確保高精度零故障生產。具競爭力的單位成本和射出件進一步無故障加工的重要前提條件。例如，一支筆由11到15 個（具體取決於型號）全自動組裝的零件構成。
較小面積內的自動化設備
射出機啓動。同時，Ypsomed 也開始實施射出工藝自動化的標準化。「我們在射出機方面與ENGEL 有非常好的合作經驗。我們是一支協作良好的團隊。」Mengis 强調。「所以我們決定選擇ENGEL 作為我們的合作夥伴來實現射出工藝的自動化。」e-motion 射出機現在配備了ENGEL viper 線性機械手。此外，ENGEL 的新型compact cell 也起著關鍵作用。在開發首次亮相於K 2019 塑料與橡膠工業展的compact cell 時，ENGEL 也依靠標準化。由於其標準化結構，新的自動化單元使各種自動化組件以及其他下游加工單元的集成特別容易。它包含所有組件，比標準防護架窄得多。「在占地面積方面，compact cell 是有優勢的，」瑞士Ypsomed 生產技術工藝經理Marlon Trachsel 强調，「我們研究了K 2019 塑料與橡膠工業展上的新解決方案，並立即看到了它能為我們帶來的優勢。」
統一的操作邏輯實現更可靠的工作
與機器一樣，所有compact cell 的設計相同，以實現其靈活性。為了避免每次更換模具時必須改裝外圍設備，compact cells 為自由落體零件和借助viper 機械手進行的軟放置都配備了所有必需的組件。產量以百萬計的自由落體零件（例如針托）通過傳送帶和三通道岔直接傳送到盒子中。compact cell 提供兩種不同尺寸的托盤用於殼體部件，後者由viper 機械手從型腔中取下。盒子和托盤更換是自動進行的。
圖2：在K 塑料與橡膠工業展上，compact cell 通過生產醫療設備的殼體部件得到展示，並藉由雙組分工藝實現更短的周期時間（圖片來源：ENGEL）
圖3：由於高度自動化，注射筆的生產對射出加工的精度提出了很高的要求（圖片來源：Ypsomed）
儘管集成度很高，compact cell 仍可確保機器操作人員能隨時快速訪問模具室。打開compact cell 時，盒子和托盤更換器被推到一側。用於散裝貨物和軟放置的加工單元彼此叠放排列。通過這種方式，compact cell 使自動化設備保持極其緊凑的狀態。「現在有五個生產單元的地方，在轉換到標準化自動化單元後將有六臺設備。」Trachsel 表示。特別是在潔淨室中，這顯著提高了成本效率。
通過ENGEL 系統解決方案實施標準化的另一個優勢是整個生產單元的統一操作邏輯。ENGEL 的機械手和其他自動化單元完全集成到射出機的CC300 控制系統中。這樣可以通過機器顯示屏調整和監控整個過程。生產人員不必為自動化而熟悉另一種控制理念。隨著生產過程日益複雜的趨勢，這一方面變得越來越重要。簡單的操作可降低錯誤風險，並更容易以恆定的高品質進行生產。
數位化推動伺服電動模具趨勢
在K 2019 塑料與橡膠工業展上，compact cell 已通過一個醫療應用得到展示。在一臺e-motion 射出機上生產了醫療設備的殼體部件。該應用的技術創新在於將射出過程分為兩個部分，其目的是實現更短的周期時間。由於因穩定性而無法减小筒形裝置的壁厚，因此只有雙組分工藝才有可能縮短冷卻時間以及周期時間。在采用Hack Formenbau 的Vario-Spinstack技術的8 腔模具（具有帶四個位置的垂直基準軸）中，首先由聚丙烯製成基體，第二個位置用於冷卻，第三個位置注入另一層聚丙烯。「總體而言，兩個薄層比一個厚層冷卻得更快。」Christoph Lhota 解釋道。在第四個位置，從與射出過程平行的封閉模具上取下零件，這對實現極短的周期時間提供了額外幫助。
雙組分精密模具在這個應用中完全以伺服電動驅動，其中使用ENGEL 新開發的軟體。這確保抽芯等部件的伺服電動運動與液壓運動一樣得到控制。這樣用戶可以自行編程伺服電動運動，而無需額外資質。通過軟體，ENGEL 為增加伺服電動模具的使用鋪平了道路。醫療技術處於這一趨勢的前沿。使用伺服電動模具的原因在於運動精度特別高，完全無油，以及數位化戰略的日益頻繁。「伺服電機為品質關鍵型工藝參數的靈敏監控提供了更多可能性，以便能夠及早發現故障、停機和待處理的維護工作。」HackFormenbau 管理合夥人Gunnar Hack 解釋道。
在K 2019 塑料與橡膠工業展上，Hack Formenbau的Moldlife Sense 系統展示了模具技術數位化的巨大潜力。與射出機的智慧輔助系統類似（例如ENGEL的iQ weight control 或iQ flow control），將來也有可能在產生廢品或由於磨損而造成損壞之前，在模具上消除臨界狀態。
圖4：醫療技術領域對伺服電動模具的需求强勁，其中一個推動因素是生產過程的數位化（圖片來源：ENGEL）
圖5：Ypsomed 正在擴大生產，最近更在Schwerin 新建了一家生產廠，配備了全電動ENGEL e-motion 射出機（圖片來源：Ypsomed）
更充分地利用大數據和人工智慧的機遇
輔助設備和人工智慧越來越多地進入射出生產。如果說射出機和模具的系統領域目前仍然彼此分離，將來則有可能合併數據領域。
在Ypsomed，這也是一個重要的話題。在這裡，標準化已經植根於數位化戰略。為了能夠更充分地利用大數據和人工智慧提供的機遇，Ypsomed 致力於將公司各個部門的IT 系統越來越緊密地結合起來。「生成的數據量在增加，但數據的使用量卻沒有增加。」Ypsomed 的IT 經理Uwe Herbert 在2 月份的ENGEL醫療技術會議med.con 上表示。「如果我們更好地利用這一潜力，我們可以進一步提高產品品質，同時提高生產過程的效率。」■
