Papierlose Produktion in der Pharmaindustrie

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1 Industriesoftware Papierlose Produktion in der Pharmaindustrie Integrierte Lösung für die MES- und Automatisierungsebene White Paper Ausgabe 2015 siemens.de/pharma

2 Papierlose Produktion in der Pharmaindustrie Integrierte Lösung für die MES- und Automatisierungsebene Andrew Whytock, Jean-Jacques Lieners, Clemens Kersten, Nicolas Tessie et al., Siemens AG Abstract Die Pharmaindustrie sucht kontinuierlich nach Möglichkeiten zur Prozess- und Verfahrensverbesserung, um dem steigenden Kostendruck zu begegnen und dabei alle Auflagen der Behörden zu erfüllen. Eine neue ebr-lösung (Electronic Batch Record) unterstützt dabei, regulierte Prozesse völlig ohne Papier zu beherrschen. Außerdem trägt sie sowohl in manuell gesteuerten als auch in hochautomatisierten Prozessen zu mehr Betriebs- und Fertigungseffizienz bei von der Erstellung des Chargenberichts bis zur Freigabe des Chargenprotokolls. Die Softwarelösung von Siemens bietet ein Electronic Batch Record-Management, das auf einer nativen Integration von MES (Manufacturing Execution System) mit SIMATIC IT ebr und Prozessleitsystem mit SIMATIC PCS 7 und SIMATIC Batch aufbaut. Dies beschleunigt die Erstellung, Ausführung, Überprüfung und Freigabe des MBR (Master Batch Record) und ebr (Electronic Batch Record). Zudem macht die Lösung die MBR- Erstellung sehr flexibel, da über die Auswahl des Namens und der Version der Grundrezepte die gesamten Rezeptinformationen aus SIMATIC Batch zur Verfügung stehen, die für die Erstellung im MES verwendet werden können. Durch die nahtlose Integration zwischen der Chargenverarbeitung im Prozess leitsystem und dem Workflow-Management im MES vereinfacht und beschleunigt SIMATIC IT ebr die I mplementierung einer Lösung zur papierlosen Dokumentation der Prozesse. Dabei wird die übliche Implementierungsdauer für ein Rezept von einem Jahr auf nur zwei Monate verkürzt. 2

3 Inhalt 1. Einführung 4 2. ebr: Herzstück der papierlosen Produktion Definition Der gesetzliche Rahmen Die Vorteile der papierlosen Produktion Papierlose Produktion und Automatisierung Bewertungskriterien bei der Auswahl eines geeigneten Systems bzw. einer Lösung Implementierungsstrategie 9 3. SIMATIC IT ebr: eine integrierte Lösung für die papierlose Produktion Die Lösung im Überblick Die wichtigsten Funktionen von SIMATIC IT ebr Das MBR-Template SIMATIC IT ebr und Automatisierungsebene Der ebr-prozess Funktionen im Detail Implementierungsoptionen und Anwendungsfälle Abkürzungen 18 3

4 1. Einführung Wachsender Wettbewerb und Kostendruck, Einhaltung gesetzlicher Regularien, Gewährleistung der Patientensicherheit sowie eine kürzere Time-to-Market: die Pharmabranche sieht sich gegenwärtig zahlreichen Herausforderungen gegenüber. Die Produktvielfalt, sowie die Notwendigkeit nach neuartigen, zielgerichteten Medikamenten in neuen Darreichungsformen ist in letzten Jahren enorm gestiegen. Hochwirksame pharmazeutische Wirkstoffe müssen in kleineren Chargen und mit immer strengeren Verfahrensabläufen hergestellt werden, um die Qualität und Sicherheit der Produkte zu gewährleisten. Das stellt immer höhere Anforderungen an die Flexibilität der Produktion und gleichzeitig müssen die gesetzlichen Vorschriften zwingend eingehalten werden. Für die Pharmaindustrie ist es wichtiger denn je, dass Produktionsprozesse besser und schneller werden, und der Schlüssel dazu liegt in Operational Excellence. Eine Hürde besteht bislang darin, dass Prozesse in Papierform dokumentiert werden. Diese Art der Dokumentation ist zwar bei der Chargenproduktion gängige Praxis, erschwert jedoch Verbesserungen der Prozesse: Sie benötigt viel Zeit, bietet wenig Transparenz und macht den Review vergleichsweise lang. Deshalb ermutigen die Regulierungsbehörden die Pharmaindustrie dazu, moderne IT- und Automatisierungslösungen zu nutzen und zu einer papierlosen Produktion umzusteigen. Dass eine papierlose Prozessdokumentation bedeutende Vorteile bietet, ist der Pharmabranche durchaus bereits bewusst. Dennoch zögern viele Unternehmen, solche Systeme in großem Maßstab einzuführen. Es bestehen Bedenken hinsichtlich der Kosten, Risiken und des tatsächlichen Nutzens der papierlosen Produktion, vor allem in hochautomatisierten Umgebungen. Bis vor kurzem gab es keine wirklich integrierten Lösungen für die MES (Manufacturing Execution System), Produktions- und Automatisierungsebene, die sowohl manuelle als auch automatisierte Prozesse abdecken konnten. Mit SIMATIC IT ebr präsentiert Siemens jetzt eine Lösung, die die Lücke zwischen den ISA-95 und ISA-88 Standards zur Integration von MES, Automatisierung, Chargensteuerung und Produktions-IT schließt. Egal ob manuell oder automatisiert SIMATIC IT ebr unterstützt die Produktionsausführung über eine nahtlose Interaktion zwischen MES, Automatisierungssystem und ERP-System (Enterprise Resource Planning). SIMATIC IT ebr vereinfacht die Einführung einer papierlosen Dokumentation auf der Grundlage von embrs (Electronic Master Batch Records) und ermöglicht es den Unternehmen, ihre Prozesse effizienter zu machen, ohne dabei die Qualität und Sicherheit der Produkte zu gefährden. 4

5 2. ebr: Herzstück der papierlosen Produktion 2.1. Definition Ein Electronic Batch Record (ebr) ist im wesentlichen ein elektronisches Abbild der üblichen papierbasierten Dokumentation von Produktionsabläufen in der Pharmaindustrie. Die Produktionsprozesse werden in einem Master Batch Record (MBR) definiert, der sozusagen als Grundrezept für die Herstellung eines Medikaments dient. Der MBR enthält die Produktspezifikation ( was wird produziert ), die Arbeitsabläufe, Rahmenbedingungen, die Equipment und den Workflow ( wie wird es produziert ), die qualitätskritischen Parameter ( wie wird der Prozess verifiziert ) und die notwendigen Tests zur Sicherung der Produktqualität ( wie wird die Produktqualität geprüft ). Während der Produktion werden alle erforderlichen Daten und Informationen erfasst und im entsprechenden Chargenbericht dokumentiert. Dieser Bericht dient als Nachweis sowohl für das Qualitätsmanagement als auch zur Vorlage bei den Behörden. In der papierlosen Produktion werden all diese Spezifikationen und Informationen in elektronischen Dokumenten erfasst, erstellt und gepflegt (Abbildung 2.1). In seiner einfachsten Form ist ein ebr eine elektronische Version der bislang auf Papier dokumentierten Prozesse (Paper-to- Glass). Wird das ebr-system mit modernen IT-Systemen realisiert und elektronische Chargeninformationen mit anderen Produktionssystemen wie Laborinformationsmanagement (LIMS) und Prozessleit- oder Gebäudeleittechnik vernetzt, lassen sich zusätzlich Workflows rationalisieren, Fehler und Abweichungen vermeiden, eine höhere Produktionsqualität (Right-First-Time) erzielen sowie Chargenprüfungen und -freigaben erleichtern Der gesetzliche Rahmen Die Behörden präferieren seit einiger Zeit einen sogenannten risiko-basierten Ansatz, um die Qualität bei der Produktion von Arzneimitteln zu sichern. Damit wollen sie Pharmaunternehmen ermutigen, bereits in anderen Branchen eingesetzte Technologien zur Verbesserung von Produktionseffizienz und -leistung zu übernehmen. Die US-amerikanische Food and Drug Administration (FDA) und die European Medicines Agency (EMA) haben dafür Stand der Pharmaproduktion heute: die 5 M als Eckpfeiler für operational Excellence Wird die Equipment gewartet? Verwende ich die richtige Equipment? Ist die Equipment richtig programmiert? Wird die Produktionsumgebung überwacht? Wird der Prozess von Umgebungsfaktoren beeinflusst? Milieu/ Umgebung Maschinen & Equipment Operational Excellence Methode & Prozess Ist der Prozess klar dokumentiert? Sind Korrekturmaßnahmen definiert? Besteht im Prozess genügend Qualität? Sind die Materialien in der Anlage rückverfolgbar? Materialien Menschen/ Anlagenfahrer Sind die Mitarbeiter geschult? Werden die Rohstoffe ausreichend geprüft? Werden die Materialien richtig gehandhabt? Kann menschliches Versagen eine Rolle spielen? Ist die Arbeitseffizienz akzeptabel? * Auf der Grundlage von Ishikawas Ursache-Wirkungs-Diagramm, auch bekannt als die 5 M Abb. 2.1: Ein vollständiger Chargenbericht muss alle Informationen erfassen, die für die Produktion einer Charge relevant sind 5

6 2. ebr: Herzstück der papierlosen Produktion eigene Richtlinien veröffentlicht. Sie legen fest, wie die entsprechenden Produktionsdokumente in einem elektronischen System erstellt und verwaltet werden sollen, damit der Bericht alle erforderlichen Informationen zur Herstellung des Medikaments beinhaltet. Nach den in der Richtlinie 21 CFR Part 11 beschriebenen Vorgaben muss jedes ebr-system zur papierlosen Produktion drei Schritte umfassen: Design, Execution und Review. Um den Prüfund Freigabeprozess zu vereinfachen und den Aufwand für die Qualitätssicherung zu verringern, sollen nur die Chargen geprüft werden, die beanstandet wurden (Review by Exception) Die Vorteile der papierlosen Produktion Welche Vorteile hat eine solche papierlose Dokumentation im Vergleich zu traditionellen Methoden? Zunächst macht die detailliertere Aufzeichnung von Prozessdaten, -zuständen und -ergebnissen Prozesse robuster gegenüber Fehlern und Abweichungen. Eine papierlose Produktion ermöglicht: sicheren den korrekten Einsatz von Rohstoffen und Equipment sowie die Gewährleistung des Workflows ( das richtige Material, der richtige Ort, die richtige Zeit, der richtige Status, die richtigen Mitarbeiter ), höhere Ausbeute an marktfähigen Chargen und verringert den Ausschuss (vor allem als Folge von Bedienoder Handhabungsfehlern) und reduziert Abweichungen, sowie den Aufwand für Untersuchungen und die Erstellung von Plänen zu Korrekturmaßnahmen verringert wird, sodass die Zykluszeiten kürzer werden. Die gesamte elektronische Dokumentation wird an einem zentralen Ort gespeichert, von dem aus auf alle c hargenbezogenen Dokumente zugegriffen werden kann. Dadurch verringern sich: der Zeit- und Arbeitsaufwand für die Erstellung und Pflege von Chargenberichten sowie für die Chargenprüfung und -freigabe, sodass auch das Batch Record Management vereinfacht wird, und die Verzögerungen und die benötigte Zeit für die Erfassung von Informationen im Chargenbericht. Durch ein einfaches System sowohl für manuelle als auch für automatisierte Prozessoperationen und eine effektive Dokumentation von Aktionen und Ergebnissen stärkt die papierlose Produktion zudem die Compliance mit Standardprozessen, Abläufen und Vorschriften. Dadurch wird: die Variabilität der Fertigungsprozesse gesenkt, da Standard-Workflows (gesteuert durch elektronische Anweisungen) leichter befolgt werden können und das systematische Erfassen und Überwachen von Abweichungen erleichtert. Auch Nachverfolgungen, Analysen sowie das Audit- und Inspektionsmanagement werden in vielerlei Hinsicht verbessert. Die papierlose Produktion bietet eine komplette Rückverfolgbarkeit von Aktionen, Inhaltsstoffen, Equipment und Mitarbeitern (einschließlich der Integration mit dem Enterprise Resource Planning und der Anlagenautomatisierung), erhöht die Reaktionsfähigkeit, indem bei Audits kritische Informationen bereitgestellt werden (mit erweiterten Berichtsfunktionen) und macht Informationen und Daten so zugänglich, dass Analysen und Untersuchungen vereinfacht werden. Insgesamt kann eine papierlose Produktion den Arbeitsund Zeitaufwand für die Dateneingabe erheblich senken, die Menge der unfertigen Erzeugnisse, die Komplexität der Dokumentation und die Aktenübergabe zwischen Teams reduzieren und die Fehlerzahl verringern. Das Ergebnis sind kürzere Zykluszeiten Papierlose Produktion und Automatisierung Die Einführung einer papierlosen Lösung in einer automatisierten Produktionsumgebung stellt dabei eine besondere Herausforderung dar, da die meisten Manufacturing Execution Systeme (MES) für die papierlose Produktion als Workflow-Tools für manuelle Prozessoperationen konzipiert wurden (Abbildung 2.2). Ursprünglich wurden sie für die Anforderungen von Secondary-Prozessen entworfen, in denen diskrete Anlagen und Maschinen für Prozessoperationen eingesetzt wurden. Der Materialfluss kann durch einen linearen Materialtransfer von einer Station an die nächste beschrieben werden. Die Anzahl der Abweichungen ist dabei sehr begrenzt und wird durch einen manuellen Eingriff oder einen externen Trigger identifiziert (z. B. eine Probeentnahme für eine prozessinterne Kontrolle oder ein aussortiertes Ausschussprodukt). 6

7 2. ebr: Herzstück der papierlosen Produktion Diese Produktionskonzepte unterscheiden sich erheblich von den Produktionsanforderungen für pharmazeutische Wirkstoffe oder für die Formulierungen von Arzneimitteln. Hier sind die Prozesse hochautomatisiert, und manuelle Aufgaben (z. B. die Probenentnahme) werden durch die Batch Engine ausgelöst. Ein Rezept umfasst eine auto matische Abfolge von Prozessen, an der verschiedene Anlagen oder Einheiten beteiligt sind. Jeder Einheit kann ein Status zugewiesen werden, der der Chargensteuerung seine Verfügbarkeit anzeigt (z. B. in Gebrauch, gebraucht, sauber, steril). Diese Anlagen müssen solche automatisierten Prozesse nutzen, da alleine die Anzahl und Komplexität der Prozessoperationen nicht manuell bewältigt werden kann: In nur einer Anlage können bis zu 300 verschiedene Rezepte mit mehreren tausend Prozessparametern und einigen hundert Produktionsschritten ausgeführt werden. Früher mussten Implementierungsstrategien für automatisierte Anlagen die Chargensteuerung im MES nachbilden. Dies führte nicht selten zu Systemkonflikten und als Folge zu einem hohem Engineeringaufwand. Außerdem waren die Lösungen kundenspezifisch und meistens nicht wiederverwendbar. Eine der größten Herausforderungen lag dabei in der Definition der relevanten Prozessdaten und -parameter, da nur ein kleiner Teil der gesamten Information, die bei der Produktion im Chargensystem erfasst wurde, im ebr dokumentiert werden muss. Darüber hinaus sollte das ebr-system so konzipiert sein, dass es die verfügbaren Informationen des Chargensystems sinnvoll nutzen kann, zum Beispiel die Verwendung von Abweichungen, die vom Automatisierungssystem während der Prozessdurchführung erfasst wurden, oder Daten aus den Berichten, die in der Chargenarchivierung des Automatisierungssystems gespeichert sind. Eine ideale ebr-lösung für automatisierte Anlagen muss folglich sowohl manuelle als auch automatische Abläufe einbinden können und mit den Automatisierungssystemen zusammenarbeiten, anstatt in Konkurrenz zu ihnen zu stehen. Nur so entsteht eine integrierte und abgestimmte Lösung für Prozesssteuerung und MES. Rezept-Engine (DCS) Workflow Engine (MES) MES Logistikorientiert Voraussichtliche Verfügbarkeit: > 99,9 % Typische Aktualisierungszeit: < 20 s V. a. manuell gesteuerte Aufgaben Prozessleitsystem (DCS) Prozessorientiert Voraussichtliche Verfügbarkeit: > 99,99 % Typische Aktualisierungszeit: < 2 s V. a. automatisierte Aufgaben Abb. 2.2: Vergleich von workflow- und rezeptbasierten Systemen 7

8 2. ebr: Herzstück der papierlosen Produktion Master Batch Record Intuitives Tool keine IT-Kenntnisse erforderlich Weniger Entwicklungsaufwand und -risiken zwischen MES und Prozessleitsystem Entwicklung und Wiederverwendung standardisierter Bibliotheken für Prozessoperationen Design Electronic Batch Record Papierloser Prozess Schnellere und sicherere Datenerfassung Austausch zwischen Leitsystem und MES sichern und steuern Bessere Fertigungssteuerung Execute Chargenprüfung & -freigabe Zentralisierte Überprüfung aller chargenbezogenen Informationen Überprüfung anhand von Abweichungen: schnelle und sichere Prüfung schon im Produktionsprozess Review Abb. 2.3: Anforderungen an eine Lösung zur papierlosen Produktion 2.5. Bewertungskriterien bei der Auswahl eines geeigneten Systems bzw. einer Lösung Um die Möglichkeiten einer papierlosen Produktion optimal nutzen zu können, sollte die gewählte Plattform eine nahtlose Integration von MES und Prozessleitsystem sowohl in der Design- als auch in der Execution-Phase ermöglichen unabhängig davon, ob die Prozessoperationen manuell oder automatisiert ablaufen. Das System muss einen Rahmen bieten, um die Geschäftsprozesse mit den Fertigungsoperationen abzugleichen und die relevanten Daten für die Auswertung und Vorlage bei den Behörden sammeln. Wichtige Kriterien bei der Evaluierung von möglichen Lösungen sind insbesondere die vorhandene IT- und Produktionsumgebung und der erforderliche Implementierungsaufwand und die Usability, damit der Umstieg auf einen papierlosen Prozess für Design, Execution und Review möglichst reibungslos erfolgen kann (Abbildung 2.3). Die Lösung für das Design des embr sollte so intuitiv wie möglich zu bedienen sein, sodass auch Mitarbeiter ohne IT-Hintergrund Spezifikationen erstellen können und der Entwicklungsaufwand geringer wird. Daten und Dokumente sollten ohne Probleme zwischen MES und Produktionsebene/Prozessleitsystem ausgetauscht werden können, um eine effiziente Produktionsausführung zu gewährleisten und Fehlerquellen zu eliminieren. Und nicht zuletzt ist es unverzichtbar, dass Mitarbeiter mit Hilfe des Systems auch standardisierte Bibliotheken von Prozessoperationen aufbauen können, um eine einheitliche Chargenausführung sicherzustellen und Modifizierungen ohne Qualitätsrisiken zu erleichtern. Eine geeignete ebr-lösung sollte dazu beitragen, die Steuerung der Fertigung zu verbessern, Schnittstellen für einen reibungslosen Datenaustausch mit dem Prozessleitsystem bieten und eine effiziente sowie sichere Chargenausführung mit einem stabilen papierlosen Prozess zur Erfassung von Produktionsdaten unterstützen. Dazu ist es erforderlich, dass das System für die Chargenprüfung und -freigabe als zentrale Stelle für die Prüfung aller chargenbezogenen Informationen dient, um einen Review by Exception zu ermöglichen. Zudem sollte das System ein leicht verständliches, benutzerfreundliches elektronisches Formular bereitstellen, mit dem die Anlagenfahrer alle relevanten Informationen und Arbeitsanweisungen erhalten. Das System soll Schnittstellen zu anderen Systemen wie dem Laborinformations- und Bestandsmanagement oder der Gebäudeautomation anbieten. Und zuletzt sollte sich das System auch schritt-, produktund standortweise implementieren lassen, um Risiken zu mindern, einen Lernprozess zu ermöglichen und die Systemeinführung zu erleichtern. 8

9 2. ebr: Herzstück der papierlosen Produktion 2.6. Implementierungsstrategie Pharmaunternehmen stehen unter einem erheblichen Wettbewerbsdruck. Sie müssen die Kosten für die Qualitätssicherung senken und wissen, dass eine papierlose Dokumentation von Prozessen dazu beiträgt, dieses Ziel zu erreichen. Bei Neubauprojekten kann die Anlage daher schon von Grund auf entsprechend konzipiert werden, dass sie die dafür notwendigen Systeme und Prozesse umfasst. Der Wechsel zu papierlosen Prozessen in einer bereits bestehenden Anlage ist natürlich etwas komplexer, da dazu etablierte Abläufe modifiziert werden müssen. Dies verlangt sowohl von den Mitarbeitern als auch vom Management ein entsprechendes Umdenken. Daher ist es wichtig, alle Beteiligten in das Projekt einzubinden. In der Pharmaproduktion sind das vor allem die Mitarbeiter in der Produktion, im Qualitätsmanagement und in der IT-Abteilung. Um die Möglichkeiten des neuen Systems voll auszuschöpfen und sowohl eine reibungslose Implementierung als auch eine vollständige Akzeptanz und Einhaltung der neuen Abläufe zu gewährleisten, sollte die Implementierung gut geplant und entsprechend umgesetzt werden. Als Erstes muss das Projektteam die Ziele definieren und vorstellen, die man im Hinblick auf wirtschaftliche Rahmenbedingungen und der Produktivität mit einer papierlosen Dokumentation erreichen möchte, sodass die Motivation für das Projekt deutlich wird. Dabei sollte der spezifische Nutzen für Qualitätssicherung, Produktion und IT berücksichtigt werden, wie zum Beispiel: Wie verbessert die neue Lösung die Produktionsqualität, die Einhaltung von gesetzlichen Vorgaben und Prüf-Workflows? Wie unterstützt das neue System die Prozessoperationen und hilft den Anlagenfahrern, kompetente Entscheidungen zu treffen und den Prozess korrekt zu handhaben? Wie bindet die neue Lösung bestehende Systeme und Workflows ein? Wenn alle Beteiligten verstehen, wie eine papierlose Produktion in jedem dieser Bereiche zu besserer Leistung führen kann, werden die notwendigen Veränderungen eher als Chance denn als Bedrohung gesehen eine wichtige Voraussetzung für jede erfolgreiche Implemen tierung. Als Nächstes müssen die kritischen Faktoren für die Einführung einer papierlosen Dokumentation behandelt werden. In der Regel sind das: Definition von Zielen und Benchmarks, um die Auswirkungen und Vorteile für die operative und die Managementebene aufzuzeigen. Gewährleistung der Unterstützung durch das Management, um die nötigen Ressourcen für das Projekt zu erhalten. Sammeln von Anwender- und Dokumentationsanforderungen, um den aktuellen Status zu bewerten, einen risikofreien Übergang sicherzustellen und zusätzliche Vorteile zu nutzen (eventuell Durchführung einer Machbarkeitsstudie). Beschreibung der Design- und Systemanforderungen des Betriebs, um Erwartungen und Anforderungen zu definieren, wobei das bestehende System einbezogen werden und bei Bedarf geeignete Migrationsstrategien und Systemschnittstellen entwickelt werden müssen. Definition einer geeigneten technischen Lösung, um die Systemkonfiguration und die Integrationsanforderungen festzulegen. Entwicklung des Implementierungskonzepts und Zeit rahmens. Benennung des Projektteams und Zuweisung der Verantwortlichkeiten. Entwicklung von geeigneten Leistungskennziffern (KPI), um den Erfolg der Einführung zu messen. Die Produktportfolios und Produktionsprozesse sowie Anzahl und Funktion der Standorte von Pharmaunternehmen sind sehr unterschiedlich, sodass sich Größe und Aufgaben der beteiligten Geschäftsbereiche ebenfalls stark unterscheiden können. Deshalb muss für jeden Fall die geeignete Lösung identifiziert und spezifiziert werden. 9

10 3. SIMATIC IT ebr: eine integrierte Lösung für die papierlose Produktion 3.1. Die Lösung im Überblick Die Lösung von Siemens bietet ein Electronic Batch Record Management, das auf einer nativen Integration von MES und Prozessleitsystem aufbaut. Dies beschleunigt Erstellung, Ausführung und Überprüfung des ebr und macht die MBR-Erstellung flexibler. Im Prozessleitsystem verwaltet eine robuste und leistungsstarke Batch Engine komplexe S88-Rezepte und führt diese aus. Abbildung 3.1 bietet einen vollständigen Überblick über die Lösung für die papierlose Produktion und ihre Einbindung in das Siemens-Portfolio für Industriesoftware und Automatisierung für die Pharmabranche. Mit SIMATIC IT ebr können regulierte Prozesse komplett papierlos ausgeführt und dokumentiert werden. Das System ist leicht konfigurierbar und sofort einsatzfähig. Auch ohne spezielle IT-Kenntnisse können Anwender praktisch jeden Prozess in der Software erstellen. Das System erfüllt alle Vorgaben der US-amerikanischen Food and Drug Administration (FDA) und Good Manufacturing Practice (GMP). Es optimiert die Batchprozesse und hilft bei Ressourceneinsatz von Anwendern, Equipment sowie bei Standardarbeitsanweisungen (SOP). Außerdem steuert es systematisch die korrekte Ausführung aller Schritte entweder manuelle Prozessoperationen oder Operationen, die von der speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS) gesteuert werden. Auch die zuverlässige Erfassung von kritischen Prozessdaten wird von SIMATIC IT ebr sichergestellt. Es können Vorwärts- und Rückwärtssuchen über Genealogie- und Audit-Trail-Tools vorgenommen werden. So wird der Zeitaufwand für die Fertigung, Überprüfung und Freigabe erheblich reduziert und die Time-to-Market verkürzt. Die Lösung erfüllt die Normen NE 141:2012, NE 139:2012 und ISA S88/S95. Sie baut auf einer bewährten Plattform auf, die von vielen Pharmaunternehmen bereits erfolgreich eingesetzt wird sowohl an einzelnen Standorten als auch in globalen Anwendungen. Bei der Konzeption der Lösung lag besonderes Augenmerk auf Benutzerfreundlichkeit und Flexibilität. Sie kann schrittweise eingeführt werden, sodass das Risiko minimiert und ein ausgezeichneter Return on Investment (ROI) gewährleistet wird. Im Abschnitt 3.7. werden einige Fallstudien angeführt, die den ROI der Einführung von SIMATIC IT ebr in verschiedenen praktischen Beispielen beschreiben. SIMATIC IT ebr ist sofort einsetzbar. Das erleichtert die Implementierung und unterstützt sowohl SIMATIC IT R&D Suite SIMATIC IT Preactor LIMS Produktspezifikationen APS/GPMS SIMATIC IT Intelligence Suite Dashboard Berichterstellung XHQ Operations Intelligence SIMATIC IT ebr Unternehmensintegration Lager Wiegen & Dosieren ebr Verpackung Integration Leitsystem Integration Steuerung/Befehle SIMATIC IT LMS Overall Equipment Effectiveness (OEE) Down Time Monitor (DTM) Automatisierung SIMATIC SIPAT Quality-by-Design BATCH DCS HMI PLC Sensoren, Antriebe, Feldinstrumentierung usw. Abb. 3.1: Überblick über die Siemens-Lösung und -Plattform 10

11 3. SIMATIC IT ebr: eine integrierte Lösung für die papierlose Produktion einen Top-Down-Ansatz von der MES-Ebene aus als auch einen Bottom-Up-Ansatz über die Integration mit dem Prozessleitsystem SIMATIC PCS 7. Die vorvalidierte Lösung erfüllt alle aktuellen Standards für die Arzneimittel - herstellung. Durch die bewährte Plattform und das skalierbare und modulare System profitieren die Anwender von: höherer Standardisierung von Abläufen und Prozessen, niedrigen Betriebskosten und höherer Produktivität und Qualität ihrer betrieblichen Abläufe Die wichtigsten Funktionen von SIMATIC IT ebr SIMATIC IT ebr ist eine MES-Lösung speziell für die Pharma industrie und wird kontinuierlich weiterentwickelt. Die neuesten Erweiterungen umfassen einen Layer für die Chargenintegration, der eine Anbindung an das Prozessleitsystem SIMATIC PCS 7 ermöglicht. So können SIMATIC IT ebr und SIMATIC PCS 7 mit SIMATIC BATCH völlig reibungslos intergiert werden und Daten ausgetauscht werden. Dank SIMATIC IT ebr wird die papierlose Produktion zur Realität. Die Lösung erfasst kritische Daten elektronisch und bietet eine umfassende Funktionalität, die sofort angewendet werden kann. Die wichtigsten Funktionen sind: Vertikale Integration von der ERP-Ebene zur Automatisierungsebene, Verwaltung von Chargen und Operationen (mit Bedienerführung und Produktionsschritten), Verwaltung von Rohstoffen und Lagerbeständen (Wiegen, Dosieren, Mischen) auf Behälterebene (mit ERP-Integration), Equipmentverwaltung über den gesamten Lebenszyklus der Anlage, Probenverwaltung (mit Integration in das Laboratory Information Management System [LIMS]) Verwaltung von Abweichungen/Alarmen/Warnungen, Erstellung von Chargenberichten, Vollständige Genealogie für Chargen und Rohstoffe und Chargenfreigabe anhand von Abweichungen. Eine elektronische Definition dieser Produktionsfaktoren, egal ob manuell oder automatisiert, ist der erste und wichtigste Schritt für eine embr/ebr-lösung. Deshalb ist das Konzept von SIMATIC IT ebr MBR-orientiert : Der ebr ist der Start- und Endpunkt im papierlosen Fertigungsprozess, wie Abbildung 3.2 zeigt. Design In der Designphase wird eine MBR-Vorlage erstellt, die alle Parameter in Bezug auf die Produkt- und Prozessdefinition, die Qualitätssicherungsverfahren sowie die im Produktionsprozess verwendeten Ressourcen und Ausrüstungen enthält. Um über alle verschiedenen Ebenen hinweg eine durchgängige Lösung anbieten zu können, verwendet Siemens Industriestandards zur Definition der Funktionen von verschiedenen Systemen und ihrer Kommunikation untereinander: Für die betrieblichen Abläufe gilt die Norm ISA-95, für die Chargensteuerung die Norm ISA-88. Im MES kann der Anwender dank eines einfach zu bedienenden MBR-Workflows ohne besondere IT-Kenntnisse seine Produktionsabläufe definieren und durch einfache Parametrierung den MBR erstellen. Dabei stehen ihm die Rezeptinformationen zur Verfügung. Die dokumentationspflichtigen Schritte werden einfach aus der Liste der freigegebenen Grundrezepte ausgewählt. Die Kombination aus wiederverwendbaren prozessspezifischen Bausteinen und fertigen Funktionen hilft, die MBR-Erstellung zu standardisieren und den MBR schneller freizugeben. Außerdem reduziert sie den Entwicklungsaufwand und das Risiko. Design Kritische Parameter sind im embr-template definiert Execute Während der Produktion werden alle relevanten Informationen im Electronic Batch Record erfasst Review Die definierten kritischen Parameter werden von der Qualitätssicherung überprüft Abb. 3.2: Der Master Batch Record umfasst die Informationen, die während der Produktion gesammelt und der Qualitätssicherung vorgelegt werden 11

12 3. SIMATIC IT ebr: eine integrierte Lösung für die papierlose Produktion Execution Während der Produktion wird jeder Schritt und jeder Rohstoff überwacht, nachverfolgt und aufgezeichnet. Die Systeme koordinieren die Echtzeit-Steuerung auf jeder Ebene, synchronisieren die Ablaufschritte und tauschen Parameterwerte aus. Die Prozessregeln und -sequenzen werden über die Workflow Engines ausgeführt. Die Systeme verwalten dabei alle Abläufe wie Aufträge vom ERP-System, geführte manuelle Abläufe, Qualitätsprüfungen und die Nachverfolgung von Materialien und Rohstoffen. Durch den gesamten Prozess hindurch werden Alarme und Warnungen automatisch oder manuell im SIMATIC IT ebr erfasst und stehen aktuell zur Verfügung. Warnungen können zusammengefasst werden, sodass die Prüfverfahren einfacher, schneller und sicherer werden. Massendaten wie Trends, Kurven und Berichte können ebenfalls zusammengefasst in den ebr integriert werden. Der Zugriff auf die Produktionsdaten aller Systeme ist über alle Terminals oder Workstations möglich. Chargenberichte lassen sich in Echtzeit zusammenstellen und visualisieren. Review Alle relevanten Informationen werden im Chargenbericht gesammelt und zentral in SIMATIC IT ebr gespeichert. Die Überprüfung kann anhand von Ausnahmeregeln erfolgen: Dabei werden nur etwaige Abweichungen markiert, sodass die Qualitätssicherung auch nur diese Berichte prüfen muss. Das beschleunigt die Überprüfung und Freigabe der Charge. SIMATIC ebr stellt zudem zusätzliche Tools zur Analyse bereit, wie etwa Equipment-Logbücher, einen kompletten Audit Trail und ein grafisches Genealogie-Tool. Mit weiteren Tools können Berichte erstellt und kritische Daten sowohl pro Charge als auch über mehrere Chargen überwacht und analysiert werden wichtige Faktoren für Prozessverbesserungen und mehr Effizienz Das MBR-Template Die Grundlage einer MBR-orientierten Lösung ist die Erstellung eines MBR-Templates, das alle Informationen definiert, die in der Qualitätssicherung zur Überprüfung der Qualität eines Produktes benötigt werden: Was wurde produziert? Wie wurde es produziert? Wurden alle relevanten Parameter und Aktionen verifiziert? Gibt es einen Nachweis, dass alle Parameter und Abläufe korrekt waren? ERP-Ebene Schnittstellen helfen bei der Synchronisation von qualitäts- und prozesskritischen Parametern und lösen Ereignisse aus Ebene 4 ERP Ebene 3 MES MES-Ebene Synchronisierung zwischen MES und Automatisierung bei der Produktion Mit Hilfe von Workflows kann der Fortschritt verfolgt werden Über Zeitstempel und E-Signaturen des Batchsystems können Informationen zur Chargenausführung gewonnen werden Automatisierungsebene Verbindung von Workflows mit Batchrezepten und dem SCADA/HMI-System in der Erstellungsphase Batcherstellung in SIMATIC BATCH zu Beginn eines Prozesses Ebene 0, 1, 2 Automatisierung Hinweis: Geschäftliche, manuelle und automatisierte Prozessoperationen werden gewöhnlich über drei Grundebenen klassifiziert (Ebene 4 ERP, Ebene 3 MES und Ebene 0, 1, 2 Automatisierung). Abb. 3.3: Vertikale Integration der papierlosen Produktion 12

13 3. SIMATIC IT ebr: eine integrierte Lösung für die papierlose Produktion Der MBR enthält eine entsprechende Produktdefinition mit Materialliste und Bearbeitungsparametern, Prozessdefinitionen mit manuellen und automatisierten Prozessschritten, Fahrweisen und Berichten, Informationen zum Qualitätsmanagement mit in-line, at-line oder offline Qualitätstests und Protokollen und Ressourcenanforderungen (Mitarbeiter, Rohstoffe und Ausrüstung). Das MBR-Template umfasst vier Abschnitte, um Informationen zu den wichtigsten Fragen hinsichtlich der Batchausführung aufzunehmen: Wer, was, wo: Informationen zu Produkt, Mitarbeiter, Ort und benötigter Ausrüstung in Bezug auf das Master-Rezept Wie wird die Produktion vorbereitet: Arbeitsanweisungen für die Vorbereitung, Ausführung und Logistik Wie wird produziert: automatische Ausführung von Chargen und Schnittstellen zum Leit-/Automatisierungssystem Welches Ergebnis wurde erzielt: Fertigstellung einer Charge (manuell/automatisch) samt Logistikinformationen Auf Basis dieses Templates kann der papierlose Prozess entsprechend initiiert werden SIMATIC IT ebr und Automatisierungsebene SIMATIC IT ebr lässt sich über eine Standard-OPC-DA- Schnittstelle (OLE for Process Control Data Access) oder über die oben erwähnte native Integration an andere Systeme anbinden, sodass eine Vernetzung mit Automatisierungssystemen von Fremdanbietern möglich ist. Die Definition der OPC-Schnittstelle muss bereits vorab in den einzelnen Systemen angelegt werden. Wird neben SIMATIC IT ebr eine papierlose Lösung mit Siemens-Komponenten eingesetzt, entstehen zusätzliche Vorteile, da über das Siemens-Portfolio zur Batchautomatisierung (SIMATIC PCS 7 mit SIMATIC BATCH) mehr Möglichkeiten zur Zusammenarbeit und zur gemeinsamen Nutzung von Modellen bestehen. Dieses Teilen von Modellen vereinfacht und rationalisiert die Datenerfassung und Chargenbearbeitung (Abbildung 3.3). Technisch wird der Datenaustausch über eine Integrationsschicht gemäß ISA-95/88 realisiert und ist während der Erstellungs- und Ausführungsphase möglich. Auf Ressourcen (wie Material, Ausrüstung und Produktsegmente), die auf der Ebene 1 und 2 definiert wurden, kann bei der Definition des MBR direkt auf der MES-Ebene zugegriffen werden. Während der Ausführung werden dann die Werte der Parameter, die auf allen Ebenen definiert wurden, reibungslos ausgetauscht. Vier Schritte zur perfekten Interaktion Die gemeinsame Nutzung des S88-Modells und der zugehörigen Information von Workflow und Rezeptverwaltung ist ein kritischer Faktor für das Zusammenwirken von Automatisierungs- und MES-Ebene. Die Zusammenarbeit folgt dabei dem Konzept der gemeinsamen Nutzung von Kapazitäten anstatt dem Konkurrenzprinzip. Jedes System ist mit Triggern und Funktionen ausgestattet, die Informationen des anderen Systems abrufen und verarbeiten können. Die gemeinsame Modellnutzung in SIMATIC IT ebr umfasst vier Schritte: Erstellung des MBR und automatische Aktualisierung des ebr, Synchronisierung der Workflows, Erfassung von Abweichungen im Prozessleitsystem und Integration von Berichten auf dem Informationsserver als Anhänge im ebr. Schritt 1: Erstellung des MBR und automatische Aktualisierung des ebr Im ersten Schritt wird das S88-Rezept in der Batch Engine erstellt. Es wird dann als Chargenelement in die Workflow Engine geladen, wo die für den ebr relevanten Parameter ausgewählt und mit den entsprechenden Variablen in SIMATIC IT ebr verbunden werden. In der Workflow Engine kann der MBR durchgängig mit den Standardwerkzeugen erstellt werden. Chargen lassen sich automatisch erzeugen und die ebr-kapitel werden automatisch mit den entsprechenden Chargenereignissen aktualisiert. Das Rezept ist auf die übliche Weise validierbar, zum Beispiel über Three-batch Test. Das Hochladen und die Integration des Rezepts in das ebr-system dauern dann nur noch wenige Tage. Der integrierte Prozess bietet erhebliche Vorteile sowohl für das Engineering als auch den Betrieb: Schnelle Erstellung des MBR Geringeres Risiko Niedrigere Kosten Schritt 2: Synchronisierung der Workflows Während der S88-Modellbildung können eine Reihe von Phasentypen MES-Workflows auslösen: Phasen, die identifizierbares Material (mit Chargen-ID und Materialcode) verbrauchen, produzieren oder bewegen: Das MES muss das Material reservieren oder freigeben oder den Lagerbestand aktualisieren. Phasen, die qualitätsbezogene Status (Hygienestatus) ändern: Das MES muss den Equipmentstatus aktualisieren. Phasen, die manuelles Eingreifen erfordern (z. B. Einrichtung oder Entfernung von Equipment, Probenentnahme samt Ergebnissen, An- und Abschließen eines Behälters): Das MES muss elektronische Arbeitsanweisungen (EWI) und/oder damit verbundene Aufgaben herausgeben. 13

14 3. SIMATIC IT ebr: eine integrierte Lösung für die papierlose Produktion Diese Workflow-Trigger sind in den Phasentyp integriert und somit nicht instanzspezifisch. Deshalb sind sie, wie die Phasentypen, wiederverwendbar und werden zu einem inhärenten Teil der Rezepterstellung in der Batch Engine. Als Nächstes werden die Phasentypen in die Workflow Engine hochgeladen. In dem hochgeladenen Phasentyp wird ein Workflow mit einem Ereignis verbunden. Workflows und Phasentypen können mit den Standardwerkzeugen erstellt werden, ohne dass im MES zusätzlicher Implementierungsaufwand entsteht. Schritt 3: Erfassen von Abweichungen im Prozessleitsystem In einer automatisierten Umgebung werden Prozessabweichungen im Prozessleitsystem erkannt. Abweichungen, die die Produktqualität beeinträchtigen können, müssen im ebr aufgenommen werden. In SIMATIC PCS 7 wird dies durch eine gefilterte Liste von Systemmeldungen realisiert, die alle fünf Minuten vom MES erstellt wird. Schritt 4: Integration von Berichten vom Informationsserver Die gesamten Chargendaten werden in Form von Berichten auf dem Informationsserver des Prozessleitsystems gespeichert. Sie können dann über ein einfaches Trigger- Ereignis als PDF-Anhänge in den ebr aufgenommen werden, um für den Überprüfungs- und Frei gabeprozess zur Verfügung zu stehen. Dank dieser Integration wird der Aufwand für die Einführung papierloser Prozesse in einer automatisierten Umgebung erheblich gesenkt (Abbildung 3.4). Im Vergleich zu anderen Ansätzen, bei denen die Erstellung eines papierlosen Produktionsprozesses für ein Rezept gewöhnlich ein ganzes Jahr dauert, kann diese Art des Zusammenwirkens die Zeit bis zur Einführung auf einige Monate oder sogar Wochen reduzieren (je nach Zeitaufwand für die Chargenvalidierung). Für die Integration des Rezepts in das MES selbst werden nur zwei oder drei Tage benötigt Der ebr-prozess Der ebr-prozess von Siemens ist ein ganzheitlicher Ansatz, der nicht nur auf der MES-Ebene greift, sondern auch eine Anbindung der ERP- und Automatisierungsebene einschließt. Der ebr in der Designphase Als Erstes wird ein Modell des MBR erstellt und die zugehörigen Definitionen festgelegt. Über eine Bibliothek mit Standard-Prozessoperationen kann der Anwender den Workflow grafisch erstellen, entweder auf der MES-Ebene oder im Prozessleitsystem. Danach verknüpft er die r elevanten Parameter des Batchrezepts mit den MES- Parametern und legt KPIs für den MBR fest. Nach der Überprüfung und Freigabe des embr wird dieser exportiert. Der ebr in der Executionphase Während der Prozessausführung sorgt der embr-prozess dafür, dass alle relevanten Daten und Informationen im ebr erfasst werden. Dazu zählen Abläufe für die geführte Traditionelle Implementierung einer papierlosen Produktion, konkurrierende Workflows, ca. ein Jahr Implementierung einer papierlosen Produktion, zusammenwirkende Workflows, ca. zwei Monate Abb. 3.4: Zeiteinsparung durch ein Zusammenwirken von Manufacturing Execution System und Automatisierung 14

15 3. SIMATIC IT ebr: eine integrierte Lösung für die papierlose Produktion papierlose Produktion, Informationen über die Bereitstellung und Verifizierung von Ressourcen sowie die Nachverfolgung aller Materialien (Verbrauch und Deklarationen). Hier ermöglicht die nahtlose Interaktion von MES- und Automatisierungsebene die Ausführung von manuellen und automatisierten Operationen in einer Charge. Die Parameter werden zwischen MES und Prozessleitsystem synchronisiert und Rezepte sowie Parameter automatisch in SIMATIC BATCH geladen, wenn der entsprechende Schritt im Workflow aktiviert wird. MES-Workflows werden automatisch aus den Rezeptschritten in SIMATIC BATCH ausgelöst. Messungen und Warnungen beziehungsweise Meldungen auf der MES- und der Automatisierungsebene werden in Echtzeit aufgezeichnet und können zur leichteren Überprüfung zusammengefasst werden. Alle Operationen, sowohl auf der MES- als auch der Automatisierungsebene, nutzen eine gemeinsame Schnittstelle, sodass die Bedienung vereinfacht wird. Am Ende der Ausführungsphase existiert ein ebr, der alle im embr vorgeschriebenen Informationen enthält und zur finalen Prüfung bereitsteht. Der ebr in der Reviewphase Zuletzt wird der ebr anhand von Abweichungen überprüft und freigegeben. Dabei müssen vom Qualitätssicherungsteam nur die ebrs überprüft werden, in denen Abweichungen oder Fehler markiert sind. Der gesamte ebr ist an einem zentralen Ort abgelegt und enthält alle Berichte, die während oder nach der Ausführung angehängt wurden (z. B. Messwerte und Analyseergebnisse). Damit wird der Prüfprozess erleichtert. Der ebr enthält außerdem bei Bedarf einen Zeitstempel und eine elektronische Signatur sowie Angaben zu der verwendeten Equipment. Alle Meldungen und Warnungen können über ein einziges elektronisches Dokument geprüft werden. Danach werden sie klassifiziert und zusammengefasst, um den Prüfprozess zu vereinfachen. Der ebr beinhaltet darüber hinaus Massendaten wie Trendkurven und Protokolle Funktionen im Detail ebr Design Bei einem SIMATIC IT ebr-projekt muss als Erstes immer ein MBR, auch Grundrezept genannt, erstellt werden (Abbildung 3.5). Mit dem leistungsstarken Tool ebr Design wird über fertige Funktionen, die speziell für Branchen, die FDA- und GMP-Richtlinien unterliegen, entwickelt wurden und der Norm ISA-88 entsprechen, ein Master-Dokument für den elektronischen Chargenbericht erstellt. ebr Design geht dabei über den restriktiven Paper-to-Glass -Ansatz hinaus: Der Zeitaufwand wird erheblich reduziert und gleichzeitig die Effizienz und Wertschöpfung der Abläufe erhöht. Zu den Standardfunktionen gehört eine Versionskontrolle des MBR, was das Prinzip der Schriftlichkeit von in Papierform geführten Akten aufgreift, zusätzlich aber verhindert, dass der Nutzer eine falsche oder nicht validierte Version verwendet. ebr Execution ebr Execution stellt die Ausführung des ebr als Satz von Arbeitsanweisungen sicher, die entweder von den Anlagenfahrern oder dem SCADA-System befolgt werden müssen, um die korrekte Herstellung eines Produkts in Bezug auf die Arbeitsabläufe zu gewährleisten (Abbildung 3.6). Während des Produktionsprozesses unterstützt das System den Bediener bei der Abarbeitung der Arbeitsaufträge durch die Anzeige der Herstellanweisungen, sichert das System die Erfassung von produktionsbezogenen Daten und Hinweisen, übernimmt das System die Steuerung und Ausführung der verschiedenen Prozessaufgaben, verwaltet das System Abweichungen im Prozess in Echtzeit, erstellt das System automatisch die Chargenberichte. Abb. 3.5: Definition eines Master Batch Record in SIMATIC IT ebr Abb. 3.6: Ausführung des Electronic Batch Record mit SIMATIC IT ebr 15

16 3. SIMATIC IT ebr: eine integrierte Lösung für die papierlose Produktion Im ebr Execution werden die verschiedenen Aufgaben für den entsprechenden Produktionsprozess gemäß der festgelegten Arbeitsabfolge angezeigt und ausgeführt. Auf der Grundlage der Konfiguration können die Anlagenfahrer ihre Arbeit nach Aufgaben oder nach Arbeitsanweisungen visualisieren. Dabei kann gewählt werden, ob die Aufgaben eines bestimmten Bedieners nur an dessen eigener Arbeitsstation angezeigt werden sollen. Das grafische Tool zeigt den Anlagenfahrern zudem immer aktuell, was sie zu tun haben. ebr Execution bietet folgende Funktionen: Es steuert und erfasst Prozessdaten in Echtzeit (das System kontrolliert die kritischen Prozessparameter und vergleicht sie mit den Sollwerten, um menschliches Versagen zu vermeiden). Es stellt die Durchführung von Aufgaben und Ereignissen im gesamten Prozess sicher. Es ermöglicht dem Anwender zu jeder Zeit im Produktionsprozess ausgegebene Beschriftungsetiketten neu zu drucken. Es autorisiert den Korrekturmodus mittels Ablaufverfolgung, um ein ausgefülltes Etikett zu modifizieren. Es ermöglicht zu jeder Zeit im Prozess eine manuelle Erfassung von Hinweisen oder Abweichungen. ebr Review ebr Review ermöglicht die einfache Freigabe der Produktcharge über eine Prüfung des entsprechenden Chargenberichts. Im Fokus stehen dabei Abweichungen, die während des Prozesses aufgetreten sind (Abbildung 3.7). Diese Abweichungen werden übersichtlich und ähnlich wie bei einem Bericht in Papierform auf dem Bildschirm dargestellt. Die einzelnen Schritte bis zur Freigabe der Charge selbst sind über den Signaturpfad für die Berichtsprüfung festgelegt. Die Abfolge der Signaturen sollte der im Freigabe- Workflow definierten Abfolge entsprechen. Dem MBR ist dabei ein Prüfpfad zugewiesen, der die Anzahl der Signaturen bestimmt. Der ebr wird mit den Chargenfertigungsinformationen in einem schreibgeschützten Format aktualisiert. Prozessdaten wie Abweichungen, Menge und Ereignisse können manuell eingegeben, von der Skid-Automatisierung übernommen oder automatisch vom MES kalkuliert werden. Mit dem Modul ebr Review lassen sich Chargenberichte anhand von Abweichungen analysieren. Dabei erhalten nur mögliche Abweichungen eine Markierung und das Prüfverfahren wird beschleunigt, da nicht jede einzelne manuelle Eingabe überprüft werden muss. Zudem kann die Überprüfung bereits während der Produktion von einem Arbeitsplatz der Qualitätssicherung aus vorgenommen werden, sodass die Zykluszeiten für die Chargen freigabe erheblich gesenkt werden können. Abb. 3.7: Chargenüberprüfung und -freigabe mit SIMATIC IT ebr 16

17 3. SIMATIC IT ebr: eine integrierte Lösung für die papierlose Produktion 3.7. Implementierungsoptionen und Anwendungsfälle Je nach Kontext, Strategie, Systemlandschaft oder durchzuführenden Prozessen gibt es verschiedene Einsatzmöglichkeiten für einen automatisierten MBR/eBR-Prozess, der sowohl die Anforderungen von hochautomatisierten Prozessen in der Wirkstoffproduktion als auch von Prozessen mit vielen manuellen Abläufen in der Arzneimittelfertigung erfüllt. SIMATIC IT ebr ist sehr flexibel und kann viele verschiedene Vorgehensweisen unterstützen. Dabei bietet es stets die Vorteile einer engen Integration von MES und Leitsystem und ver einfacht insgesamt die technische Architektur und deren Konfiguration. Besonders vorteilhaft ist die Lösung jedoch zusammen mit einem Prozessleitsystem. Eine bestehende PCS 7- Umgebung wird mit SIMATIC IT ebr um integrierte MES- Funktionen erweitert, die sehr flexibel sind (zum Beispiel eine Schnittstelle zum unternehmensweiten ERP-System, Material-Tracking, komplexe elektronische Arbeitsanweisungen, MBR/eBR Reporting) mit nur geringen Modifikationen der bestehenden DCS/Batch-Installation. SIMATIC IT ebr kann in verschiedenen Konfigurationen und Umgebungen verwendet werden, entweder als Lösung für nur einen Standort oder in einem globalen System, und schrittweise für Anlagen, Produkte oder Anlagenteile eingeführt werden. Es sind viele verschiedene Einsatzmöglichkeiten denkbar. Im Folgenden sollen drei typische Anwendungen vorgestellt werden, um die Anforderungen und Vorteile der Einführung von SIMATIC IT ebr zu illustrieren: Prozessstandardisierung über eine papierlose Produktion an einem Standort, Standardisierung eines Prozesses oder Ablaufs über mehrere Standorte hinweg sowie Verbesserung der Produktionsexzellenz in einer globalen Produktionsumgebung. Prozessstandardisierung über eine papierlose P roduktion an einem Standort Bei einer standortweiten Implementierung liegt der Fokus auf der arbeitsplatzübergreifenden Standardisierung von Produktionsprozessen, um Fehler zu vermeiden und sowohl die Produktivität als auch die Ressourcennutzung zu verbessern. In einem solchen Fall fördert SIMATIC IT ebr eine schlanke Produktion: Es ermöglicht die vollständige Rückverfolgbarkeit von Aktionen und Ressourcen, minimiert menschliches Versagen und Wiederholungsläufe von Chargen und beschleunigt somit die Chargenfreigabe und Time-to-Market. Abhängig von Umfang und Art des Projekts werden durch die Standardisierung erhebliche Einsparungen und in der Regel ein ausgezeichneter ROI erzielt, wobei sich die Kosten oft schon nach einem Jahr amortisiert haben. Standardisierung eines Prozesses oder Ablaufs über mehrere Standorte hinweg Die Standardisierung eines Ablaufs trägt zur effizienten und flexiblen Arbeitsweise der Anlagenfahrer bei und reduziert die qualitätsbezogenen Kosten, indem Fehler und Abweichungen vermieden und der Ressourceneinsatz effizienter gestaltet wird. Da ein Ablauf gewöhnlich in verschiedenen Werken angewendet wird, sollte die S tandardisierung in einer Anlage schnell und problemlos von anderen Anlagen oder Standorten übernommen werden können, um eine einheitliche Leistung und Q ualität der Produktion sicherzustellen. Mit seiner um - fassenden Funktionalität und dem modularen Aufbau unterstützt SIMATIC IT ebr ein schnelles Rollout. Bei einem erst kürzlich durchgeführten Projekt wurde ein standardisiertes Verfahren zur papierlosen Produktion für eine Prozesseinheit nachfolgend auf mehr als 15 Standorte übertragen. Verbesserung der Produktionsexzellenz in einer globalen Produktionsumgebung Ein so umfangreiches Projekt kann verschiedene Ziele verfolgen: Kostensenkung, bessere Einhaltung von Qualitätsvorgaben, höhere Flexibilität, Beschleunigung der Chargenfreigabe oder auch alles zusammen. Die Lösung muss viele verschiedene Bereiche einbeziehen, z. B. Materialfluss und Bestandsverwaltung, Wiegen, Zählen und Dosieren, geführte Herstellung, täglicher Equipmentcheck, Mischen, Bedrucken, Abfüllen, Sterilisieren, ebr, Chargenprüfung und -freigabe, Verpackung und Etikettierung sowie die Datenarchivierung. Für den Wechsel zu einer papierlosen Produktion in solch einem Umfang ist eine bedeutende Investition erforderlich, wobei die Lösung in viele verschiedene Umgebungen integrierbar sein muss. Mit seinem modularen Aufbau und den integrierten Schnittstellen eignet sich SIMATIC IT ebr ideal für verschiedenste Anforderungen und bietet eine einheitliche Basis für eine vollständig papierlose Produktion auch über viele Standorte hinweg. Bei einem bereits abgeschlossenen Projekt haben die Vorteile der papierlosen Dokumentation die Erwartungen noch weit übertroffen: Die Kosteneinsparungen waren mehr als doppelt so hoch wie erwartet, und der Zeitaufwand für die Chargenplanung konnte von mehreren Tagen auf weniger als eine Stunde gesenkt werden. Gleichzeitig lag der Anteil der auf Anhieb fehlerfreien Produkte (Right-first-Time) bei über 99 % der produzierten Chargen. 17