Industrielle Bildverarbeitung Industrielle Bildverarbeitung kontrolliert die Qualität und optimiert den Prozess

Im pharmazeutischen Prozess gilt die Null-Fehler-Toleranz – weder Produkte noch ID-Codes dürfen vertauscht werden. Industrielle Bildverarbeitungssysteme sorgen für Sicherheit und erhöhen die Qualität im Prozess.

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Gerhard Schubert GmbH - Verpackungsmaschinen

VEGA Grieshaber KG

Endress+Hauser (Deutschland) GmbH+Co. KG

Krempien+Petersen Qualitäts-Kontrollsysteme GmbH

Cognex Germany Inc.

Der Autor ist freier Fachjournalist in Stuttgart.Die vollständige Rückverfolgbarkeit der Produkte – Traceability – rückt in den Vordergrund bei der Qualitätssicherung pharmazeutischer Produkte. Dabei spielt die Bildverarbeitung eine immer größere Rolle, wie das Beispiel eines norddeutschen Pharmaunternehmens zeigt. Die Bildverarbeitung auf Basis von In-Sight und VisionPro von Cognex sind hier wichtiger Bestandteil der Qualitätskontrolle, Prozessoptimierung und der Produktrückverfolgbarkeit.

Das Systemhaus Krempien+Petersen Qualitäts-Kontrollsysteme aus Hamburg verfügte über umfangreiche Erfahrung im Produktionsumfeld der Pharmaindustrie in Bezug auf den Einsatz solcher Bildverarbeitungssysteme.

Bereits im Jahr 2003 erfolgte die erste Installation eines Bildverarbeitungssystems für die Füllstandskontrolle von Glasampullen, bei denen zusätzlich die Flüssigkeitsmenge im so genannten „Spieß“ (Oberteil der Ampulle mit Sollbruchstelle) berücksichtigt werden musste. Später wurden sechs Abfüllanlagen sowohl mit PC-basierten Bildverarbeitungssystemen auf der Basis von Visionpro als auch den Visionsystemen der Produktfamilie In-Sight von Cognex ausgerüstet.

In den Fertigungslinien des Pharmaunternehmens haben sich die Visionsysteme aus der Familie In-Sight 5400 im durchgehenden Dreischicht-Betrieb bewährt.

Die Aufgaben der Bildverarbeitung betreffen die Kontrolle der verschiedenen Typen und Größen von Ampullen bezüglich des Füllstandes, der Farbcodierung, der Lage von Etikett und Aufdruck, und insbesondere das Verifizieren der Druckqualität von ID-Daten in Klarschrift und Codes auf Vollständigkeit, Richtigkeit und Lesbarkeit.

Gerade letzteres – die OCV (optical code verification) – ist von zentraler Bedeutung, weil für eine hundertprozentige Beschriftungsqualität immer ein‚ Read after Write’ notwendig ist. Die Verifikation der Code-Qualität erfolgt mit In-Sight 5410 und den serienmäßig vorinstallierten leistungsstarken Algorithmen des Visiontools IDMax. Die Rückkopplung der Ergebnisse mit der Markierungsmaschine ergibt Vorteile wie:

• Sicherstellung des Prozesses der Beschriftungsqualität.
• Die Read/No-Read-Akzeptanzschwelle kann höher gelegt werden.
• Frühzeitige Erkennung von Wartungszyklen des Schreibgerätes.
• Minimierung von Reibungsverlusten im Gesamtprozess.

Beispielsweise erfolgt an einer der Linien die Prüfung jeder Ampulle auf Pharmacode, Druckkontrolle OCV und Farbcode. Eingesetzt werden dabei zwei In-Sight 5400 für die Etikettendruck- und Codekontrolle sowie eine PC-basierte Farbbildverarbeitung mit Visionpro für die Farbcodeprüfung.

Jede einzelne Ampulle ist über Farbringe in ihrem Inhalt exakt definiert und muss absolut verwechslungsfrei erkannt werden. Würde ein Farbring falsch interpretiert, löst dies einen Anlagenstopp aus, der nur von einem autorisierten Mitarbeiter aufgelöst werden kann.

Für ein Visualisierungssystem ist dies eine anspruchsvolle Aufgabe: So besteht die Codierung aus der Kombination von drei Farbringen mit jeweils sieben Farbvarianten. Manche Farben können sehr eng beieinander liegen. Mal ist das Weiß etwas gelber oder das Gelb etwas weißer.

Hinzu kommt, dass auch die Beringung immer Unterschiede aufweist. Das betrifft sowohl die Breite als auch die Dicke des Farbauftrages. Daraus folgt ein unterschiedlicher visueller und wahrnehmungsphysiologischer Eindruck. Aber auch die Glastransparenz, der Ampulleninhalt und wechselnde Umgebungsbedingungen können sich auf die Farbwahrnehmung auswirken.

Die Sterilisierung der Ampullen kann ebenfalls zu Farbverschiebungen der Farbringe führen. Bei allen Herausforderungen – das Prüfsystem der Farbcodierung muss eindeutig reproduzierbare Ergebnisse garantieren. Die äußerst fein arbeitenden Bildverarbeitungsalgorithmen von Visionpro lösen derartige komplexe Anforderungen mit höchster Zuverlässigkeit.

Als Vorteil erwies sich die partnerschaftliche Zusammenarbeit des Pharmaunternehmens mit K+P und die standardisierten Systemlösungen durch einheitliche Komponenten der Bildverarbeitung in Hard- und Software von Cognex. Dies ist insbesondere für die Wartung und mögliche Erweiterungen von Systemlösungen ein Gewinn.

So lassen sich über eine einfache Parametrierung aktuelle Anpassungen in der Bildverarbeitungsprogrammierung vornehmen. Die übersichtlich zu handhabenden Entwicklungsumgebungen von In-Sight Explorer als auch von Visionpro bieten zudem alle Schnittstellen für die effiziente Einbindung in die Prozesssteuerungen der Fertigungslinien einschließlich Fernwartung bis hin zur Unternehmenskommunikation und Fertigungsdokumentation.

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