Experten-Teams für Welt-Gesundheit

Das nachhaltige Entwicklungsziel (SDGs) der Vereinten Nationen sieht vor, bis 2030 „ein gesundes Leben für alle Menschen jeden Alters zu gewährleisten und ihr Wohlergehen zu fördern“.

Automatisierung und Digitalisierung werden bei dieser Aufgabenstellung, beim Kampf gegen Armut und beim Erreichen von Klimazielen zentraler Schlüssel sein. Eckelmann-Ingenieure entwickeln Lösungen, um diesen hohen Anspruch zu unterstützen.

Als Spezialist für Anforderungen der Pharmaindustrie, Biotechnologie und Medizintechnik bieten wir alle Leistungen aus einer Hand: Consulting, individuelle Hard- und Softwarelösungen, schlüsselfertige Automatisierungssysteme, Lifecycle-Management und Smart Service.

In der Hard- und Softwareentwicklung für Echtzeitsysteme blickt Eckelmann auf mehr als 40 Jahre Erfahrung zurück.

Als Lieferant für pharmazeutische und biotechnische Gerätehersteller wissen wir, dass die Fertigung von Arzneimitteln durch hohe regulatorische Anforderungen ein besonderes Branchenverständnis erfordert. Umso stolzer sind wir darauf, dass wir mit vielen Kunden über 20 Jahre zusammenarbeiten dürfen.

Know-how-Schutz eingebaut

Eine kundenoptimierte Lösung eröffnet   weitere wichtigen Vorteile, die wir bieten: Das Know-how des Kunden kann tief in die Steuerungs-Firmware integriert und zuverlässig an eine bestimmte Hardware gebunden werden. Plagiatoren oder Angreifer haben so gut wie keine Chance, an das Wissen zu gelangen. Darüber hinaus kann der Formfaktor der Steuerung kann an den vorhandenen Bauraum oder das Design des OEM-Partners in der Gehäusetechnik angepasst werden. So fügt sich eine kundenoptimierte Steuerung auch optisch nahtlos in die Maschine ein.

Als erfahrener Elektronikentwickler und -fertiger betreut Eckelmann seine OEM-Kunden über den gesamten Produktlebenszyklus. Schon beim Design werden bewusst Bauteile aus Longevity-Programmen gewählt. Abgekündigte kritische Bauteile werden bevorratet. So kann den OEM und deren Endkunden langfristig Investitionssicherheit gewährt werden. Bei mitunter jahrzehntealten Maschinen und Anlagen sind gegebenenfalls auch funktionsäquivalente oder -erweiternde Redesigns notwendig und werden umgesetzt.

Hard- und Software: partnerschaftlich und individuell entwickeln und produzieren

Unsere Ingenieure unterstützen Arzneimittelhersteller und begleiten Entwicklungs- und Herstellungsprozesse mit Fachwissen und Spitzentechnologien, um die Reproduzierbarkeit, Qualität, Sicherheit und Effizienz zu steigern.

Praxisbeispiel Biotechnologie: nachvollziehbare Prozesse für die Biotechnologie

Eckelmann-Teams entwickeln und fertigen die komplette Systemsteuerung für Bioreaktoren. Unsere Kunden erhalten von unseren Ingenieur-Teams aus einer Hand die komplette Hard- und Softwareentwicklung einschließlich der Installation der Elektronik- und Pneumatik-Hardware sowie die Systemtests. Über Eckelmann-Lösungen werden sämtliche Bioreaktorfunktionen gesteuert, beispielsweise pH-Wert, Gasflüsse und Temperaturen. Die Lösungen unterstützen optimal eine Skalierung und Flexibilisierung der Produktionskapazitäten.

Typische Anwendungen sind Suspensionszellkulturen zur Herstellung viraler Vektoren für die Gentherapie, für Impfstoffe oder auch zur Herstellung von Fleischersatzprodukten.

Eckelmann liefert die gesamte Steuerung mit Bedieneinheit (HMI): In die benutzerfreundliche Gestaltung der Bedienoberfläche fließen Kompetenzen aus der User Experience ein. Sie sorgen für maximale Prozesssicherheit und hohe Verfügbarkeit durch transparente Information. Gefertigt werden die Steuerungen für Bioreaktoren unterschiedlicher Leistungsbereiche.

Eckelmann-Teams sind von der Planung an eingebunden, beraten und begleiten Entwicklungs- und Herstellungsprozesse mit Fachwissen und Prozess-Know-how.

Praxisbeipiel Pharmatechnologie: Automatisierung des Arzneimittelmanagements mit Blisterautomaten

Die individuelle Zusammenstellung von Medikamenten gemäß Tages- und Wochenplänen in Tablettenboxen oder Wochendosierern ist zeitintensiv, fehleranfällig und muss höchsten Hygienestandards genügen. Automatisierung ist die Lösung: Sogenannte Blisterautomaten haben das Medikamentenmanagement optimiert. Eine Dienstleistung, die beispielsweise Klinikapotheken nutzen oder große Apotheken, die Pflegeheime beliefern.

Fehlerfrei dosieren moderne Blisterautomaten bis zu 700 verschiedene Tabletten mittels ebenso vieler Einzelantriebe. Eine kundenoptimierte Steuerung von Eckelmann löst diese Anforderungen effizient. Bei der Entwicklung des Blisterautomaten wurde zunächst in kurzer Zeit mit Standard-Steuerungstechnik von Eckelmann ein Funktionsmuster aufgebaut. So konnte der Kunde frühzeitig mit der Entwicklung der Maschinentechnik beginnen. Parallel haben die Steuerungsexperten binnen vier Monaten eine anwendungsspezifisch optimierte Steuerung entwickelt. Der Serien-Blisterautomat wurde letztendlich mit einer kundenoptimierten Eckelmann-Seriensteuerung E°EXC 881 ausgerüstet.

Hintergrundinformation: Bei einem Blisterautomaten werden Tabletten patientenindividuell für jeden Einnahmezeitpunkt in sogenannten Blistern (Sichtverpackungen) zusammengestellt. Dies sind kleine Kunststofftütchen, die mit den eingeschweißten Medikamenten zu einem Schlauch aufgewickelt in einen Spender eingelegt werden. Der Patient reißt dann zu jedem Einnahmezeitpunkt das vorderste Tütchen ab und entnimmt die Tabletten. Dadurch kann selbst bei komplexen Medikationsplänen, wie sie beispielsweise in der onkologischen Therapie vorkommen, die korrekte Einnahme gemäß Therapieplan sichergestellt und eine bessere Therapietreue erreicht werden. Dies schützt beispielsweise auch ältere Menschen mit Demenz oder chronisch Kranke mit multipler Medikation vor falschen Einnahmen. Außerdem lassen sich die Blister einfach öffnen, was vor allem Patienten mit eingeschränkter Beweglichkeit der Hände zugutekommt.

Die Medikamentenversorgung kann durch den Blisterautomaten wirtschaftlicher und sicherer abgewickelt werden. Die Tütchen werden individuell mit den Chargeninformationen und Hinweisen für die korrekte Einnahme bedruckt. So weiß der Patient genau, was er zu tun hat, und eine lückenlose und transparente Rückverfolgung ist sichergestellt.

Wir liefern keine Komponenten, sondern Lösungen

„In der kundenspezifischen Steuerungsausrüstung können wir als Lösungspartner des Kunden unser gesammeltes Know-how aus verschiedensten Bereichen einbringen, von der Applikationsentwicklung über die Hardwareentwicklung und die Entwicklung der Bedienoberfläche bis hin zu Cloudlösungen“, erklärt Dr. Marco Münchhof, Vorstand bei Eckelmann.

Auf Basis dieser umfangreichen Erfahrung und der vorhandenen Lösungsbausteine entstehen in kurzer Zeit neue Kundenprodukte, bei denen die Automatisierung wesentlich zur Wertschöpfung beiträgt. Auch Entwicklungen im Medizintechnik-Umfeld sind dank der Zertifizierung nach IEC13485 möglich.

Das Leistungsspektrum von Eckelmann umfasst neben eigenen Standardkomponenten der Automatisierungstechnik wie Steuerungs- und Antriebstechnik, Industrie-PC, Safety und Bildverarbeitung auch die kundenspezifische Hardware- und Softwareentwicklung. Komplettiert wird das Angebot durch eine eigene Hardwarefertigung. Gerade in Zeiten der Chip-Knappheit und fragiler Lieferketten erlaubt es die räumliche Nähe von Entwicklung und Fertigung, schnell auf Probleme in der Supply Chain zu reagieren.

Die Vorführung des neuen Blisterautomat mit allen Funktionalitäten fand bereits vor der eigentlichen Markteinführung auf Messen hohes Interesse. Weit im Vorfeld der Serieneinführung fanden die entsprechenden Hard- und Softwaretests statt. So konnte eine kurze Time-to-Market erzielt werden.

„Egal ob kundenspezifische Entwicklung oder Standardprodukt – neben der Entwicklung und Fertigung macht gerade der Support einen wichtigen Unterschied“, weiß Dr. Münchhof. „Seit mehr als 40 Jahren schätzen Kunden unsere umfangreiche Erfahrung in der Maschinen- und Anlagenautomation. Sie schätzen es, dass wir ihre Aufgabenstellungen kennen und ihre Sprache sprechen. Und mit zunehmendem Innovationstempo ist die „lebenslange Betreuung unserer Lösungen“, die wir bieten, ein wichtiges Kaufargument geworden.

Praxisbeispiel Medizintechnik: Heidelberger Ionenstrahl-Therapiezentrum / Therapie-Kontrollsystem im Kampf gegen Tumore

Das Heidelberger Ionenstrahl-Therapiezentrum (HIT) bietet die hochpräzise Behandlung von Tumoren mit Schwerionen- und Protonentherapie an. Sie ermöglicht es, tief im Körper liegende oder extrem widerstandsfähige Tumore mit sehr großer Präzision zu erreichen und schont dabei umliegendes gesundes Gewebe. Dieser Vorteil ist besonders wichtig bei Tumoren, die nah an empfindlichen Geweben liegen, wie etwa an der Schädelbasis, dem Sehnerv oder Darm sowie bei Tumoren von Kindern und Jugendlichen. Das HIT wurde von 2003 bis 2009 errichtet und nahm Anfang November 2009 den Patientenbetrieb auf.

Das HIT war die erste Therapieeinrichtung in Europa, die mit Schwerionen arbeitete, und weltweit die erste, die über eine Gantry verfügt – eine bewegliche Strahlführung, bei der zur optimalen Bestrahlung der Strahlaustritt um 360° um den Patienten rotieren kann. Die Gantry hat einen Durchmesser von 13 Metern, eine Länge von 25 Metern und wiegt 670 Tonnen.

Die geladenen Teilchen werden auf bis zu 70% der Lichtgeschwindigkeit beschleunigt und dann zielgenau in Richtung Tumor geschickt. Wie weit der Strahl ins Gewebe vorstößt, hängt von seiner Energie (=Geschwindigkeit) ab: Je höher die Energie ist, desto tiefer dringt er in den Körper ein. Am Teilchenbeschleunigersystem können 100.000 verschiedene Kombinationen der Strahlparameter eingestellt werden.

Dank ihrer besonderen physikalischen Eigenschaften durchqueren Ionen als scharf begrenztes Strahlenbündel das Gewebe. Erst kurz bevor die Teilchen zum Stillstand kommen, entfalten sie direkt im Tumor ihre maximale biologische Wirkung. Ingenieure der Eckelmann AG entwickelten, realisierten und lieferten die Kontrollsysteme für den Teilchenbeschleuniger und den Therapiebereich.

Das Beschleuniger-Kontrollsystem steuert eine große Zahl von Elektromagneten und HF-Anlagen, die die Ionen auf ihre Kreisbahn zwingen und beschleunigen, bis hin zu zahlreichen Strahldiagnosegeräten.Zu den Hauptaufgaben des Therapie-Kontrollsystems gehört die Reservierung und sichere Verschaltung der Behandlungsplätze mit dem Beschleuniger sowie die Anforderung und gezielte Applikation definierter Ionenstrahlen nach vorgegebenen Behandlungsplänen. Während der Behandlung muss der Ionenstrahl permanent überwacht und analysiert werden; er kann im Notfall innerhalb von 200 millionstel Sekunden automatisch abgeschaltet werden. Das Therapie-Kontrollsystem wurde entsprechend den strengen Richtlinien des Medizinprodukte-Gesetzes entwickelt und produziert.

Bei Störungen sind Experten an sieben Tagen in der Woche rund um die Uhr erreichbar und bearbeiten auftretende Fälle. Eckelmann unterstützt die Langzeitbetreuung und Weiterentwicklung der bestehenden Systeme .

Digitaler Zwilling und Smart Service: Wir heben die Potenziale 4.0

Es sind Menschen, die über den Erfolg entscheiden – und sich die enormen Potenziale der Automatisierung und Digitalisierung zunutze machen. Wir führen IT-Technologie und Automatisierungstechnik zusammen: Mit unserer Software FactoryWare® Data Analytics überwachen und analysieren wir Kennzahlen und optimieren Anlagen – für höhere Effizienz, planbaren Service sowie Personaleinsatz und maximale Anlagenverfügbarkeit.

Darüber hinaus sparen wir Zeit, Reisekosten und Ingenieursstunden, wenn wir über FactoryWare® Virtual Replica am digitalen Zwilling Testläufe und Inbetriebnahmen simulieren. Diese Virtualisierung von Maschinen und Anlagen am digitalen Zwilling birgt erhebliche Vorteile für Maschinenbauer und -betreiber. Die Parallelisierung von Arbeiten im Engineeringprozess sorgt für kürzere Entwicklungs- und Inbetriebnahmezeiten. Darüber hinaus profitieren Hersteller und -Betreiber vom digitalen Verhaltensmodell der Anlage über den gesamten Lebenszyklus hinweg.  

Selbstverständlich sind wir ISO 9001 zertifiziert. Wir erfüllen zudem erhöhte, teilweise branchenspezifische regulatorische Anforderungen und Vorschriften. Grundlagen sind unser umfassendes Qualitätsmanagementsystem und Zertifizierungen im regulierten Umfeld, beispielsweise ISO 13485 als Zulieferer für die Medizintechnik, ISO 62304 (Medical Device Software), Prozesse für GMP/GAMP 5 und die Fertigung von Elektroanlagen gemäß CE, UL und UKCA.

Im Lifecycle Management schnüren wir organisatorische und technische Servicepakete – und schreiben die Erfolgsgeschichte über die gesamte Lebensdauer von Maschinen und Anlagen hinweg.