Étude de cas Processeur automatisé de spécimen de microbiologie

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Mandat

Mandat

Développer une solution novatrice d’automatisation d’analyses de spécimen de microbiologie.

Afin de réaliser l’analyse de spécimen de microbiologie, une entreprise de laboratoire médical procédait manuellement, ce qui entraînait un délai d’analyse particulièrement long.

Rotalec a ainsi été mandatée de créer une solution d’automatisation visant à concevoir un système d’analyses automatisées d’échantillons, et ce, à toutes les étapes, soit de la conception au développement, en passant par l’offre de produits.

Défis & problématiques

  • Répondre à des exigences complexes | La nécessité d’une synchronisation précise, de grandes quantités à analyser et la capacité de traiter différents types d’échantillons nécessite une machine sophistiquée au design personnalisé unique, et ce, du prototype jusqu’à la production.
  • Assurer la précision du processus | L’analyse des échantillons comprend de nombreuses étapes interreliées du début à la fin. Chaque étape est interconnectée et doit être complétée avec une grande précision.
  • Réduire l’intervention humaine | L’automatisation en amont du traitement de spécimen exige une technologie qui élimine ou minimise l’intervention d’un utilisateur et permet de longues périodes sans avoir à toucher au système.
  • Respecter un budget restreint | En tant que petite entreprise en microbiologie, le budget de l’entreprise est limité, ce qui nécessite une solution innovante livrée selon des paramètres budgétaires stricts.

Solution Rotalec

La solution optimale est la conception d’un système automatisé permettant l’analyse de spécimen de microbiologie.

Plus précisément, un testeur de spécimen de 22 axes de servo en boucle fermée intégrant un contrôle de mouvement pour simplifier l’automatisation du laboratoire a été développé, et un rapport de vérification des mouvements machines pour valider celle-ci a été effectué.

  • Consultation, conception et fourniture de composants recommandés | Tous les aspects de la sélection des composants du contrôle de mouvement en fonction des exigences de conception initiale ont été analysés. Lors de la consultation avec l’entreprise et ses ingénieurs de conception, des produits spécifiques et une architecture de contrôle de mouvement répondant aux besoins particuliers ont été recommandés.
    Des composants, y compris des actuateurs linéaires, des points de contrôle précis, des servomoteurs rotatifs, moteurs à entraînement direct à la fois linéaires et rotatifs, des contrôles de mouvement associés et des capteurs ont été fournis. Le contrôle de mouvement a été fourni par trois fabricants de contrôleurs différents et quatre fournisseurs de moteurs différents pour un total de sept fabricants en contrôle de mouvement différents.
    Lorsque la conception a été approuvée, une étroite collaboration s’est maintenue afin de s’assurer que les ingénieurs et les développeurs de l’entreprise avaient tout le soutien dont ils avaient besoin. Des services de soutien technique pour la programmation du contrôle de mouvement et l’optimisation ont également été offerts.
  • Rapport de vérification – Contrôle de mouvement | À la suite de la fabrication de la machine, un rapport de vérification du contrôle de mouvement, fournissant la validation des exigences des spécifications d’origine prise en charge avec des paramètres de mesure essentiels a été effectué.

Faits saillants – Technique

  • Architecture du contrôle de mouvement utilisant un réseau de terrain CANopen à l’échelle et en temps réel (déterministe), pour le contrôle de mouvement et les entrées/sorties.
  • Câblage simplifié étant donné que le contrôle distribué autorise la disposition du servo-amplificateur/contrôleur à proximité des moteurs.
  • La remise de la machine à sa position initiale en arrêt a éliminé la complexité, le coût et le câblage des capteurs de référence.
  • Les encodeurs absolus sur l’axe critique éliminent la nécessité d’une remise à zéro de la position lors de la mise sous tension.
  • Les produits utilisés incluent des réducteurs précis, les points d’arrêts de précision, des moteurs tubulaires à entraînement direct linéaire, des moteurs rotatifs à entraînement direct et des actuateurs linéaires à vis sans fin.
  • Servo contrôle à feedback en boucle fermée de 22 axes, tous mis sous tension par une seule alimentation 48VDC – 600W qu’il est possible de retrouver facilement mondialement.

Faits saillants – Capacité

  • Conception à l’intérieur d’un boitier avec filtration HEPA pour faire circuler l’air pur continuellement.
  • Tâches automatisées telles que l’agitation, le capsulage, le placage, le striage, le re-capsulage et l’application de codes à barres effectuées automatiquement.
  • Capacité d’identification des différents types de spécimens et traitement automatique des échantillons selon le protocole unique lié à ce type d’échantillon. Par exemple : l’urine, des tampons, etc.
  • Compatible avec tous les bouchons, plateaux et assiettes des principaux fabricants.
  • Aucune exigence pour les utilisateurs de modifier manuellement les pièces lors du traitement de types d’échantillons différents.
  • Amplement d’espace pour de nombreuses plaques et spécimens.
  • Utilisation intuitive de l’écran tactile et connectivité au système d’information de laboratoire en option (LIS).
  • Systèmes de détection en place pour garantir la précision. Par exemple : le liquide est correctement récupéré à partir du récipient et du distributeur, le code à barres est placé sur des échantillons complétés, etc.

« Rotalec a été un partenaire précieux qui a contribué au développement d’une machine autonome complexe avec notre équipe d’ingénieurs pour un laboratoire médical dans le marché de l’instrumentation très concurrentiel. Le travail sur le projet a commencé dès le début de la phase de conception jusqu’à l’acquisition et le transfert de la technologie à l’autre groupe d’ingénierie. Nous avons tous apprécié Rotalec en tant que partenaire de solution fiable pour tous les types de besoins de contrôle de mouvement. Ils nous ont apporté leur expertise en conception, en approvisionnement des composants et de validation, en intégration et en test. Un grand merci à Rotalec, en mon nom et au nom de l’équipe. » – Sergey Mikhailov, Chef de file en conception mécanique pour Innova, Processeur automatisé de spécimen microbiologique

Résultat
Résultat

L’entreprise bénéficie désormais d’une solution idéale afin d’automatiser l’analyses des spécimens de microbiologie dans leur laboratoire médical, une première technologique lors de la conception de cette solution d’ingénierie personnalisée.

La solution éprouvée, a été grandement appréciée par l’entreprise, qui a su optimiser leur précision, réduire l’intervention humaine, tout en répondant à diverses exigences complexes. L’entreprise a d’ailleurs été en mesure de commercialiser et de vendre ses services et sa technologie à une grande entreprise multinationale de matériel médical.

Principaux avantages de cette solution d’ingénierie personnalisée

  • Test hautement reproductible assurant les mêmes conditions précises pour chaque échantillon.
  • Élimination des erreurs humaines et augmentation de la qualité des résultats grâce à l’automatisation.
  • Efficacité et productivité accrue permettant un volume quotidien beaucoup plus élevé de spécimens avec une intervention humaine minimale.
  • Mesures et minutage précis .
  • Débit rapide du mouvement de l’instrument.
  • Élimination du temps à ne pas s’occuper de la machine, jusqu’à une heure sans ajustements.
  • Amélioration de la traçabilité avec l’application automatique des codes à barres sur des échantillons complétés.
  • Objectifs budgétaires initiaux atteints et de plus, les volumes de production ont augmenté.
  • Composants validés à la fois individuellement et en tant que système.
  • La machine a désormais une faible empreinte éco-énergétique.
  • Meilleure répartition du temps et des ressources.

« Rotalec a été un partenaire professionnel et compétent ayant fourni une valeur ajoutée tout au long des différentes itérations de conception du produit Innova. Leur équipe a été en mesure de proposer des composants et des solutions de contrôle de mouvement qui nous ont aidés à atteindre nos exigences fonctionnelles sous un budget serré. Leur service de consultation a aidé notre équipe interne à développer une plate-forme de contrôle de mouvement révolutionnaire capable de supporter des composants de contrôle de mouvement de divers fournisseurs et de les intégrer parfaitement à notre système. Le dévouement et l’accessibilité de Rotalec ont facilité le contournement de divers obstacles durant le processus. Je les recommande avec confiance en tant que fournisseur éprouvé et partenaire. » – Wafik Moussa, M.Sc,Ing. Ingénieur principal de logiciel – Innova Product

N’hésitez pas à consulter les diverses expertises, solutions et applications industrielles afin de vous donner des idées selon votre industrie ou votre secteur.