۶ مزیت استفاده از سیستم‌های مهارکار خودکار در تولید تجهیزات پزشکی

به گزارش پایگاه خبری مهندسی پزشکی(موپنا)، تولید تجهیزات پزشکی و قطعات مورد استفاده در جراحی و درمان، به دقت بالا، تکرارپذیری و کنترل مستمر کیفیت نیاز دارد. در این میان، یکی از مراحل مهم در فرآیند ماشین‌کاری، مهار و تثبیت قطعات در موقعیت مناسب برای انجام عملیات تولید است؛ فرآیندی که در روش‌های سنتی عمدتاً با استفاده از گیره‌ها، پیچ‌ها و ابزارهای مکانیکی و به‌صورت دستی انجام می‌شود.

این روش علاوه بر نیاز به نیروی انسانی متخصص و صرف زمان قابل‌توجه برای تنظیم تجهیزات، می‌تواند احتمال بروز خطاهای انسانی و تفاوت میان مراحل مختلف تولید را افزایش دهد.

در مقابل، سیستم‌های مهارکار خودکار با بهره‌گیری از کنترل‌های دیجیتال، حسگرها و رابط‌های کاربری انسان و ماشین (HMI)، امکان تنظیم دقیق‌تر قطعات و نظارت بهتر بر فرآیند تولید را فراهم می‌کنند.

این فناوری همچنین به تولیدکنندگان کمک می‌کند تا فرآیندهای خود را با الزامات استانداردهای مدیریت کیفیت، از جمله ISO 13485، هماهنگ‌تر کنند. در ادامه، شش مزیت اصلی استفاده از سیستم‌های مهارکار خودکار در ماشین‌کاری تجهیزات پزشکی بررسی می‌شود.

۱. کاهش چشمگیر زمان آماده‌سازی و تنظیم دستگاه‌ها

در روش‌های سنتی، اپراتورها برای تثبیت قطعات و آماده‌سازی ماشین‌آلات به دانش فنی و تجربه عملی قابل‌توجهی نیاز دارند. استفاده از پیچ‌ها، گیره‌ها و اتصالات متعدد، فرآیند تنظیم را زمان‌بر می‌کند و حتی با وجود ابزارهایی مانند آچارهای گشتاور قابل برنامه‌ریزی، احتمال بروز اشتباه همچنان وجود دارد.

این مسئله در محیط‌های تولید تجهیزات پزشکی که چرخه‌های تولید کوتاه و سرعت بارگذاری قطعات اهمیت زیادی دارد، می‌تواند به یک محدودیت جدی تبدیل شود.

سیستم‌های مهارکار خودکار با قابلیت تنظیم سریع و ذخیره تنظیمات مختلف، امکان تغییر آسان میان سفارش‌ها و فرآیندهای تولیدی را فراهم می‌کنند. اپراتورها می‌توانند از طریق رابط‌های کاربری ساده، تنظیمات موردنیاز هر قطعه را انتخاب کرده و زمان توقف ماشین‌آلات را کاهش دهند.

این قابلیت در نهایت به افزایش اثربخشی کلی تجهیزات (OEE) و بهبود بهره‌وری خطوط تولید کمک می‌کند.

۲. افزایش تکرارپذیری و انطباق با استاندارد ISO 13485

صنعت تجهیزات پزشکی به دلیل ارتباط مستقیم محصولات آن با سلامت و ایمنی بیماران، به سطح بالایی از دقت و کنترل کیفیت نیاز دارد. کوچک‌ترین خطا در فرآیند تولید می‌تواند به تولید قطعات معیوب، فراخوان محصولات و حتی پیامدهای حقوقی و مالی برای تولیدکنندگان منجر شود.

در روش‌های دستی، عوامل متعددی مانند میزان فشار گیره، موقعیت قرارگیری قطعه و نحوه تنظیم تجهیزات می‌توانند بر نتیجه نهایی تأثیر بگذارند.

در مقابل، سیستم‌های مهارکار قابل برنامه‌ریزی مجهز به رابط HMI، امکان مشاهده و کنترل انحرافات فرآیند تولید را فراهم می‌کنند. اپراتورها می‌توانند تغییرات غیرعادی را شناسایی کرده و پیش از تبدیل شدن آن‌ها به نقص محصول، اقدامات اصلاحی انجام دهند.

همچنین ثبت دیجیتال تغییرات و تنظیمات دستگاه‌ها، مستندسازی فرآیند تولید را ساده‌تر کرده و انجام بررسی‌های داخلی و ممیزی‌های موردنیاز را تسهیل می‌کند.

این قابلیت‌ها می‌توانند به تولیدکنندگان در اجرای الزامات سیستم مدیریت کیفیت ISO 13485 کمک کنند.

۳. محافظت از مواد اولیه حساس و گران‌قیمت

در تولید تجهیزات پزشکی، استفاده از موادی مانند تیتانیوم و پلیمرهای مهندسی‌شده به دلیل ویژگی‌های مکانیکی، زیستی و عملکردی آن‌ها اهمیت زیادی دارد. بسیاری از این مواد هزینه بالایی دارند و تهیه مجدد آن‌ها نیز ممکن است دشوار باشد.

در فرآیند مهار دستی، فشار بیش از حد گیره‌ها یا قرارگیری نامناسب قطعه می‌تواند موجب ایجاد ترک، تغییر شکل و آسیب به سطح مواد شود. گاهی اپراتورها برای اطمینان از تثبیت قطعه، فشار بیشتری به گیره وارد می‌کنند؛ اقدامی که ممکن است به ساختار قطعه آسیب برساند.

سیستم‌های خودکار با تنظیم موقعیت قطعه و کنترل نیروی مهار، می‌توانند احتمال بروز چنین آسیب‌هایی را کاهش دهند. این موضوع به حفظ کیفیت مواد اولیه، جلوگیری از تغییر شکل قطعات و افزایش یکنواختی محصولات کمک می‌کند.

بر اساس نتایج یک نمونه آزمایشگاهی، استفاده از سیستم مهار الکتریکی توانسته میزان موج‌دار شدن سطح را تا ۷۴.۱ درصد کاهش دهد. همچنین در یک مقایسه دیگر، سیستم‌های هیدرولیکی خودکار در مقایسه با گیره‌های سنتی، تغییر شکل قطعات را تا ۷۰ درصد کاهش داده‌اند.

چنین قابلیت‌هایی می‌توانند در بهبود کیفیت سطح و دقت مونتاژ قطعات مورد استفاده در تجهیزات پزشکی نقش مؤثری داشته باشند.

۴. ثبت دقیق داده‌ها و افزایش قابلیت ردیابی فرآیند تولید

اتصال سیستم‌های مهارکار خودکار به حسگرها و نرم‌افزارهای مدیریتی، امکان جمع‌آوری و ثبت اطلاعات مربوط به عملکرد ماشین‌آلات و مراحل تولید را فراهم می‌کند.

با استفاده از کنترل‌های دیجیتال، تولیدکنندگان می‌توانند اطلاعاتی مانند نوع قطعه، مدل، شماره سریال و تنظیمات مورد استفاده در فرآیند تولید را ثبت کنند. این اطلاعات، سوابق دقیق‌تری از مراحل ساخت هر محصول ایجاد می‌کنند.

قابلیت ردیابی (Traceability) در صنعت تجهیزات پزشکی اهمیت ویژه‌ای دارد؛ زیرا در صورت شناسایی نقص یا بروز مشکل در یک محصول، امکان بررسی سوابق تولید و شناسایی منشأ احتمالی خطا را فراهم می‌کند.

از سوی دیگر، داده‌های جمع‌آوری‌شده می‌توانند برای تحلیل عملکرد ماشین‌آلات و اجرای برنامه‌های نگهداری پیش‌بینانه (Predictive Maintenance) مورد استفاده قرار گیرند. به این ترتیب، تکنسین‌ها می‌توانند نشانه‌های افت عملکرد تجهیزات را زودتر شناسایی کرده و پیش از وقوع خرابی جدی، اقدامات لازم را انجام دهند.

۵. فراهم شدن زمینه تولید مستمر و افزایش بهره‌وری

یکی دیگر از مزایای سیستم‌های مهارکار خودکار، امکان افزایش زمان فعالیت ماشین‌آلات و کاهش وابستگی فرآیند تولید به مداخلات مکرر انسانی است.

برخی از سیستم‌های پیشرفته مهارکار با کاهش نیاز به تنظیمات دستی و نگهداری مداوم، می‌توانند بهره‌وری تجهیزات را به میزان قابل‌توجهی افزایش دهند. بر اساس اطلاعات ارائه‌شده از سوی یکی از تولیدکنندگان این فناوری، برخی از سیستم‌های پیشرفته مهارکار قابلیت دستیابی به ۹۵ درصد بهره‌وری بیشتر را دارند.

ترکیب این فناوری با سایر راهکارهای صنعت ۵.۰، از جمله رباتیک صنعتی و وسایل نقلیه خودران، می‌تواند زمینه توسعه خطوط تولید هوشمند و خودکار را فراهم کند.

در چنین ساختارهایی، جابه‌جایی قطعات، تثبیت آن‌ها و اجرای عملیات ماشین‌کاری با حداقل دخالت مستقیم نیروی انسانی انجام می‌شود. حتی در برخی خطوط تولید پیشرفته، امکان ادامه فعالیت تجهیزات در ساعات غیرکاری و بدون حضور دائمی اپراتورها وجود دارد.

این قابلیت علاوه بر کاهش هزینه‌های عملیاتی، به تولیدکنندگان کمک می‌کند سفارش‌ها را در زمان‌بندی مشخص تحویل دهند و ظرفیت رقابتی خود را در بازار تجهیزات پزشکی افزایش دهند.

۶. بهبود ارگونومی محیط کار و تمرکز بیشتر اپراتورها

فرآیندهای سنتی مهار قطعات معمولاً شامل حرکات تکراری، اعمال نیروی فیزیکی و تنظیمات دستی متعدد هستند. تداوم این فعالیت‌ها می‌تواند به مرور زمان موجب فشار بر گردن، شانه‌ها و دست‌های اپراتورها شود.

در صورت تداوم این فشارها، احتمال بروز آسیب‌های شغلی، کاهش توان کاری کارکنان و افزایش هزینه‌های درمانی و عملیاتی برای مجموعه‌های تولیدی وجود دارد.

سیستم‌های مهارکار خودکار با حذف بخش قابل‌توجهی از فعالیت‌های فیزیکی و تکراری، شرایط کاری مناسب‌تری برای تکنسین‌ها ایجاد می‌کنند. در نتیجه، کارکنان می‌توانند زمان بیشتری را به فعالیت‌های تخصصی‌تر مانند نظارت بر کیفیت، تحلیل داده‌ها و بهینه‌سازی فرآیندهای تولید اختصاص دهند.

این موضوع در شرایطی اهمیت بیشتری پیدا می‌کند که بسیاری از صنایع تولیدی با کمبود نیروی متخصص در حوزه ماشین‌کاری مواجه هستند. بر اساس یکی از گزارش‌های منتشرشده در صنعت تولید آمریکا، ۷۷ درصد تولیدکنندگان برای حفظ نیروی انسانی متخصص با مشکل مواجه‌اند.

بنابراین، خودکارسازی فعالیت‌های دشوار و تکراری می‌تواند علاوه بر افزایش بهره‌وری، به حفظ نیروی انسانی متخصص و بهبود شرایط کاری آن‌ها کمک کند.

آینده ماشین‌کاری تجهیزات پزشکی با توسعه سیستم‌های مهارکار خودکار

کیفیت نهایی تجهیزات پزشکی تا حد زیادی به دقت اجرای مراحل مختلف تولید وابسته است. نحوه تثبیت قطعات، تنظیم فشار گیره‌ها و کنترل موقعیت آن‌ها می‌تواند بر کیفیت سطح، ابعاد و عملکرد محصول نهایی تأثیر مستقیم بگذارد.

استفاده از رابط‌های لمسی، سامانه‌های پایش فشار و کنترل‌های دیجیتال، امکان نظارت دقیق‌تر بر این مراحل را فراهم کرده و در مقایسه با روش‌های دستی، تکرارپذیری و ثبات بیشتری در فرآیند تولید ایجاد می‌کند.

با این حال، نقش نیروی انسانی همچنان در این فرآیند ضروری است. اپراتورها و مهندسان با نظارت بر عملکرد سیستم‌ها، تحلیل داده‌ها و اصلاح تنظیمات می‌توانند نقاط ضعف فرآیند تولید را شناسایی کنند.

در مجموع، ترکیب تخصص نیروی انسانی با فناوری‌های خودکار، می‌تواند مسیر تولید تجهیزات پزشکی را به سمت دقت بیشتر، کاهش هزینه‌ها، افزایش ایمنی و انطباق بهتر با استانداردهای کیفی هدایت کند.

انتهای پیام/