Wiegen mit PC sicher und komfortabel

Kritisch ist der Umgang mit Drogen und hochwirksamen Arzneimitteln. Höchste Sorgfalt ist geboten, schließlich hängen vom verantwortungsbewussten Umgang mit solchen Stoffen Menschenleben ab. Um die Risiken zu minimieren und die Abläufe gleichzeitig wirtschaftlicher zu gestalten, sollte man auf moderne Technik, geschickte Arbeitsorganisation und ergonomische Gestaltung der Wiegetechnik setzen.

Wenn Menschen Prozesse bestimmen, sind Fehler nicht auszuschließen. Diese zentrale Erkenntnis macht allen Unternehmen der Verfahrenstechnik zu schaffen. Vor allem in der Pharma- und Lebensmittelindustrie muss der Sicherheitsgedanke an erster Stelle stehen, wenn es um das Verwiegen und Abfüllen von Stoffen geht. Gerade bei kleineren Losgrößen ist in der Branche ¿Handarbeit¿ nach wie vor üblich, Automatisierungen oder Unterstützung der Verwiegung durch entsprechend angepasste Systeme sind bisher jedoch kaum zu finden. Trotz guter Ausbildung und intensivem Training der Mitarbeiter suchen die Unternehmen und Konzerne zusätzlich nach technischen Möglichkeiten, um die Prozesssicherheit zu erhöhen. Diese gibt es jetzt als umfassendes System aus Wiegetechnik und Rechnerunterstützung. Basis ist die erstmals von der PTB zugelassene eichfähige Waagenanzeige auf einem Standard-PC ¿ ohne teure Spezialhardware.

Während automatische Abfüllanlagen über Sicherheitsmechanismen und Dokumentationen Fehler weitgehend ausschließen, war die Qualität und Sicherheit der Handabfüllung und -verwiegung früher ausschließlich von Können und Zuverlässigkeit der Mitarbeiter abhängig. In einem typischen Unternehmen der Branche können durchaus mehrere Zehntausend Aufträge pro Jahr abgewickelt werden. Das bedeutet das Abfüllen oder Dosieren von mehreren Hunderttausend bis Millionen einzelner Packungen mit mehreren Hundert bis Tausend Artikeln. Die abgewogenen und verpackten Mengen reichen von wenigen Milligramm bis zu einigen Kilogramm.

Um Qualität und Sicherheit der Prozesse zu garantieren, muss die Systemunterstützung möglichst alle manuellen Tätigkeiten bei der Abfüllung berücksichtigen. Überspitzt formuliert, sollte selbst ein Analphabet eine korrekte Verwiegung durchführen können. Selbstverständlich werden diese sensiblen Bereiche nicht auf qualifizierte Mitarbeiter verzichten können; mit dem Abbau von Routine-Überwachungs- und Dokumentationsaufgaben sollen sich die Mitarbeiter aber verstärkt um Optimierungen des eigentlichen Handlings und Verbesserung der gesamten Prozesskette kümmern können.

Routinen abbauen

In der bisher üblichen Arbeitsweise beschäftigten sich die Mitarbeiter beim Abarbeiten der Aufträge vor allem mit ständiger Kontrolle jedes einzelnen Schritts und dessen Dokumentation. Typische Auftragsdurchläufe gestalten sich heute etwa so: Die Abteilungsleitung verteilt einlaufende Aufträge und verteilt sie auf die Mitarbeiter und Waagenplätze. Ein Mitarbeiter holt das Gebinde mit der abzuwiegenden Substanz und das entsprechende Packmittel aus dem Lager. Vor der Verwiegung wird die Waage kalibriert, eventuell der Messbereich eingestellt. Diese Tätigkeiten sind in den Auftragspapieren zu dokumentieren. Daten der Waage und des Gebindes müssen in die Formulare eingetragen werden.

Nach Aufstellen des Gefäßes und Nullstellen der Waage folgt das Einfüllen der Substanz. Unter Beobachtung der Ziffernanzeige gibt der Bediener Substanz bis zum Erreichen des Sollwertes in das Gefäß. Der zulässige Toleranzbereich laut Auftragsschein ist selbstverständlich zu beachten. Der gesamte Vorgang wiederholt sich entsprechend der Losgröße. Das korrekte Abfüllen gemäß Vorgaben dokumentieren der Mitarbeiter oder die Mitarbeiterin mit ihren Unterschriften. Nach Abarbeitung des Auftrags und verschiedenen Kontrollen erhält die Abteilungsleitung die gesammelten Auftragspapiere mit Fertigmeldung zurück und veranlasst das Bereitstellen für den Versand oder das Einlagern (Verpacken, Etikettieren).

Solche oder ähnliche Abläufe belasten die Mitarbeiter vor allem durch Tätigkeiten wie das
· Kalibrieren der Waage und dokumentieren der Waagendaten,

· Beobachten der Anzeige nach Aufstellen des Gefäßes (steht die Anzeige bei jedem Aufstellen des Gefäßes wirklich auf Null?),

· Tarieren (steht die Waage auf Null nach Aufstellen des Gefäßes?),

· Einfüllen und gleichzeitiges Beobachten der Ziffernanzeige bis der Sollwert erreicht ist (Wie groß war noch der Toleranzbereich? Ist er eingehalten?),

· Dokumentation der Abläufe und Wiegeergebnisse in einem ¿Stapel¿ Papier für jeden Auftrag,

· Übertragen der gefertigten Mengen, Materialverbräuche und Arbeitszeiten per Handeingabe in die zentrale Datenverarbeitung

Eichfähige PC-Anzeige

Genau an diesen Punkten setzt eine neue Verwiegetechnik mit dem Namen Netscale an. Basisbaustein der gesamten Technik sind Wägeplattformen von Sartorius mit angeschlossenem PC mit der eichfähigen Waagenanzeige Winscale. Über die an den Waagen vorhandene serielle Schnittstelle wird ein herkömmlicher Standard-PC angeschlossen. In einem Gemeinschaftsprojekt des Waagenherstellers Sartorius, dem Softwarehaus Janco und einem Unternehmen der Pharmabranche ist es damit erstmals gelungen, von den bisher üblichen teuren Spezial-PC wegzukommen.

Erstmals hat die PTB Standard-PC für die eichfähige Datendarstellung und -sicherung zugelassen. Bisher mussten die Wägedaten auf Alibidruckern festgehalten und archiviert werden. Dieser Aufwand entfällt nun. PC-Software und Wägeplattform sind als separate Systeme geeicht. PC und Plattform können getauscht werden, eine Neueichung ist nicht erforderlich. Der Alibispeicher archiviert die eichpflichtigen Daten auf der Festplatte des PC. Alle weiteren Anbindungen und Subsysteme unterliegen nicht mehr der Eichpflicht. Damit wurde der entscheidende Schritt für mehr Komfort in der Handabfüllung und bei der Einbindung in umfassendere Systeme getan.

Die PC an den Waagen kommunizieren mit einem zentralen Server, der standardisierte oder anwenderspezifische Software für die Datenverarbeitung enthält und das gesamte Netz steuert. Das vereinfacht nicht nur den eigentlichen Verwiegevorgang; gleichzeitig steigt die Sicherheit. Zweiter Effekt ist die drastische Senkung des administrativen Aufwandes ¿ und damit auch der Kosten.

Aufträge lassen sich mit diesem System nach folgendem Muster abwickeln: Aus der Kundenauftragsbearbeitung eines vorhandenen ERP-Systems oder eines Vertriebssystems laufen die Aufträge mit allen zur Abarbeitung notwendigen Informationen in die Oracle-Datenbank des Servers ein. Die Zuteilung zu Arbeitsplätzen und Mitarbeitern kann das System automatisch entsprechend einer Auslastungsoptimierung vornehmen, es sind aber auch manuelle Einlastungen möglich. So ist das Zusammenfassen von Aufträgen, beispielsweise zur Reduzierung von Warenbewegungen im Lager, möglich. Restriktionen wie Sicherheitsvorschriften, die dazu führen, dass nicht jede Substanz an jedem Arbeitsplatz abgefüllt werden kann, ¿kennt¿ das System. Die Freigabe der Aufträge zur Bearbeitung geschieht immer manuell, dafür ist ein Meister oder Abteilungsleiter zuständig.

Vom Papierstapel zur Auftragskarte

Mit der Freigabe werden Auftragskarten gedruckt. Hier zeigt sich zum ersten Mal ein deutlicher Unterschied zur alten Auftragsbearbeitung: Nicht mehr ein Stapel Papier sondern nur ein (!) beidseitig bedrucktes Blatt Papier enthält alle notwendigen Angaben zur Bearbeitung und Dokumentation. Und auch das ist im Prinzip verzichtbar. Derzeit muss jedoch noch ¿ um den Vorschriften zu genügen ¿ eine eigenhändige Unterschrift im Archiv abgelegt werden.

Die Auftragskarte geht ans Lager oder dem Disponenten. Ein Mitarbeiter stellt die abzufüllende Substanz und die auf der Karte angegebenen Packmittel am vorbestimmten Wägeplatz bereit. Die Karte liegt dem Material bei. Die Abfüllung beginnt mit der Anmeldung des Mitarbeiters am Wägeplatz. Dazu scannt er seinen Mitarbeiterausweis. Im System ist hinterlegt, wer an welchen Arbeitsplätzen arbeiten darf (Qualifikation, gesundheitliche Einschränkungen, . . . ). Erkennt das System den Mitarbeiter als berechtigt, scannt er die Auftragsnummer von der Auftragskarte und die in einem Barcodeetikett verschlüsselte Chargennummer des bereitgestellten Materialgebindes.

Die Waagenvorbereitung läuft vollständig automatisch ab. Die Seriennummer der Waage wird abgefragt, der Wägebereich geprüft und bei Bedarf umgestellt. Der Prüfzustand muss in Ordnung sein. Die Waage kalibriert sich. Ist die Kaibrierung erfolglos, justiert sie sich. Der gesamte Ablauf dauert je nach Waage und Umgebungsbedingungen etwa zwei bis drei Minuten. Aber auch die weiteren manuellen Tätigkeiten unterstützt das System, zunächst mit der Aufforderung ¿Verpackung aufstellen¿. Die Waage tariert automatisch, der Monitor zeigt ¿Bitte Produkt einfüllen¿. Eine große Hilfe für den Bediener bildet der grafische Wägebalken: Mit dem Einfüllen, also zunehmendem Gewicht, läuft der Balken gegen eine Linie, die das Sollgewicht markiert. Schlägt die Farbe des Balkens nach grün um, entspricht die Füllung der Vorgabe. Auch der Toleranzbereich ist in Form einer zweiten Linie dargestellt. Es reicht jedoch, die Farbe des Balkens zu beachten: schlägt die Farbe in rot um, ist die Einwaage zu groß. Je nach abzuwiegender Menge wird der Anzeigebalken am Ende gespreizt, um das Treffen der Sollmenge zu erleichtern und zu beschleunigen. Über- oder Unterfüllungen sind unmöglich, weil Netscale sie nicht akzeptiert. Die Waage verweigert die Verwiegung des nächsten Gefäßes.

Im unteren Bereich stellt der Monitor gleichzeitig die absoluten Werte wie in einem Waagendisplay dar. Damit kann das System auch als gewöhnliche Waage mit separater Anzeige genutzt werden. Die Erfahrung zeigt, dass die Bediener schon nach kurzer Zeit beim Abfüllen nur noch die Balkendarstellung beachten und damit sehr viel effizienter arbeiten.

Eine kurze Bestätigung per Fußschalter schließt die Wägung ab, die Packung wird registriert. Mit der Aufforderung ¿Bitte Gefäß verschließen¿ beendet die Waage den Zyklus und fordert sofort wieder ¿Bitte Verpackung aufstellen¿. Dieser Ablauf wiederholt sich so oft, bis die Stückzahl des Auftrags erreicht ist. Nach der letzten Verwiegung meldet die Waage den Auftrag im System ¿fertig¿ und übermittelt die Materialeinsätze und gefertigten Stückzahlen für die notwendigen Buchungen.

Bei dezentralem Etikettendruck geschieht das Etikettieren von Gebinden und Kartons vor Ort. Ist der Druck zentral organisiert, wird im Lager oder Versand etikettiert. Die Daten kommen in jedem Fall direkt aus dem System.

Dokumentation integriert

Wohl in keiner Branche ist die lückenlose Dokumentation der Abläufe so wichtig wie in der Pharmaindustrie. In Netscale ist deshalb ein Archiv integriert, das Rückfragen wie ¿Wer hat die 44. Packung dieses Auftrags mit welchem Gewicht auf welcher Waage und aus welcher Charge wann produziert?¿ Eine separate Datensicherung ist also nicht notwendig. In jedem Fall wird jedoch nach Auftragsende jeder Einzelwert übertragen und zentral gespeichert. Auswertungen sind also auch nach Jahren noch bis auf Einzelwertebene möglich.

Technik mit Standards

PC und Waagen kommunizieren meist über ein Standard-Netzwerk wie Ethernet mit dem Server. Der verwaltet die Aufträge in der Oracle-Datenbank und gibt die Auftragsdaten jeweils komplett an die Wägestationen. Einzelwerte aus den Verwiegungen werden üblicherweise nach Auftragsende zurückgemeldet, die Aufträge wickelt der PC an der Waage ab. Damit ist der Datenverkehr im Netzwerk relativ gering. Bei Aufträgen mit längeren Laufzeiten kann allerdings die automatische Übertragung von Zwischenständen initialisiert werden. Auch intervallweise Prüfungen der Waage in einem laufenden Auftrag können bei besonders kritischen Produkten automatisch veranlasst werden.

Die verantwortliche Abteilung kann, beispielsweise bei Störungen im übergeordneten ERP- oder Auftragserfassungs-System oder bei Leitungsproblemen auch autark arbeiten, da die Oracle Datenbank den Arbeitsvorrat für eine oder mehrere Schichten bereithält.

Qualität rauf ¿ Kosten runter

In erster Linie geht es darum, den Mitarbeitern die bestmögliche Unterstützung bei Ihrer Arbeit zu geben. Einzelne Maßnahmen wie eine besser ablesbare Anzeige oder das Scannen einer Gebindenummer statt der Handnotiz schaffen nur punktuelle Verbesserungen, ändern jedoch die grundsätzlich zu komplizierten Abläufe nicht. Es gilt, die gesamte Handverwiegung völlig neu zu betrachten und unter Berücksichtigung der aktuellen technischen Möglichkeiten zu bewerten. Mit Netscale ist es möglich, ¿eingefahrene¿ Abläufe neu zu organisieren und damit wirtschaftlicher zu gestalten.

Es spielt grundsätzlich keine Rolle, ob ein Fläschchen mit wenigen Gramm Wirkstoff, ein Big-Bag oder ein Tankwagen befüllt wird. Systematik und Technik sind übertragbar. Die Offenheit der jetzt in Betrieb stehenden Technik eröffnet jedenfalls fast alle Möglichkeiten.

Meinolf Droege / April 2000