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Bei Wartungsarbeiten können Produktionsingenieure über Augmented-Reality-Brillen eine Live-Verbindung zu Technikern herstellen.

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Zukunft am Werk

Boehringer Ingelheim treibt die Digitalisierung seiner Produktion voran. Das Ziel: Medikamente nicht nur effizienter und sicherer herstellen, sondern auch in immer kleineren Chargen, individuell auf den einzelnen Patienten angepasst. Ein großer Schritt auf diesem Weg ist der Bau der neuen Launch Facility, die zum Beispiel Krebsmedikamente künftig in kleinsten Losgrößen fertigen kann. Schon heute helfen Mitarbeiter, die smarte Fabrik zu planen: mit einem virtuellen 3D-Modell und einer VR-Brille.

Hier eine Tablettenpresse, die in rasender Geschwindigkeit Tabletten auswirft. Da, ist das ein Roboterarm, der einzelne Tabletten automatisch prüft? Und dazwischen jede Menge Platz zum hin- und herlaufen. „Ich kann mir sehr gut vorstellen, wie ich mich da bewegen werde“, sagt Dr. Peter Comes, als er die VR-Brille wieder abnimmt. Er ist Leiter der Solida-Produktion in Ingelheim. Die hochmoderne Fertigung, die er soeben besichtigt hat, existiert bisher nur am Computer. Datenspezialisten haben aus dem Architektenmodell und aus Konstruktionszeichnungen der Maschinen ein dynamisches, dreidimensionales Abbild der Launch Facility erschaffen, die derzeit am Standort der Firmenzentrale von Boehringer Ingelheim heranwächst. In der VR-Brille erwacht sie aber schon zum Leben, die neue Anlage zum Herstellen von Tabletten. Wo vor dem Fenster von Comes‘ Büro jetzt noch die Baumaschinen dröhnen, wird die Fabrik ab 2020 ein neues Kapitel der pharmazeutischen Produktion aufschlagen.

Die Launch Facility ist das Musterbeispiel für die Digitalisierung der Produktion bei Boehringer Ingelheim, aber bei Weitem nicht die einzige Initiative ihrer Art: Viele Maschinen in Ingelheim und an weiteren Standorten arbeiten längst vernetzt. Bald wird ein zentrales Erfassungssystem Daten kompletter Produktionslinien sammeln, abgleichen und auswerten. Das Ziel: Die Mitarbeiter sollen so früh wie möglich im Herstellungsprozess Unregelmäßigkeiten erkennen und Probleme abstellen – möglichst schon, bevor sie entstehen, und nicht erst, wenn die Endkontrolle meldet, dass Medikamente stärker von der Norm abweichen, als es die strengen Toleranzen erlauben. Gleichzeitig wird eben diese Endkontrolle künftig deutlich einfacher werden, wenn die IT jede einzelne Herstellungsphase überwacht.

„Unsere Fertigung geht durch zahlreiche aufwendige Audits von in- und ausländischen Behörden. Da ist Effizienz für uns ein zentraler Punkt.“

Dr. Anja Preissmann

Prozessoptimierung mit Augmented Reality: QR-Codes und Visualisierungen führen durch Trainingsabläufe.

Das vernetzte Denken in der Produktion reduziert Ausschuss, macht die Prozesse effizienter, genauso wie das Qualitätsmanagement. „Unsere Branche ist stark reguliert“, erklärt Dr. Anja Preißmann, die für die Produktion aller Humanpharmazeutika an den deutschen Standorten verantwortlich ist. „Unsere Fertigung geht durch zahlreiche aufwendige Audits von in- und ausländischen Behörden. Da ist Effizienz für uns ein zentraler Punkt.“ Ein Beispiel für die neuen, papierlosen Prozesse: Bisher müssen Schichtleiter von Hand dokumentieren, welche Gesundheitsprüfungen und Sicherheitsschulungen ein Mitarbeiter absolviert hat, bevor er bestimmte Maschinen steuern darf. Künftig hinterlegen sie solche Informationen digital im System, können sie sogar direkt mit der Maschinensteuerung verbinden: Wenn ein Bediener bestimmte Voraussetzungen nicht erfüllt, springt die Maschine dann gar nicht erst an.

Schon heute nutzen die Produktionsingenieure bei Boehringer Ingelheim die Digitalisierung, um bestehende Anlagen zu optimieren. Beispiel Verpackungsmaschinen: Wenn eine neue Charge Tabletten zum Verpacken angekündigt ist, beginnt dort heute das große Rotieren. Facharbeiter rüsten eine der mehr als 20 Meter langen Linien für den neuen Auftrag um. Die Maschinen bestücken später die so genannten Blister im Sekundentakt mit Tabletten, schieben sie samt Packungsbeilage in Schachteln und kontrollieren schließlich noch deren Gewicht, bevor sie in Kartons zum Lagern und Versenden landen. Je nachdem, wie viele der einzelnen Maschinen umzustellen sind, dauert das Rüsten der Linie mehrere Stunden. Bei der Arbeit muss jeder Handgriff mit dem jeweiligen Werkzeug sitzen, das Einarbeiten neuer Mitarbeiter dauert bis zu zwölf Monate. Bisher zumindest.

In einem Pilotprojekt an einer der Linien unterstützt eine „Augmented Reality“-Brille neue Kollegen beim Rüsten. Per QR-Code lädt sie automatisch das jeweilige Rüstprogramm. Die Mitarbeiter bekommen anschließend jeden einzelnen Arbeitsschritt über ein kleines Prisma oben rechts am Brillenrand ins Blickfeld eingeblendet, haben dabei Werkzeuge und Maschinen im Auge und obendrein beide Hände frei zum Arbeiten. „Unsere Erfahrungen zeigen, dass wir die Einarbeitungszeit neuer Mitarbeiter so auf sechs Monate verkürzen können“, sagt die Leiterin für Human Pharma Supply Deutschland Preißmann.

Neben der Augmented Reality-Brille zum Rüsten der Verpackungsmaschinen liegt ein zweites, anders konfiguriertes Modell bereit, für Notfälle. Wenn eine Maschine ein Problem hatte, musste bislang immer ein Techniker vor Ort nachschauen und auch in der Nachtschicht eigens dafür ins Werk kommen. Nun rufen die Mitarbeiter ihn in einer solchen Situation an und setzen die entsprechende AR-Brille auf. Dann kann der Techniker über eine in der Brille installierte Kamera daheim auf seinem Laptop sehen, was der Mitarbeiter vor Ort sieht, und Anweisungen geben, was zu tun ist. „Auf diese Weise können wir künftig auch bei Problemen in unseren Werken im Ausland schnell helfen, ohne dass eigens ein Techniker hinfliegen muss“, sagt Preißmann.

Das gleiche gilt bei sogenannten Double-Check-Kontrollen, zu denen Mitarbeiter für wichtige überprüfungen nach dem Vier-Augen-Prinzip heute persönlich vor Ort kommen. Wegen strenger Sicherheits- und Hygienevorschriften ist das umständlich: Es dauert, die Schleusen in den Werken zu passieren, besonders sensible Bereiche dürfen zudem nur wenige Personen gleichzeitig betreten. Mit einer AR-Brille kann einer der beiden Mitarbeiter solche Kontrollen demnächst vom Büro aus erledigen. Derzeit denken die Fertigungsexperten sogar darüber nach, im Wareneingang die innovative Blockchain-Technik einzusetzen: Kameras könnten angelieferte Verpackungen scannen und deren Codes mit einer Blockchain-Datenbank vergleichen. Das würde den Einkauf kleiner Losgrößen von Verpackungsmaterial effizienter machen. „Für die Digitalisierung unserer Produktion haben wir eine ganze Reihe von Initiativen gestartet“, so Preißmann.

Mithilfe einer in die Brille integrierten Kamera kann die Technikerin das Blickfeld des Ingenieurs an ihrem Laptop sehen und schriftlich oder mündlich Instruktionen geben.

Darüber hinaus dringen Preißmann und ihre Kollegen in ganz neue Dimensionen vor: Die Verpackungsmaschinen werden in Zukunft nicht mehr wie bislang üblich in einer starren Linie arbeiten, sondern als einzelne, miteinander vernetzte Module. Die Stationen zum Bestücken, Bedrucken und Verpacken werden digital auf verschiedene Medikamente, Stückzahlen und für unterschiedliche Märkte konfiguriert. Bei Bedarf werden weitere Stationen hinzugefügt. An den einzelnen Modulen arbeiten menschliche Fachkräfte und sogenannte kollaborative Roboter zusammen, der Grad der Automatisierung ist frei wählbar.

„Mit der neuen Anlage ist es unser Ziel, eine einzige Packung zu ähnlich niedrigen Kosten pro Einheit herstellen zu können wie heute bei vielen tausenden Packungen“, sagt Preißmann. Ein Maschinenbauer entwickelt und baut die modularisierte Anlage und deren Komponenten derzeit in enger Abstimmung mit den Experten des Hauses – ein Einzelstück. „ Diese Form der modularisierten und automatisierten Fertigung ist in der Pharmabranche ein echtes Novum“, sagt Preißmann.

„Wir sind vorbereitet, wenn individualisierte Medikamente für Patienten von der Ausnahme zur Regel werden.“

Dr. Anja Preissmann

Blick in die Zukunft: Das dreidimensionale Modell der Launch Facility hilft dabei, Prozesse zu verbessern, noch bevor die Fabrik steht.

Dass die Mitarbeiter ihre Fabrik schon heute per VR-Brille besichtigen können, ist übrigens nicht nur ein Gimmick, sondern soll helfen, die Prozesse zu verbessern, noch bevor die Fabrik steht: Wer sich in dem Computermodell des Werks umgeschaut hat, kann Verbesserungsvorschläge machen. „Das sind für uns wertvolle Hinweise“, sagt Dr. Peter Comes. Im Planungsstadium lassen sich diese Vorschläge viel einfacher und kostengünstiger umsetzen als später im fertigen Gebäude. Außerdem steigt auf diese Weise die Identifikation der Maschinenbediener mit ihrem neuen Arbeitsplatz, so Comes: „Er wurde schließlich nach ihren Vorstellungen gebaut.“

Zurück zur Verpackung. Kleine Losgrößen braucht Boehringer Ingelheim zum Beispiel während klinischer Tests, wenn neu entwickelte Medikamente verschiedene Erprobungsphasen durchlaufen. Typischerweise fordern die Entwickler zuerst wenige und dann mit der Zeit immer mehr Tabletten eines neuen Medikaments an, weil die Zahl der Probanden steigt. Aber auch in der regulären Produktion sind kleine Chargen zunehmend Alltag: In der Onkologie produziert Boehringer Ingelheim bereits heute in kleinsten Mengen. Krebsmedikamente sind keine Massenware, sondern werden teilweise erst nach Bestellung für einen bestimmten Patienten im jeweiligen Land verpackt, mit entsprechend winzigen Stückzahlen. Eben genau in der benötigten Menge.

„Im Planungsstadium lassen sich Vorschläge viel einfacher und kostengünstiger umsetzen als später im fertigen Gebäude.“

Dr. Peter Comes

Dr. Anja Preißmann verantwortet die Herstellung aller Humanpharmazeutika an den deutschen Produktionsstandorten von Boehringer Ingelheim.

Bisher laufen solche Aufträge über die vollautomatisierten Verpackungslinien der Massenproduktion, weil sich einzelne Arbeitsschritte wie das Verpacken der Tabletten in Blistern nicht auslagern lassen. Heißt: Die Techniker rüsten die Maschinen mehrere Stunden lang um. Dann lassen sie die Anlage für den Kleinstauftrag laufen, und wenn es nur ein paar Minuten sind. „Künftig werden wir solche Aufträge in der neuen, modular aufgebauten Verpackungslinie verpacken“, sagt Preißmann. „ Damit sind wir vorbereitet, wenn individualisierte Medikamente für Patienten von der Ausnahme zur Regel werden.“