德國(guó)Tempris機(jī)器人全自動(dòng)裝載系統(tǒng)技術(shù)交流

一、 品牌與產(chǎn)品概述

Tempris GmbH是一家專(zhuān)注于過(guò)程測(cè)量技術(shù)的德國(guó)企業(yè)。其核心業(yè)務(wù)是為制藥、生物技術(shù)等行業(yè)提供創(chuàng)新的溫度監(jiān)測(cè)與工藝控制解決方案。公司的主要技術(shù)路線是開(kāi)發(fā)無(wú)線、無(wú)源的傳感器系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)關(guān)鍵工藝參數(shù)（如溫度）的非侵入式、實(shí)時(shí)監(jiān)控。

Tempris的產(chǎn)品線圍繞其核心的無(wú)線測(cè)溫技術(shù)展開(kāi)，主要產(chǎn)品包括：

? 無(wú)線溫度傳感器：系統(tǒng)的感知單元，置于產(chǎn)品內(nèi)部直接測(cè)量溫度。

? 傳感器天線：安裝在工藝設(shè)備（如凍干機(jī)）內(nèi)部，用于為傳感器供電并無(wú)線傳輸數(shù)據(jù)。

? 溫度詢問(wèn)單元：系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理中樞，連接天線并管理傳感器網(wǎng)絡(luò)。

? 實(shí)時(shí)監(jiān)控軟件：提供工藝數(shù)據(jù)的可視化、記錄與分析功能。

? 定心十字架與傳感器支架：用于確保傳感器在藥瓶等容器中的固定位置。

? 穿刺工具：用于在無(wú)菌條件下將傳感器置入已密封的容器。

? 傳感器校準(zhǔn)設(shè)備：用于定期校驗(yàn)傳感器精度。

? 數(shù)據(jù)接口模塊：用于將系統(tǒng)數(shù)據(jù)集成到上層SCADA或MES系統(tǒng)。

? 機(jī)器人全自動(dòng)裝載系統(tǒng)：實(shí)現(xiàn)傳感器載體的自動(dòng)化、無(wú)菌化裝載。

? 工藝驗(yàn)證服務(wù)包：提供相關(guān)的安裝、運(yùn)行及性能確認(rèn)支持。

二、 產(chǎn)品型號(hào)與技術(shù)參數(shù)

Tempris的產(chǎn)品型號(hào)主要根據(jù)其傳感器尺寸和適用容器規(guī)格進(jìn)行劃分，以適應(yīng)不同的應(yīng)用場(chǎng)景。以下是其主要型號(hào)系列：

? TL10型傳感器：適用于極小容量的樣品瓶或微量容器。

? TL12型傳感器：設(shè)計(jì)用于2R至20R規(guī)格的西林瓶，覆蓋常見(jiàn)的小容量制劑。

? TL18型傳感器：適用于10R至30H規(guī)格的西林瓶，用于中等容量產(chǎn)品。

? TL28型傳感器：適用于30R至100H等更大規(guī)格的西林瓶，用于大容量?jī)龈僧a(chǎn)品。

? TL30型傳感器：特殊加長(zhǎng)設(shè)計(jì)，適用于填充高度較高的產(chǎn)品測(cè)量。

? TSH系列支架：與上述傳感器配套，確保其在瓶中的幾何中心定位。

? TIU-2型詢問(wèn)單元：標(biāo)準(zhǔn)型溫度詢問(wèn)與通信控制單元。

? Ant-4型天線陣列：用于凍干機(jī)等多點(diǎn)測(cè)量場(chǎng)景的天線系統(tǒng)。

? ALR-100型機(jī)器人裝載單元：集成于隔離器或RABS內(nèi)的自動(dòng)化裝載機(jī)器人模塊。

? Tempris Vision軟件套件：用于數(shù)據(jù)管理和工藝分析的專(zhuān)業(yè)軟件。

機(jī)器人全自動(dòng)裝載系統(tǒng)介紹：

該系統(tǒng)是一個(gè)集成了工業(yè)機(jī)器人、機(jī)器視覺(jué)和專(zhuān)用夾具的機(jī)電一體化單元。其設(shè)計(jì)用于在潔凈環(huán)境（如隔離器）內(nèi)，自動(dòng)完成將已植入Tempris傳感器的西林瓶從傳送帶精準(zhǔn)抓取并放置到凍干機(jī)擱板預(yù)定位置的全過(guò)程。

工作原理：

? 識(shí)別定位：系統(tǒng)通過(guò)視覺(jué)相機(jī)識(shí)別傳送帶上成排西林瓶及每個(gè)瓶身上的傳感器ID碼。

? 路徑規(guī)劃：控制軟件根據(jù)預(yù)定義的凍干機(jī)裝載圖（對(duì)應(yīng)關(guān)鍵工藝測(cè)溫點(diǎn)），為機(jī)器人規(guī)劃抓取和放置路徑。

? 無(wú)菌抓取：機(jī)器人使用特制的無(wú)菌夾爪，輕柔抓取瓶身。

? 精準(zhǔn)放置：機(jī)器人將瓶子運(yùn)送到凍干機(jī)內(nèi)，并根據(jù)軟件指令，以毫米級(jí)精度放置在指定擱板的指定坐標(biāo)上。

? 數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)：整個(gè)過(guò)程將物理瓶位、瓶中傳感器ID與工藝數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)綁定，實(shí)現(xiàn)全程追溯。

主要技術(shù)參數(shù)考量：

? 潔凈等級(jí)：整體設(shè)計(jì)符合GMP對(duì)潔凈區(qū)設(shè)備的要求，材質(zhì)易于清潔和滅菌（如VHP）。

? 定位精度：機(jī)器人重復(fù)定位精度通常可達(dá)±0.1mm以內(nèi)，確保放置位置準(zhǔn)確。

? 兼容性：支持與主流品牌凍干機(jī)、隔離器及上游灌裝線的通信與機(jī)械對(duì)接。

? 處理速度：可根據(jù)生產(chǎn)節(jié)拍進(jìn)行配置，滿足從研發(fā)到商業(yè)化生產(chǎn)的不同速度需求。

? 法規(guī)符合性：系統(tǒng)設(shè)計(jì)遵循GAMP 5規(guī)范，支持電子簽名與數(shù)據(jù)完整性（符合FDA 21 CFR Part 11要求）。

三、 核心特點(diǎn)

? 提升無(wú)菌保障水平：通過(guò)替代人工進(jìn)箱操作，消除了該環(huán)節(jié)的人員干預(yù)污染風(fēng)險(xiǎn)，其設(shè)計(jì)理念緊密契合歐盟GMP附錄1等法規(guī)對(duì)無(wú)菌工藝的指導(dǎo)要求。

? 增強(qiáng)工藝數(shù)據(jù)可靠性：自動(dòng)化裝載確保了每次運(yùn)行中，物理測(cè)溫點(diǎn)與預(yù)設(shè)的“裝載圖"一致，消除了人為擺放偏差，使不同批次間的溫度數(shù)據(jù)具有可比性，為工藝驗(yàn)證和持續(xù)工藝確認(rèn)提供了可靠基礎(chǔ)。

? 實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)流程的數(shù)字化與追溯：從傳感器ID、瓶位坐標(biāo)到實(shí)時(shí)溫度數(shù)據(jù)，全部自動(dòng)關(guān)聯(lián)并記錄，實(shí)現(xiàn)了凍干工藝從“參數(shù)監(jiān)控"到“全過(guò)程數(shù)字化映射"的演進(jìn)，便于進(jìn)行深入的批次分析與故障排查。

? 提高運(yùn)行效率與靈活性：機(jī)器人可連續(xù)穩(wěn)定工作，裝載速度恒定且可優(yōu)化，減少了凍干機(jī)進(jìn)料階段的準(zhǔn)備時(shí)間。更換產(chǎn)品批次時(shí)，僅需在軟件中切換裝載圖，即可快速完成設(shè)置。

四、 應(yīng)用領(lǐng)域

此系統(tǒng)主要面向?qū)o(wú)菌要求和數(shù)據(jù)完整性要求高的制造場(chǎng)景：

? 無(wú)菌注射劑凍干生產(chǎn)：尤其是高活性的腫瘤藥物、抗體偶聯(lián)藥物（ADC）等，需要減少人員接觸并保證無(wú)菌的品種。

? 疫苗制造：在疫苗原液灌裝后的凍干工藝中，采用自動(dòng)化裝載可降低污染風(fēng)險(xiǎn)，保障疫苗安全性。

? 細(xì)胞與基因治療產(chǎn)品：這類(lèi)高價(jià)值、個(gè)性化治療產(chǎn)品的生產(chǎn)規(guī)模雖可能較小，但對(duì)無(wú)菌和防止交叉污染的要求高，自動(dòng)化、封閉化的生產(chǎn)單元是發(fā)展方向。

? 前沿生物制劑工藝研發(fā)與放大：在研發(fā)階段使用，可以獲得一致、可靠的工藝數(shù)據(jù)，助力工藝?yán)斫夂拖蛏a(chǎn)規(guī)模的順利轉(zhuǎn)移。

? 需要高精度熱力學(xué)數(shù)據(jù)的工藝研究：對(duì)于旨在建立產(chǎn)品凍干模型或設(shè)計(jì)空間（Design Space）的研究，確保測(cè)溫點(diǎn)位置精確可控是獲得有效數(shù)據(jù)的前提。