Edge-Device Softwareentwicklung

Edge Device für Pharma: Vimachem digitalisiert den Shop Floor mit RevPi Connect

Edge Device für die Pharmaproduktion: Pharmahersteller müssen ihre Produktionsanlagen zuverlässig digital anbinden. Sie erfassen Maschinendaten in Echtzeit, reduzieren manuelle Dokumentation und erfüllen regulatorische Anforderungen. Vimachem benötigte dafür ein skalierbares Edge Device. Die Lösung ist der RevPi Connect, der als vorkonfiguriertes IIoT Gateway Maschinendaten erfasst, lokal verarbeitet und direkt in der Produktionsumgebung eingesetzt werden kann. Das Ergebnis ist eine skalierbare Lösung, die sich nahtlos in die Vimachem Pharma-MES-Plattform integriert und eine durchgängige Anbindung vom Shop Floor bis zu den übergeordneten Unternehmenssystemen wie MES, ERP oder QMS ermöglicht.

Herausforderung: Edge Device mit OPC UA, MQTT und IEC-Konformität

Das Edge Device sollte die Vimachem Pharma-MES-Plattform direkt auf dem Shop Floor unterstützen. Ziel war ein industrielles IIoT Gateway, das mit unterschiedlichen Produktionsanlagen kommuniziert und die strengen Anforderungen pharmazeutischer Umgebungen erfüllt. Der RevPi Connect übernimmt dabei zwei Aufgaben gleichzeitig: Als Edge Device sitzt er direkt im Schaltschrank und verarbeitet Daten lokal. Als IIoT Gateway übersetzt er industrielle Protokolle und leitet Daten an übergeordnete Systeme weiter.

Das Edge Device musste:

mit Produktionsanlagen über OPC UA, MQTT und native SPS-Treiber kommunizieren
zuverlässig in industriellen und regulierten Pharmaumgebungen laufen
relevante IEC-Normen erfüllen
sich schnell an vielen internationalen Standorten bereitstellen lassen
eine anpassbare Hardwareplattform sein, die sich unter eigener Marke vertreiben und nahtlos in das Vimachem-Produktökosystem integrieren lässt

Bestehende Lösungen verursachten hohen manuellen Aufwand. Geräte mussten vor dem Versand aufwendig vorbereitet, konfiguriert und gewartet werden. Das verlängerte die Bereitstellung und erhöhte den Supportbedarf.

Vimachem ist ein auf die Pharma- und Biotechindustrie spezialisiertes Softwareunternehmen. Das Unternehmen entwickelt eine modulare Manufacturing-Execution-System-Plattform (MES), die gezielt für regulierte Produktionsumgebungen in der Lifesciences-Branche konzipiert ist und weltweit an mehr als 200 Pharmastandorten eingesetzt wird. Die Lösung kombiniert KI, IIoT und Cloud-Technologien und lässt sich sowohl eigenständig betreiben als auch in Systeme wie ERP, CMMS, QMS und LIMS integrieren. Zu den zentralen Modulen gehören die elektronische Chargendokumentation (eBR), Wiegen und Dispensieren, digitale Logbücher, Fertigungsanalysen und OEE, digitale Arbeitsanweisungen sowie das Serialisierungsmanagement.

Lösung: IIoT Gateway mit RevPi Connect als Plattform

Vimachem entschied sich für den RevPi Connect als Hardwarebasis für das Edge Device. Das Gerät wurde in ein eigenes Vimachem-Gehäuse integriert und mit vorkonfiguriertem Betriebssystem-Image, das bereits alle erforderlichen Softwarekomponenten und Einstellungen enthält, ausgeliefert. Diese Form der individuellen Anpassung ermöglicht es, den RevPi Connect als eigenes Produkt zu gestalten und direkt in der Produktionsumgebung einzusetzen.

Auf dieser Grundlage stellt Vimachem ein sofort einsatzbereites System bereit und schafft eine einheitliche Hardwarebasis für den Einsatz über mehrere Projekte hinweg.

RevPi Connect und RevPi DIO mit individualisiertem, blauen VIMACHEM-Gehäuse im Schaltschrank.

Edge-Integration und Datenfluss

Implementierung

Das Edge Device auf Basis des RevPi Connect wird im Schaltschrank direkt an die Produktionsanlagen angebunden und erfasst über das RevPi DIO digitale Signale von Sensoren und Maschinen. Es kommuniziert über industrielle Protokolle wie OPC UA, MQTT und native SPS-Treiber, verarbeitet Maschinendaten lokal und überträgt sie sicher an die Vimachem Pharma-MES-Plattform.

Auf dem Gerät läuft Node-RED und übernimmt die Edge-Logik sowie die Orchestrierung der Datenströme. Ergänzt wird das System durch benutzerdefinierte Vimachem-Softwarekomponenten im Betriebssystem-Image, die die Integration in die Pharma-MES-Plattform ermöglichen.

Verwendete Technologien:

RevPi Connect
RevPi DIO Erweiterungsmodul für digitale Ein- und Ausgänge
Node-RED für Edge-Logik und Datenorchestrierung
Benutzerdefinierte Vimachem-Softwarekomponenten im Betriebsystem-Image
OPC UA für standardisierte industrielle Kommunikation
MQTT für IoT-Messaging und die Integration in übergeordnete Systeme

„Revolution Pi bietet uns eine zuverlässige und flexible industrielle Edge-Plattform, die sich nahtlos in unser Pharma-MES-Ökosystem integriert. Mit unserem individuellen Vimachem-Betriebssystem-Image und -Gehäuse liefern wir jetzt ein einsatzbereites System, das die Bereitstellungszeit deutlich verkürzt und die Zuverlässigkeit auf dem Shop Floor verbessert.“
– Vassilis Nikolakopoulos, IIoT Automation Engineer

Ergebnis und Ausblick: Skalierbares Edge Device für Pharma-Deployments

Die Implementierung der Revolution Pi Plattform hat die Bereitstellung deutlich beschleunigt, da das vorkonfigurierte Betriebssystem-Image den Vorbereitungsaufwand vor dem Versand reduziert. Gleichzeitig verbesserte sich die Hardwarezuverlässigkeit, was im Vergleich zu früheren Edge-Device-Generationen zu weniger Support-Anfragen führte. Zudem konnte eine skalierbare und einheitliche IIoT-Architektur über mehrere Pharmaproduktionsstandorte hinweg etabliert werden.

Die Plattform wird weiterhin als Standardlösung für die Integration der Vimachem Pharma-MES-Plattform eingesetzt. Geplant sind zusätzliche industrielle Integrationen sowie erweiterte Funktionen für die lokale Datenverarbeitung am Edge.