Edge-Device Softwareentwicklung

Edge Device für Pharma: Vimachem digitalisiert den Shop Floor mit Revolution Pi

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. Der RevPi Connect wird direkt in der Produktionsumgebung eingesetzt, erfasst Maschinendaten und verarbeitet sie lokal. Die Lösung integriert sich nahtlos in die Vimachem Pharma-MES-Plattform und verbindet den Shop Floor durchgängig mit übergeordneten Unternehmenssystemen wie MES, ERP oder QMS.

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

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. Es musste mit unterschiedlichen Produktionsanlagen kommunizieren und die strengen Anforderungen pharmazeutischer Umgebungen erfüllen. 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.

RevPi Connect und RevPi DIO im VIMACHEM Design.

Lösung

RevPi Connect als Plug-and-play Edge Device

Vimachem entschied sich für den RevPi Connect als Hardwarebasis für das Edge Device. Das Gerät wurde in ein ein für Vimachem individualisiertes Gehäuse integriert und mit Custom Image ausgeliefert. Das vorkonfigurierte Betriebssystem-Image enthält bereits alle erforderlichen Softwarekomponenten und Einstellungen. 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 sind mit einem individualisierten, blauen VIMACHEM-Gehäuse im Schaltschrank installiert. — RevPi Connect und RevPi DIO mit individualisiertem, blauem VIMACHEM-Gehäuse im Schaltschrank.

Implementierung

Edge-Integration und Datenfluss

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
Custom Image: 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 & Ausblick

Skalierbares Edge Device für Pharma-Deployment

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.