CN101939768A - 在包括一次性部件的制造系统中集成rfid传感器 - Google Patents

在包括一次性部件的制造系统中集成rfid传感器 Download PDF

Info

Publication number
CN101939768A
CN101939768A CN2009801050151A CN200980105015A CN101939768A CN 101939768 A CN101939768 A CN 101939768A CN 2009801050151 A CN2009801050151 A CN 2009801050151A CN 200980105015 A CN200980105015 A CN 200980105015A CN 101939768 A CN101939768 A CN 101939768A
Authority
CN
China
Prior art keywords
rfid
sensor
disposable unit
disposable
process control
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2009801050151A
Other languages
English (en)
Inventor
R·A·波蒂赖洛
V·F·皮兹
S·克伦斯梅登
R·J·费拉罗
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by General Electric Co filed Critical General Electric Co
Priority to CN201610423945.3A priority Critical patent/CN106096696A/zh
Publication of CN101939768A publication Critical patent/CN101939768A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K19/00—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings
    • G06K19/06—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code
    • G06K19/067—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components
    • G06K19/07—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips
    • G06K19/0723—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips the record carrier comprising an arrangement for non-contact communication, e.g. wireless communication circuits on transponder cards, non-contact smart cards or RFIDs
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D9/00—Recording measured values
    • G01D9/005—Solid-state data loggers
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K19/00—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings
    • G06K19/06—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code
    • G06K19/067—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components
    • G06K19/07—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips
    • G06K19/0716—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips at least one of the integrated circuit chips comprising a sensor or an interface to a sensor
    • G06K19/0717—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips at least one of the integrated circuit chips comprising a sensor or an interface to a sensor the sensor being capable of sensing environmental conditions such as temperature history or pressure
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M41/00—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation
    • C12M41/48—Automatic or computerized control

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
  • General Factory Administration (AREA)

Abstract

本发明提供用于测量制造系统的物理、化学和生物属性的系统和方法，包括在多个对应一次性部件中嵌入多个RFID传感器，其中，多个RFID传感器的每个传感器配置为提供多个一次性部件中的至少一个一次性部件的多参数测量，并且多个RFID传感器的每个传感器还配置为提供该一次性部件及其相应RFID传感器的同时数字标识，并且还包括使用至少一个RFID写入器/读取器读取多个一次性部件的多参数测量和数字标识，使用处理器处理测量，以及通过比较至少一个参数的测量和预确定值，控制随后的过程步骤。

Description

在包括一次性部件的制造系统中集成RFID传感器
相关申请交叉引用
本申请要求2008年2月8日提交的美国专利申请No.12/028380的优先权；该申请的公开内容通过引用结合于本文中。
背景技术
本发明一般涉及包括一次性部件(single use component)的制造系统，并且更具体地说，涉及用于将射频标识(RFID)传感器集成到制造系统中的系统和方法。
一次性用后可弃设备得到了制造团体、特别是生物制药业相当大的关注。一次性部件具有灵活性、移动性、总体过程效率，减少清洁和消毒规程，降低交叉污染的风险，并且降低制造资本成本。
用于生物制药生产的完整范围的一次性用后可弃技术在商业上可获得以用于诸如缓冲存储和混合等简单操作并正迅速扩展到诸如发酵等复杂应用中。然而，缺少有效的一次性非侵入式监测技术而阻碍了对一次性使用技术的接受。关键过程参数的监测对于确保安全、过程记录和生产的化合物的效力及保持过程被控制是至关重要的。另外，在制造过程中特定位置参数的监测在发酵和活性生物产品存储中极其重要，这是因为生物化合物对小的环境改变十分敏感。
因此，需要能提供与具有一次性部件的制造系统兼容的非侵入式监测技术的技术解决方案。
发明内容
在第一方面，本发明提供一种制造系统，包括嵌在对应多个一次性部件中的多个射频标识(RFID)传感器，其中多个RFID传感器的每个传感器配置为提供至少一个一次性部件的多参数测量，并且还配置为提供该一次性部件及其相应RFID传感器的同时数字标识。系统还包括RFID写入器/读取器和与写入器/读取器通信的处理器，其中，处理器配置为控制随后的制造过程步骤。
在第二方面，本发明提供一种用于测量在各个部件中和作为一个整体的制造系统的物理、化学和生物属性的方法，包括在多个对应一次性部件中嵌入多个RFID传感器，其中，多个RFID传感器的每个传感器配置为提供多个一次性部件的至少一个一次性部件的多参数测量，并且多个RFID传感器的每个传感器还配置为提供该一次性部件及其相应RFID传感器的同时数字标识。方法还包括使用至少一个RFID写入器/读取器，写入数字数据，读取多个一次性部件的多参数测量和数字标识，使用处理器处理测量，以及通过比较至少一个参数的测量与预确定值，控制随后的过程步骤。
在第三方面，本发明提供一种用于组装生物工艺制造系统的多个一次性部件的方法，这些部件与对应多个集成RFID传感器嵌在一起，用于测量物理、化学或生物属性，方法包括使用至少一个RFID写入器/读取器读取多个一次性部件的RFID传感器的数字标识，使用处理器处理读值，以及确认RFID传感器正确组装到网络中和相应的一次性部件正确组装到部件的预确定序列中。
附图说明
参照附图阅读以下详细说明时，将更好地理解本发明的这些和其它特性、方面和优点，附图中类似的字符在所有图形中表示类似的部分，其中：
图1是带有嵌入生物处理部件的一次性使用传感器的一次性使用、快速组装生物处理工厂的示图。
图2是从RFID传感器到写入器/读取器系统的信号采集的示图。
图3是示范RFID传感器的示图。
图4是监测制造系统的方法的流程图。
图5是用于多变量统计过程控制的RFID传感器网络的示图。
图6是示出用于多变量统计过程控制的RFID传感器网络的应用的流程图。
图7示出通过带有多信道电子信号复用器的一个设计和构建的系统测量的四个RFID温度传感器的响应，该复用器和网络分析器一起操作以便一次通过多个RFID传感器进行测量。A-D中的数字表示摄氏温度。
图8示出RFID读出的计算机屏幕抓图。
具体实施方式
本文中公开的实施例通过将新颖的非侵入式RFID监测技术结合到一次性部件中，有利于监测和控制包括一次性部件的制造系统的过程。
在本文中使用时，“RFID标签”指使用电子标签存储数据并且包含至少两个部件的数据收集技术。第一个部件是用于存储和处理信息，以及调制和解调射频信号的集成电路(存储器芯片)。此存储器芯片也能用于其它专用功能，例如，它能包含电容器。它也能包含用于模块信号的输入装置。第二个部件是用于接收和传送射频信号的天线。天线还通过根据环境改变而改变其阻抗参数来执行传感功能。
在本文中使用时，“传感材料和传感膜”指沉积在RFID传感器上，并在与环境相互作用时，执行可预测、可再现地影响复阻抗传感器响应的功能的材料。例如，诸如聚苯胺等导电聚合物在暴露在不同pH的溶液下时改变其导电率。此类聚苯胺膜沉积在RFID传感器上时，复阻抗传感器响应随pH而改变。因此，此类RFID传感器作为pH传感器工作。通常，典型的传感器膜是聚合物、有机、无机、生物、复合或纳米复合膜，基于它所处的环境而改变其电气和/或介电属性。传感器膜的非限制性另外示例可以是诸如聚(2-羟乙基)丙烯酸甲酯等水凝胶、诸如Nafion等磺化聚合物、诸如硅树脂等粘结聚合物、诸如溶胶-凝胶膜等无机膜、诸如碳黑聚异丁烯膜等复合膜、诸如碳纳米管-Nafion膜、金纳米粒水凝胶膜、金属纳米粒水凝胶膜、电纺丝聚合物纳米纤维、电纺丝无机纳米纤维、电纺丝复合纳米纤维等纳米复合膜及任何其它传感器材料。为防止传感器膜中的材料泄漏到液体环境中，传感器材料使用标准技术贴附到传感器表面，该标准技术如共价键合、静电键合和本领域技术人员熟知的其它标准技术。
术语“保护材料”用于指RFID传感器上保护传感器避免意外机械、物理或化学效应，同时仍允许执行预期测量的材料。例如，预期测量可包括溶液导电率测量，在该测量中，保护膜将传感器与液体溶液隔开，但允许电磁场穿透到溶液中。保护材料的一个示例是在传感器的顶部应用以保护传感器避免发生机械损坏和磨损的纸膜。保护材料的另一示例是在传感器的顶部应用以保护传感器避免放入液体中进行测量时被腐蚀的聚合物膜。保护材料也可以是在传感器的顶部应用以防止传感器的天线电路在放入导电液体中进行测量时发生短路的聚合物膜。保护膜的非限制性示例是纸膜和聚合物膜，诸如聚酯、聚丙烯、聚乙烯、聚醚、聚碳酸酯及聚对苯二甲酸乙二醇酯等。
术语“写入器/读取器”在此处用于指写入和读取数字标识数据和读取天线的阻抗的器件的组合。
术语“一次性部件”指在使用后可丢弃或重整以便再使用的制造设备。一次性部件包括但不限于一次性容器、袋、室、管道、连接器及柱。
图1示出包含本发明的几个方面，在生物处理中使用的制造系统100的一个实施例。与在成批运行之间需要清洁、消毒和验证的常规工厂相比，系统为生物制药厂商提供了一个有吸引力的备选。此一次性使用制造过程具有生物反应器上游和下游部件。制造系统可包括形成一次性使用制造系统100的多个一次性部件，并且在一些示范实施例中包括多个多次性的部件。在所示图形中，生物反应器102上游部件的示例可包括制备袋103、缓冲/媒体袋104、过滤器105及输送线106。生物反应器102下游部件可包括中空纤维过滤器107、中间存放容器108、缓冲容器109、普通流过滤器110、色谱柱111、过滤器112及成品容器113。可注意到，部件102到113是一次性和多次性部件的非限制性示例。
图1所示一次性使用部件通过输送线106和连接器114连接。连接器114只在图1中的初始一次性使用部件中示出，但可在整个制造过程的其它部件中采用。图1中的一次性使用部件集成了一次性使用RFID传感器115，其中，沿系统的工作流可能需要原地测量。写入器/读取器116查询这些传感器。
这在图2中更详细示出，图2示出从嵌在一次性使用部件中的RFID传感器的信号采集的图示。在一次性使用部件中的RFID传感器以无线方式与接收天线集成。接收天线直接或通过电缆连接到写入器/读取器系统。
这些嵌入式一次性使用RFID传感器为物理、化学和生物参数的测量提供相同的传感器平台。换而言之，多参数测量表示一次性部件的物理、化学和生物参数。进一步参照图1，RFID传感器115提供在生物制药期间关键参数的原位、联机、准确、可靠的近距离读出。每个RFID传感器115还配置为提供一次性部件(例如，其正确组装和使用、生产和截止日期等)及相应RFID传感器(例如，其校准、校正系数等)的同时数字标识。RFID传感器数据从写入器/读取器116传送到接收器或工作站处理器117，从中，数据可由工厂操作员访问或进一步处理。本文中所述用于联机分析的实施例明显有助于在图1所示生物处理系统中显著地更有效的消毒控制。其它一次性部件的关键操作包括混合、产品输送、连接、断开连接、过滤、色谱法、蒸馏、离心过滤、存储和填充。对于这些各不相同的需要，本文中所述一次性使用RFID传感器允许对多参数的联机监测和控制。RFID传感器测量的环境参数的一些非限制性示例包括溶液导电性、pH、温度、压力、流量、溶解气、代谢产品(葡萄糖、乳酸等)含量、细胞存活度及杂质水平。在一些实施例中，RFID传感器为抗伽码辐射也可以是有益的。伽玛辐射可用于部件的伽玛消毒。
使用本文中所述实施例的物理、化学和生理数据的持续测量有利于营养的指定供给策略，产生更鲁棒的过程性能和增强细胞产率的高概率。相反，当前广泛用于联机测量的传感器是侵入式的，打破了无菌障碍。与发酵罐(胺、葡萄糖量)有关的一些更成熟的测量当前离线执行，降低了过程的效率，达不到无菌，并且限制制造便携性。本文中所述传感器实施例的一次性使用性质提供了完整的无菌障碍，并且消除了清洁和再使用，极具吸引力。
此外，本文中所述RFID传感器可防止一次性网络的错误组装。在常规不锈钢系统中，使用公/母连接防止从系统中一点到另一点的管道系统的错误互连。在一次性环境中，热塑导管经常用于焊接诸如生物反应器等两个或更多个部件到中空纤维过滤器。因此，操作员极可能能够进行错误的连接和组装。例如，媒体过滤器可能被连接到生物反应器，这时实际上所需的过滤器是中空过滤器。借助于RFID网络，最终用户能事先指定部件组装的正确顺序。在组装期间，操作员能够扫描关键部件，如生物反应器，并且写入器/读取器能够配置为指示或确认要添加到过程链的下一部件。
图3中更详细地示出示范RFID传感器30。本文中所述RFID传感器包括RFID部件或RFID标签34、包括开发用于适当的化学或生物识别的传感器涂层的传感或保护膜36及可选的保护层以避免生物处理流体对RFID电子部件造成的腐蚀和/或电气短路。在RFID上形成的传感器材料的沉积可使用阵列排布、喷墨印刷、丝网印刷、气相沉积、喷涂、拖涂或其它标识并验证的沉积法来执行。示范RFID传感器已在通过引用结合于本文中的题为“基于射频标识的化学和生物传感器、系统和方法”(Chemical and biological sensors，systems and methods based on radio frequency identification)的美国专利申请11/259710和题为“基于射频标识的化学和生物传感器、系统和方法”(Chemical and biological sensors，systems and methods based on radio frequency identification)的美国专利申请11/259711中描述。传感器30可还包括作为RFID写入器/读取器39一部分的阻抗分析器。数据线38指示在RFID标签34、传感与保护层36及带有RFID写入器/读取器39的阻抗分析器之间有数据传输。例如，来自RFID标签34和传感与保护膜36的数据可包括特定一次性使用部件的检测到的阻抗和检测到的ID(标识)。类似地，来自阻抗分析器和RFID写入器/读取器39的数据可包括能量分量和时钟值。最后，方框33表示包括如前面所述检测到的参数和传感器ID的RFID传感器的输出。
本发明的另一实施例是如图4的流程图44中所示监测制造系统的方法。方法包括将数字信息写入RFID传感器的存储器芯片的步骤45和在制造系统中在预定义位置设置RFID传感器的步骤46。方法还包括用于经多个RFID传感器联机读取与制造系统的一次性部件有关的多参数的步骤48。方法可还包括用于监测多参数并基于监测的数据决定任何纠正措施的步骤40。本文中所述多参数包括一次性部件的物理、化学和生物参数。方法还包括用于读出一次性部件和相应RFID传感器的数字标识的步骤42。数字标识包括有关一次性部件的组装和使用、生产和到期的信息和有关相应传感器的校准和校正系数的信息。
在本发明的一个实施例中，在制造系统操作前，先将关于传感器和一次性部件的生产历史的数字信息写入每个RFID传感器的存储器芯片。数据包括但不限于传感器的生产日期、批标识、接收的伽玛辐射剂量和校准参数。其次，在制造系统操作前，在组装期间将包含所需相邻一次性部件的标识符的数字信息写入每个RFID传感器的存储器芯片。此信息在组装过程期间读取以确认系统的正确组装。第三，在制造系统操作前，从每个RFID传感器的存储器芯片读取对应于传感器的校准参数的数字信息。校准参数直接存储在芯片的存储器中。其它实施例可具有另外的步骤，其中，在制造系统操作期间，将与传感器的异常和相关联一次性部件及需要记录的其它过程条件有关的数字信息写入每个RFID传感器的存储器芯片。
一般情况下，诸如流量、压力、含量和温度等过程变量受统计过程控制(SPC)策略的影响。SPC统计方法使用单变量控制一次集中在一个单过程变量上，如：Shewhart图、累积和图和指数加权移动平均控制图。这些图用于监测随时间的单个过程的性能，以验证该过程一直在制造产品的规范内操作。这允许自动或手动控制在制造过程中的随后步骤，诸如但不限于操作参数的启动、终止或改变。然而，随着影响过程行为的受监测过程变量的数量的增加，单变量SPC分析方法可变得不足以揭示多个过程变量之间的相互作用。另外，单变量技术的应用能导致向过程操作员显示误导信息，并能导致不必要或错误的控制动作。
一个有吸引力的备选方案是采用多变量方法，从测量的数据提取使用常规单变量工具时不可获得的更多相关信息。因此，本发明的另一实施例使用传感器网络实现多变量统计过程控制。这在图5中示出，图中，多个传感器(1，2，3，…，i，j，k)布置在一次性部件(1c，2c，…，Nc)中用于沿过程采集来自多个位置的动态数据。信号分析器允许数据传输到控制系统。
多变量统计方法应用到特征在于大量相关过程测量的工业过程数据，这是过程化学计量学的领域，并且提供用于制造系统的工程过程控制。方法在图6示出，并且包括连续收集传感器数据61，数据经处理62并与以前写入存储器芯片64和65的测量和存储值进行比较63。存储的数据与连续的传感器数据进行比较，从而提供测量值66的定量化。过程变量67之间的相关分析提供各个变量68的故障检测。
在过程变量67之间的相关分析中，使用了诸如多变量控制图和多变量贡献图等几个统计工具。多变量控制图使用主成分分析(PCA)模型的两个统计指示符，如Q和T2值。PCA模型的重要主成分用于形成T2图，并且剩余主成分(PC)有助于Q图。Q残差是平方预测误差，描述PCA模型拟合每个样本的好坏度。它是每个样本中模型中保留的K个主成分未捕捉的变化量的度量。
Qi＝eiei T＝xi(I-PkPk T)xi T
其中，ei是E的第i行，xi是X中的第i个样本，Pk是PCA模型中保留的k个载荷向量的矩阵(其中，每个向量是Pk的列)，以及I是适当大小(nxn)的身份矩阵。Q残差图监测每个样本PCA模型的偏差。
称为Hotelling T2统计的归一化平方分数之和提供了PCA模型内变化的度量，并且从统计上确定反常样本。T2定义为：
T2 i＝tiλ-1ti T＝xiPλ-1PTxi T
其中，ti是来自PCA模型的k个分数向量的矩阵Tk的第i行，λ-1是对角矩阵，包含与模型中保留的k个本征向量(主成分)相关联的本征值的逆。T2图监测在缩小的PCA空间中来自目标值的新样本的多变量距离。根据过程时间变化绘出的多变量Q和T2控制图是生物制造的多变量统计过程控制中的统计指示符。
在某些实施例中，RFID网络和单变量或多变量SPC提供在一次性使用网络内各种点调整参数的方法。例如，在诸如E Coli发酵等当前生物过程中，细胞产生后面被净化的蛋白质。在一些制造条件下，蛋白质将不折叠成其生物化学功能形式。在生物反应器中在细胞产生过程的某些阶段高含量的溶解质、pH或温度的极限值能造成蛋白质展开或变性。这些变性的蛋白质使下游净化更困难，并导致低产出。一般情况下，消毒和净化是成批过程，因此，直至后面的净化过程前才发现低产出。借助于集成RFID网络，传感器能检测温度、pH和其它关键参数的偏移，并且借助于过程控制，实时改变生物反应器中的操作条件。在又另一实施例中，可使用连续而不是成批过程，其中，检测下游关键参数的RFID传感器调整上游反应器中的条件以增大所需蛋白质的产出。
示例1
RFID传感器网络已形成以借助于单个数据收集装置从多个RFID传感器收集信息。在一个示例中，借助四个RFID温度传感器，已执行温度传感。传感器及其相关联接收天线定位到环境室中，在环境室中，温度以受控方式以20℃为增量，在0到120℃之间改变。
在使用Lab VIEW的计算机控制下，借助于网络分析器(型号E5062A，加利福尼亚州圣克拉拉Agilent Technologies，Inc.)执行RFID传感器的复阻抗的测量。网络分析器用于在关注范围内扫描频率，并且从RFID传感器收集复阻抗响应。建立多通道电子信号复用器用于与网络分析器一起操作以通过多个RFID传感器实现同时测量。
图7示出通过带有多通道电子信号复用器的一个设计和构建的系统测量的四个RFID温度传感器的响应，该复用器和网络分析器一起操作以便一次通过多个RFID传感器进行测量。
示例2
RFID传感器系统被开发用于(1)从RFID传感器的谐振天线电路接收复阻抗信号和(2)从RFID传感器的存储器芯片收集数字信息。在使用LabVIEW的计算机控制下，借助于网络分析器(型号E5062A，加利福尼亚州圣克拉拉Agilent Technologies，Inc.)执行RFID传感器的复阻抗的测量。网络分析器用于在关注范围内扫描频率，并且从RFID传感器收集复阻抗响应。建立多通道电子信号复用器用于与网络分析器一起操作以一次通过多个RFID传感器进行测量。通过分别使用SkyeTek计算机控制(使用LabVIEW)的写入器/读取器(型号M-1，SkyeTek，Westminster，CO)，执行从RFID传感器的存储器微芯片的数字ID读取。其它RFID写入器/读取器也可用，如手持式SkyeTek写入器/读取器和计算机控制的多标准RFID写入器/读取器评估模块(型号TRF7960评估模块，Texas Instruments)。
为进行方案的验证，使用了Texas Instruments RFID标签。标签涂有聚苯胺传感膜以制成pH传感器。标签的数字ID通过如上定义的写入器/读取器读取为E007 000 02BE 960C。随后，写入器/读取器用于将另外的数字数据写入存储器芯片。在一个示例中，写入数据是GEGRC RFID Sensor #323；在另一示例中，写入数据是A0＝0.256；A1＝33.89；；A2＝0.00421；A3＝0.0115。如图8所示，写入器/读取器还在读取模式中用于从传感器和模拟部分(复阻抗)读取数字部分。其它RFID标签和写入器/读取器能够被采用。
可注意到，本文中描述的方法和系统不限于制药，而是能够轻松地扩展到其它制造领域，这些领域将集中在使用污染检测、与唯一标识标签组合来监测运送中的产品存储容器及其它。制造系统包括用于制作商用产品的那些系统，但也可包括更小规模的开发过程和实验室规模过程。另外，本文中描述用于一次性使用产品制造的一次性使用RFID传感器的其它应用能进一步用于在包装食品、环境和工业用水的自报告样本收集器中检测病原体种类和其它种类，以及用于对一次性使用传感器存在强烈的未满足需要的其它高要求的军事和民事应用。
虽然本文中只示出和描述了本发明的某些特性，但本领域的技术人员将明白许多修改和改变。因此，要理解随附权利要求旨在涵盖在本发明真正精神范围内的所有此类修改和改变。

Claims (25)

1.一种制造系统，包括：
嵌在对应多个一次性部件中的多个射频标识(RFID)传感器，其中所述多个RFID传感器的每个传感器配置为提供所述多个一次性部件中的至少一个一次性部件的多参数测量，并且所述多个RFID传感器的每个传感器还配置为提供所述一次性部件及其相应RFID传感器的同时数字标识；
配置为读取至少一个RFID传感器的至少一个RFID写入器/读取器；以及
与所述至少一个RFID写入器/读取器通信的处理器，其中所述RFID写入器/读取器配置为将数据传递到所述处理器以便比较至少一个参数与预确定值，以及其中所述处理器还配置为控制随后的过程步骤。
2.如权利要求1所述的系统，其中所述RFID传感器包括RFID存储器芯片、天线，并且涂有传感或保护材料。
3.如权利要求1所述的系统，其中所述多参数测量表示所述一次性部件的物理、化学和生物参数，以及其中所述同时数字标识包括至少以下之一：有关所述一次性部件的零件标识、组装、使用、校正系数、校准、生产历史、保存期限及到期日期的信息。
4.如权利要求1所述的系统，其中所述多个RFID传感器形成用于统计过程控制的传感器网络。
5.如权利要求4所述的系统，其中所述统计过程控制包括单变量统计过程控制或多变量统计过程控制。
6.如权利要求4所述的系统，其中所述统计过程控制用于确定一个或多个随后的过程步骤。
7.如权利要求6所述的系统，其中所述随后的过程步骤包括操作参数的启动、终止或改变。
8.如权利要求7所述的系统，其中所述随后的过程步骤自动进行或由操作员执行。
9.如权利要求1所述的系统，还包括用于工程过程控制的传感器网络。
10.如权利要求9所述的系统，其中所述工程过程控制包括所述系统的建模和使用控制理论确定处理参数。
11.如权利要求1所述的系统，其中所述制造系统是生物制造系统。
12.如权利要求1所述的系统，其中所述系统在功能上适用于在微生物量受控或无菌环境中使用。
13.一种用于测量制造系统的物理、化学或生物属性的方法，包括：
在多个对应一次性部件中嵌入多个射频标识(RFID)传感器，其中所述多个RFID传感器的每个传感器配置为提供所述多个一次性部件中的至少一个一次性部件的多参数测量，并且所述多个RFID传感器的每个传感器还配置为提供所述一次性部件及其相应RFID传感器的同时数字标识；
使用至少一个RFID写入器/读取器读取所述多个一次性部件的多参数测量和数字标识；
使用处理器处理所述测量；以及
通过比较至少一个参数的测量和预确定值，控制随后的过程步骤。
14.如权利要求13所述的方法，其中所述RFID传感器包括RFID标签、天线，并且涂有传感和保护材料。
15.如权利要求13所述的方法，其中所述多参数测量表示所述一次性部件的物理、化学或生物参数，以及其中所述同时数字标识包括至少以下之一：有关所述一次性部件的零件标识、组装、使用、校正系数、校准、生产历史、保存期限及到期日期的信息。
16.如权利要求13所述的方法，其中所述多个RFID传感器形成用于统计过程控制的传感器网络。
17.如权利要求16所述的方法，其中所述统计过程控制包括单变量统计过程控制或多变量统计过程控制。
18.如权利要求17所述的方法，其中所述统计过程控制用于确定一个或多个随后的过程步骤。
19.如权利要求13所述的方法，其中所述随后的过程步骤包括操作参数的启动、终止或改变。
20.如权利要求19所述的方法，其中所述随后的过程步骤自动进行或由操作员执行。
21.如权利要求13所述的方法，还包括用于工程过程控制的传感器网络。
22.如权利要求21所述的方法，其中所述工程过程控制包括所述系统的建模和使用控制理论确定处理参数。
23.如权利要求13所述的方法，其中所述制造系统是生物制造系统。
24.如权利要求13所述的方法，其中所述系统在功能上适用于在微生物量受控或无菌环境中使用。
25.一种用于组装生物工艺制造系统的多个一次性部件的方法，在一次性部件中具有测量生物工艺制造系统的物理、化学或生物属性的集成RFID传感器，所述方法包括：
在对应多个一次性部件中嵌入多个RFID传感器，其中所述多个RFID传感器的每个传感器配置为提供所述多个一次性部件中的至少一个一次性部件的多参数测量，并且所述多个RFID传感器的每个传感器还配置为提供所述一次性部件及其相应RFID传感器的同时数字标识；
使用至少一个RFID写入器/读取器读取所述多个一次性部件的至少一个RFID传感器的数字标识；
使用处理器处理所述读值；以及
确认所述RFID传感器网络的正确组装。
CN2009801050151A 2008-02-08 2009-02-05 在包括一次性部件的制造系统中集成rfid传感器 Pending CN101939768A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610423945.3A CN106096696A (zh) 2008-02-08 2009-02-05 在包括一次性部件的制造系统中集成rfid传感器

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12/028380 2008-02-08
US12/028,380 US20090204250A1 (en) 2008-02-08 2008-02-08 System and method for integrating rfid sensors in manufacturing system comprising single use components
PCT/US2009/033176 WO2009100192A1 (en) 2008-02-08 2009-02-05 Integrating rfid sensors in manufacturing system comprising single use components

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610423945.3A Division CN106096696A (zh) 2008-02-08 2009-02-05 在包括一次性部件的制造系统中集成rfid传感器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN101939768A true CN101939768A (zh) 2011-01-05

Family

ID=40939585

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2009801050151A Pending CN101939768A (zh) 2008-02-08 2009-02-05 在包括一次性部件的制造系统中集成rfid传感器
CN201610423945.3A Pending CN106096696A (zh) 2008-02-08 2009-02-05 在包括一次性部件的制造系统中集成rfid传感器

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610423945.3A Pending CN106096696A (zh) 2008-02-08 2009-02-05 在包括一次性部件的制造系统中集成rfid传感器

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20090204250A1 (zh)
EP (1) EP2250630A4 (zh)
JP (1) JP5743551B2 (zh)
CN (2) CN101939768A (zh)
CA (1) CA2713154A1 (zh)
WO (1) WO2009100192A1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105917362A (zh) * 2013-11-21 2016-08-31 通用电气健康护理生物科学股份公司 用于一次性使用生物医学和生物过程系统中的状况指示的系统和方法
CN113239340A (zh) * 2021-05-28 2021-08-10 上海栖格网络科技有限公司 配套仪器及其匹配方法

Families Citing this family (42)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8519846B2 (en) * 2004-03-16 2013-08-27 Newage Industries, Inc. Tracking system for gamma radiation sterilized bags and disposable items
WO2005089402A2 (en) * 2004-03-16 2005-09-29 Newage Industries, Inc. Process equipment tracking system
US7757543B2 (en) * 2006-07-13 2010-07-20 Advanced Cardiovascular Systems, Inc. Radio frequency identification monitoring of stents
US9658178B2 (en) 2012-09-28 2017-05-23 General Electric Company Sensor systems for measuring an interface level in a multi-phase fluid composition
US10914698B2 (en) 2006-11-16 2021-02-09 General Electric Company Sensing method and system
US9538657B2 (en) 2012-06-29 2017-01-03 General Electric Company Resonant sensor and an associated sensing method
US9536122B2 (en) 2014-11-04 2017-01-03 General Electric Company Disposable multivariable sensing devices having radio frequency based sensors
US9389260B2 (en) 2012-09-28 2016-07-12 General Electric Company Systems and methods for monitoring sensors
US9147144B2 (en) 2012-09-28 2015-09-29 General Electric Company Systems and methods for monitoring sensors
US9589686B2 (en) 2006-11-16 2017-03-07 General Electric Company Apparatus for detecting contaminants in a liquid and a system for use thereof
US9050379B2 (en) * 2007-05-08 2015-06-09 Finesse Solutions, Inc. Bioprocess data management
US7911345B2 (en) * 2008-05-12 2011-03-22 General Electric Company Methods and systems for calibration of RFID sensors
DE102008056300A1 (de) * 2008-11-07 2010-06-02 Sartorius Ag Dosiersystem und Verfahren zum Dosieren eines Mediums
EP2382582B1 (en) * 2009-01-29 2017-05-03 GE Healthcare Bio-Sciences Corp. A system and method for operating rfid devices on single-use connectors
US8235301B2 (en) * 2010-01-12 2012-08-07 Landauer Inc. RFID tag for use in dosimetry
US8717146B2 (en) * 2010-06-30 2014-05-06 General Electric Company Methods and systems for integrated interrogation of RFID sensors
US9035766B2 (en) * 2010-07-07 2015-05-19 Honeywell International Inc. System and method of determining gas detector information and status via RFID tags
US20130285795A1 (en) * 2010-10-22 2013-10-31 Juhani Virtanen Advanced functionality of remote-access devices
US8558695B2 (en) 2010-11-05 2013-10-15 International Business Machines Corporation Biodegradable device and mesh network for optimization of payload material delivery
US8542023B2 (en) 2010-11-09 2013-09-24 General Electric Company Highly selective chemical and biological sensors
US8569861B2 (en) 2010-12-22 2013-10-29 Analog Devices, Inc. Vertically integrated systems
US10598650B2 (en) 2012-08-22 2020-03-24 General Electric Company System and method for measuring an operative condition of a machine
EA030927B1 (ru) 2012-08-22 2018-10-31 Дженерал Электрик Компани Система и способ беспроводного измерения параметров рабочего состояния машины
US10684268B2 (en) 2012-09-28 2020-06-16 Bl Technologies, Inc. Sensor systems for measuring an interface level in a multi-phase fluid composition
US9897824B2 (en) * 2013-05-17 2018-02-20 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Method and device for monitoring ophthalmic lens manufacturing conditions
US8967488B2 (en) * 2013-05-17 2015-03-03 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Ophthalmic lens with communication system
US9217881B2 (en) * 2013-05-30 2015-12-22 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Apparatus for programming an energizable ophthalmic lens with a programmable media insert
WO2015004208A1 (en) * 2013-07-10 2015-01-15 Essilor International (Compagnie Generale D'optique) Lens supply system and related methods
US9189623B1 (en) * 2013-07-31 2015-11-17 Emc Corporation Historical behavior baseline modeling and anomaly detection in machine generated end to end event log
GB2519120B (en) * 2013-10-10 2017-10-18 Abb Ltd Methods and apparatus relating to measurement instruments
DE102014111805B4 (de) * 2014-08-19 2023-07-20 Krohne Messtechnik Gmbh Vorrichtung zur Ermittlung einer Messgröße
US9760748B2 (en) 2015-08-07 2017-09-12 General Electric Company Calibration circuit and method of use
DE102015116617B4 (de) * 2015-09-30 2020-09-10 Sartorius Stedim Biotech Gmbh Sterile Verpackungseinheit und Verfahren zu deren Herstellung
DE102016113412A1 (de) * 2016-07-20 2018-01-25 Sartorius Stedim Biotech Gmbh Durch Bestrahlung sterilisierbares Einweg-Bioreaktorsystem und Verfahren zur Qualitätssicherung eines Einweg-Bioreaktorsystems
HUP1600584A2 (hu) * 2016-10-18 2018-05-02 Econometrix Kft Termelési folyamat integráló rendszer és eljárás
US10730743B2 (en) 2017-11-06 2020-08-04 Analog Devices Global Unlimited Company Gas sensor packages
DE102017126128A1 (de) * 2017-11-08 2019-05-09 Endress+Hauser SE+Co. KG System und Verfahren zur ortsaufgelösten Bestimmung von zumindest einer physikalischen oder chemischen Prozessgröße
CN108844643A (zh) * 2018-06-11 2018-11-20 浙江工业大学 一种基于wisp标签的生鲜食品冷链物流追溯方法及系统
US10970614B2 (en) * 2018-06-21 2021-04-06 Rosemount Inc. Single-use pressure transducer disposable interface
US11966988B2 (en) 2018-11-15 2024-04-23 Global Life Sciences Solutions Usa Llc Method and system for monitoring a set-up for manufacture of a biopharmaceutical product
US11587839B2 (en) 2019-06-27 2023-02-21 Analog Devices, Inc. Device with chemical reaction chamber
CN112332101B (zh) * 2020-10-30 2022-05-17 东南大学成贤学院 实现电磁诱导透明现象的全介质非对称十字空腔超材料

Family Cites Families (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL9300554A (nl) * 1993-03-29 1994-10-17 Doctro A V V Samenstel van filterinrichting en een vervangbaar filter; alsmede filterinrichting en filter voor toepassing daarin.
DE19540527A1 (de) * 1995-10-31 1997-05-07 Hewlett Packard Gmbh Vorrichtung zur Erkennung austauschbarer Teile in analytischen Meßgeräten
CN1162118A (zh) * 1996-04-09 1997-10-15 Lg电子株式会社 用气体传感器测肉的方法和装置及制作气体传感器的方法
US6445969B1 (en) * 1997-01-27 2002-09-03 Circuit Image Systems Statistical process control integration systems and methods for monitoring manufacturing processes
US6712276B1 (en) * 1999-01-29 2004-03-30 International Business Machines Corporation Method and apparatus for automated measurement of properties of perishable consumer products
US6943678B2 (en) * 2000-01-24 2005-09-13 Nextreme, L.L.C. Thermoformed apparatus having a communications device
AU2001254551A1 (en) * 2000-04-20 2001-11-07 Cogiscan Inc. Automated manufacturing control system
GB0012465D0 (en) * 2000-05-24 2000-07-12 Glaxo Group Ltd Monitoring method
US6879876B2 (en) * 2001-06-13 2005-04-12 Advanced Technology Materials, Inc. Liquid handling system with electronic information storage
US7044911B2 (en) * 2001-06-29 2006-05-16 Philometron, Inc. Gateway platform for biological monitoring and delivery of therapeutic compounds
US7035877B2 (en) * 2001-12-28 2006-04-25 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Quality management and intelligent manufacturing with labels and smart tags in event-based product manufacturing
US6908223B2 (en) * 2002-04-12 2005-06-21 Hynetics Llc Systems for mixing liquid solutions and methods of manufacture
JP3896041B2 (ja) * 2002-06-28 2007-03-22 Ｔｄｋ株式会社 磁気ヘッド支持機構、磁気ヘッド装置、当該磁気ヘッド装置を用いたヘッドアクチュエータおよび磁気記録装置
US20040049428A1 (en) * 2002-09-05 2004-03-11 Soehnlen John Pius Wireless environmental sensing in packaging applications
US7178416B2 (en) * 2003-07-08 2007-02-20 Alexeter Technologies, Llc. Radio frequency identification (RFID) test information control and tracking system
US7551058B1 (en) * 2003-12-10 2009-06-23 Advanced Design Consulting Usa, Inc. Sensor for monitoring environmental parameters in concrete
CA2554007C (en) * 2004-01-27 2013-03-26 Altivera L.L.C. Diagnostic radio frequency identification sensors and applications thereof
US20050174376A1 (en) * 2004-02-09 2005-08-11 Deshmukh Sudhir G. Device for monitoring dispensing of dispensable compositions
AU2005218596A1 (en) * 2004-03-02 2005-09-15 Newage Industries, Inc Method of attaching an RF ID tag to a hose and tracking system
WO2005089402A2 (en) * 2004-03-16 2005-09-29 Newage Industries, Inc. Process equipment tracking system
US20060080819A1 (en) * 2004-09-14 2006-04-20 Mcallister Clarke W Systems and methods for deployment and recycling of RFID tags, wireless sensors, and the containers attached thereto
US7339476B2 (en) * 2004-11-10 2008-03-04 Rockwell Automation Technologies, Inc. Systems and methods that integrate radio frequency identification (RFID) technology with industrial controllers
US20060109130A1 (en) * 2004-11-22 2006-05-25 Hattick John B Radio frequency identification (RFID) tag for an item having a conductive layer included or attached
US7135977B2 (en) * 2005-01-04 2006-11-14 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Method and system for tracking identification devices
JP5341513B2 (ja) * 2005-07-20 2013-11-13 ニール・アール．・イウリアーノ 服薬コンプライアンスシステム及び関連方法
US20070048365A1 (en) * 2005-08-24 2007-03-01 Rao John J Edible coded microsubstrate for pharmaceuticals
US20070090926A1 (en) * 2005-10-26 2007-04-26 General Electric Company Chemical and biological sensors, systems and methods based on radio frequency identification
US8318099B2 (en) * 2005-10-26 2012-11-27 General Electric Company Chemical and biological sensors, systems and methods based on radio frequency identification
CA2630248C (en) * 2005-11-18 2015-01-13 Glaxo Group Limited Machine and method for pharmaceutical and pharmaceutical-like product assembly
EP2021742A1 (en) * 2006-05-26 2009-02-11 Amersham Biosciences Corp. System and method for monitoring parameters in containers
JP2007317042A (ja) * 2006-05-29 2007-12-06 Hitachi Ltd 記憶媒体、電子タグとセンサタグのタグセット、状態情報の管理システム

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105917362A (zh) * 2013-11-21 2016-08-31 通用电气健康护理生物科学股份公司 用于一次性使用生物医学和生物过程系统中的状况指示的系统和方法
US10522025B2 (en) 2013-11-21 2019-12-31 Ge Healthcare Bio-Sciences Ab Systems and methods for status indication in a single-use biomedical and bioprocess system
CN105917362B (zh) * 2013-11-21 2022-04-29 思拓凡瑞典有限公司 用于一次性使用生物医学和生物过程系统中的状况指示的系统和方法
CN113239340A (zh) * 2021-05-28 2021-08-10 上海栖格网络科技有限公司 配套仪器及其匹配方法
CN113239340B (zh) * 2021-05-28 2024-04-12 上海栖格网络科技有限公司 配套仪器及其匹配方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN106096696A (zh) 2016-11-09
JP5743551B2 (ja) 2015-07-01
CA2713154A1 (en) 2009-08-13
WO2009100192A1 (en) 2009-08-13
JP2011511302A (ja) 2011-04-07
US20090204250A1 (en) 2009-08-13
EP2250630A4 (en) 2014-01-01
EP2250630A1 (en) 2010-11-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101939768A (zh) 在包括一次性部件的制造系统中集成rfid传感器
CN102037480B (zh) 具有基于射频的传感器的一次性传感装置
US9536122B2 (en) Disposable multivariable sensing devices having radio frequency based sensors
US9224017B2 (en) Use of multiplexed RFID controller to verify connections in automated systems
JP6162925B2 (ja) Ｒｆｉｄセンサの較正のための方法及びシステム
US7788047B2 (en) Disposable, pre-calibrated, pre-validated sensors for use in bio-processing applications
JP2007286051A (ja) メモリと、通信装置及び温度センサを備えるフィルター
CN101623573A (zh) 具有存储器、通信和压力传感器的过滤器
US10359415B2 (en) Single-use bioreactor sensor architecture
Potyrailo et al. RFID sensors as the common sensing platform for single-use biopharmaceutical manufacturing
CN102741688A (zh) 化验信息管理方法和设备
Sim et al. Monitoring of milk quality with disposable taste sensor
Surman et al. Temperature-independent passive RFID pressure sensors for single-use bioprocess components
CN209541975U (zh) 一次性适配器、一次性感测组件和一次性容器组件
Potyrailo et al. Integration of passive multivariable RFID sensors into single-use biopharmaceutical manufacturing components
GB2348010A (en) Modular chemical sensing system with sensor array
EP3841359A1 (en) Method and apparatus for local sensing
Potyrailo et al. Lab-scale long-term operation of passive multivariable RFID temperature sensors integrated into single-use bioprocess components
Charkhabia et al. Modified from a manuscript submitted to Sensors and Actuators B: Chemical

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C12 Rejection of a patent application after its publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20110105