EP4371047A1 - Software-gesteuerte durchführung komplexer synthesen - Google Patents

Software-gesteuerte durchführung komplexer synthesen

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Publication number
EP4371047A1
EP4371047A1 EP22737922.9A EP22737922A EP4371047A1 EP 4371047 A1 EP4371047 A1 EP 4371047A1 EP 22737922 A EP22737922 A EP 22737922A EP 4371047 A1 EP4371047 A1 EP 4371047A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
computer
operator
instructions
values
manufacturing
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
EP22737922.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Sacha EICHHORN
Hubert Spreitzer
René KEIL
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.)
Merck Patent GmbH
Original Assignee
Merck Patent GmbH
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 Merck Patent GmbH filed Critical Merck Patent GmbH
Publication of EP4371047A1 publication Critical patent/EP4371047A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q10/00—Administration; Management
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/04—Manufacturing

Definitions

  • the invention described here discloses a method for the software-controlled production of chemical compounds, in particular via complex syntheses.
  • the invention lies in the technical field of chemical production technology.
  • the object of the present invention is therefore to find a computer-aided method for supporting the production of chemical compounds, which enables the production process to run more efficiently.
  • the solution to this problem is a method and a system that implements this method, which reduces or solves the problems presented with the aid of an improved computer and software-based approach.
  • Process for the computer-assisted support of the production and purification of chemical compounds using appropriate synthesis and purification systems the steps of creating a structured production specification in the form of sequential work instructions for the synthesis and purification systems using a computer; View the Manufacturing instructions in the form of sequential work instructions for operators on a display connected to a computer in close proximity to the manufacturing or purification plants and implementation of the work instructions by the operator or operators; Recording of actual values of setting parameters for the production or purification process each time a work instruction is carried out using a computer; Comparison of the recorded actual values of the setting parameters with the respective specified target values including threshold values and calculation of corresponding deviations by the computer; and identifying these deviations on the display and handling this deviation by the operator or operators in order to continue carrying out the manufacturing process.
  • the invention describes a method which uses an IT-based system to solve the problems mentioned and also offers other advantages.
  • a manufacturing specification generated, for example, in a conventional word processing program such as MS Word or others is converted into a structured sequential program, which is then displayed at the manufacturing site on existing display devices, such as permanently installed monitors or mobile terminals.
  • existing display devices such as permanently installed monitors or mobile terminals.
  • a synthesis or purification plants z.
  • the work instruction is displayed by the operator, including the corresponding specification of target values for the individual step currently to be carried out applied and then the queried actual values are compared by the computer with the ranges of the target values and evaluated accordingly. A comparison of the actual value with the target value is therefore carried out immediately and the processor is given direct feedback.
  • the ranges of the target values correspond to the target values including correspondingly specified threshold values. If the actual value entered deviates from the permitted range of the target value, the processor is notified directly and a reason for the deviation is queried or a possible correction is pointed out.
  • the complete, edited manufacturing instructions can be read as an easily readable version, e.g. B.
  • the system via a standard word processing program or text display program such as MS Word or Adobe Acrobat, ejected from the system.
  • a standard word processing program or text display program such as MS Word or Adobe Acrobat
  • the entered actual values, the specified target values and the comparisons generated from them are saved in an analyzable format, e.g. in MS Excel.
  • the system according to the invention also generates an information table from an audit trail, in which potential corrections, subsequent interventions and the like are highlighted.
  • the computer calculates the necessary correction values for the setting parameters and displays them to the operator(s) and they apply the correction values for the respective work instruction or the displayed deviation is confirmed and logged by the operator or operators using the computer.
  • the specified target values including the threshold values and the calculated deviation, as well as correction values for the setting parameters are displayed to the processor.
  • Word processing program is created and then read into the system by a computer and converted into a corresponding software-supported format, whereby the same computer or two separate computers are used to create the structured manufacturing instructions and to calculate and identify deviations and correction values.
  • That the computer carries out an identification and authorization check of the user before the start of the manufacturing process. - That the computer automatically queries necessary authorizations, in particular training courses and GMP tests, as part of the identification and authorization control, and based on this the operator is granted access authorization for the inventive system
  • the generated and filled in manufacturing instructions are subjected to an electronic final workflow by the computer.
  • Deviations in the manufacturing process are interrupted and feedback is given to the operator of the synthesis and/or cleaning apparatus via the display.
  • target data from the IT-based manufacturing instructions are transmitted via automated interfaces to other electronic systems, in particular the process control system, weighing systems and dosing systems, in order to set the corresponding parameters there.
  • the computer issues automated feedback for individual work instructions, such as time, switching or control instructions, to the user via appropriate output devices such as on-site displays, VR glasses, smartphones or mobile devices.
  • the requirements for regulated documentation, in particular ISO, GMP are met, whereby electronic signatures according to 21 CFR Part 11 are provided at required locations.
  • the computer provides an input mask for basic parameters, such as the amount of input material, for regularly recurring work instructions with the same content, and makes necessary proportional adjustments in the manufacturing instructions on the basis of so-called masterbatch protocols.
  • the computer automatically displays the corresponding language variant of the application based on the language version specified in the system settings.
  • the computer automatically adjusts the screen display based on the size of the end device.
  • Another solution to the problem is a system for the computer-assisted production and/or purification of chemical compounds, consisting of at least one synthesis and/or purification apparatus for the production and/or purification of the compounds, at least one computer and a computer connected to the computer display, the system being set up to performs the inventive method with the features described.
  • the device thus describes an IT-based system which has the following properties: 1) a complex manufacturing specification in the form of a series of many individual work instructions with input requests, which is displayed in a structured manner.
  • the recorded data are made available in a structured way for evaluations.
  • the invention also extends to a computer program product which is executed by the computer and carries out the corresponding method steps assigned to it, in particular displays the individual work instructions, saves transmitted actual values, compares them with target values and displays corresponding deviations.
  • FIG. 1 a schematic overview of the system required for the production process
  • FIG. 2 the schematic sequence of the computer-assisted filing method
  • FIG 3 Firing instructions created with a word processing program
  • Figure 4 Work instructions created by software from the filing instructions 1.6 "Switch on the stirrer"
  • FIG. 1 shows the production system 3 used in a preferred embodiment, which implements the method shown schematically in FIG. 2 in a software-based manner.
  • the system 3 has the following components: A word processing program 9 on a word processing computer 2, preferably a normal PC, which is used to create a filing rule 10 and then sends it to a second computer 4 or the computer of the process control system 4.
  • the word processing computer 2 can also be identical to the second computer 4 (2, 4).
  • the operator 1 or the process control system 4 controls an apparatus 8, preferably a reactor 8, for preparing the chemical compounds 14, preferably the complex syntheses, with the reactor 8 being particularly preferred
  • Embodiment of an agitator apparatus 8 corresponds. Connected to these are one or more actuators 7, preferably valves, measuring devices and other sensors, which can be controlled and regulated by the process control system 4 and/or the operator 1 and which collects their data.
  • the reactor 8 itself is a technical device without any “intelligence”. However, it is connected to the process control system 4 which, depending on the degree of automation, can display and record measured values and control the actuators 7 .
  • the computer of the process control system 4 or a second computer that is independent of it runs software 6 which carries out the method steps according to the invention or specifies them to the operator 1 .
  • the system 3 has at least one display 5, which is preferably a fixed display in the vicinity of reactor 8; alternatively, a mobile display, for example in the form of a smartphone or similar hand-held devices with a display, can also be used.
  • the systems with regard to the process control system 4 and the display of the work steps are completely separate from one another.
  • the systems are supplemented by data interfaces for data exchange with one another for more efficient automation.
  • the software 6 according to the invention can work with all of these states, ie independently of the degree of automation.
  • FIG. 3 shows the version created directly with the word processing program 9 . This version is then sent to the software 6, read in there and converted for the direct instruction of the operator 1.
  • FIG. 4 shows the work step 1.6 as instructed by the software 6 directly via the display to the operator, with the input mask to be filled out by the operator 1 still being empty here.
  • FIG. 5 shows work step 1.8 with optical feedback about a valid measured temperature value and a deviation comment regarding a defective speed measurement.
  • Each of the work steps must be signed off by the operator 1 with the date and time. States or actual values for the setting parameters 12 queried in instruction 11 are noted.
  • target value 15 "Apparatus 8 is clean &intact”; Check apparatus 8 for leaks according to "Work Instruction 1"; Calculate and record the pressure drop rate
  • This manufacturing specification 10 is now sent to the end device, ie either the computer of the process control system 4 or a separate computer, and can be called up and read there by means of the display 5 .
  • it can correspond to entries made by the operator 1 at the points indicated appropriate user interface, preferably mouse and keyboard, record and save.
  • appropriate user interface preferably mouse and keyboard
  • default values and instructions are only displayed and can no longer be changed once the regulation has been released.
  • a direct use of a text document on the terminal using the word processing program 9 is therefore ruled out, since a distinction between editable and non-editable content can only be implemented with great effort in individual cases, but cannot generally be provided via text modules. Values can also be edited as often as you like.
  • the aim of the application is to clearly mark text passages in the text body of the production report in order to make them recognizable and evaluable for the electronic display. All values must be editable during creation in order to be able to describe the desired process. It is easy to imagine, for example, that a separate text module cannot be provided for every conceivable weight of a raw material.
  • the same template module is used for the repeated process step "Weighing raw material”.
  • the application is able to process several of these steps separately.
  • a unit must also be specified when weighing in.
  • the indication "50" is without an indication of a unit such as kilogram or gram or Liters alone are not sufficient.
  • the application checks whether a valid unit is being used. This prevents the use of unusual sizes or sizes that cannot be measured with existing measuring devices. These control functions are also used to check that when a setpoint 15 is specified, an actual value 12 must also be recorded.
  • the application offers a number of advantages for the operator who processes a production/cleaning using the manufacturing instructions 10: Due to the availability on an EDP system, the manufacturing instructions 10 are in principle available at different locations at the same time. The operator 1 is no longer forced to carry the paper documentation with him when work steps take place on different floors, for example. The operator 1 is automatically navigated through the application to the next work step to be processed. There is no tedious scrolling. The navigation function makes it easy to navigate in the log to work steps that have already been carried out or are still to come. Via the display of hyperlinks, it is possible to grant the operator 1 direct access to supplementary documents, for example work instructions or safety data sheets, where necessary.
  • the operator 1 receives direct feedback from the system 3 as to whether the entered values 12 represent valid values 15 . He can thus react immediately to impending deviations before they arise. Is in a work step, for example If a raw material with a mass of 125 kg is used with a tolerance of +/- 3 kg, the operator 1 receives visual feedback via the display 5 for entries in the range of 122-128 kg that a valid value 15 has been entered. If the weights are outside of these limits, he receives visual feedback about the respective deviation and a
  • the correction values are calculated at the same time by the software 6 and are shown to the operator 1 via the display 5 .
  • the system requests an initial assessment and flags the variance for later evaluation.
  • electronic attachments such as image and sound files as well as scanned content can be attached separately and permanently to each work step of manufacturing instruction 10.
  • the electronic input and calculation of time information is particularly advantageous.
  • the possibility of accessing the system time of the computer 4 and the automatic calculation of times that is possible with it results in a considerable advantage, since in particular the manual
  • Execution variant configurable that a subsequent process step is also only released after a waiting time for processing has expired will.
  • the protocol is not exposed to any environmental influences or contamination risks during processing.
  • the application offers a range of evaluation options for the final evaluation of the manufacturing process.
  • Provision of the “completed” manufacturing instructions 10 can also be used to generate automated reports.
  • a summary of all deviations from the planned process that occurred or were noticed during production is particularly useful.
  • these can be provided at any time on request, even during the ongoing process.
  • correspondingly defined evaluations are created and output at any time from the values stored in a database.
  • Particularly advantageous is the possibility of using an adaptable final workflow to do the evaluation of deviations required for use in the regulated area in a time-saving, prompt and documented manner directly in connection with the manufacturing instructions.
  • end devices 2, 4 and their displays 5 e.g. stationary computer with display or stationary computer connected to a mobile handheld device, with the end device itself also being a mobile device in a further embodiment variant. is in an additional
  • Purification process in which the operator 1 receives a visually clear feedback directly during or after the input as to whether all required parameters 15 have been complied with, as well as, if necessary, instructions for correction 13.
  • the application ensures through automatic user guidance that no work step can be overlooked or skipped without documentation.

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Abstract

Verfahren zur rechnergestützten Unterstützung der Herstellung chemischer Verbindungen (14) mittels entsprechender Synthese- und Aufreinigungsanlagen (8), die Schritte Erstellen einer strukturierten Herstellvorschrift (10) in Form sequentieller Arbeitsanweisungen (11) für die Synthese- und Aufreinigungsanlagen (8) mittels eines Rechners (2, 4); Anzeigen der Herstellvorschrift (10) in Form sequentieller Arbeitsanweisungen (11) für Bediener (1) auf einem mit dem Rechner (2, 4) verbundenen Display (5) in räumlicher Nähe zu den Herstell-bzw. Aufreinigungsanlagen (8) und Durchführen der Arbeitsanweisungen (11) durch den oder die Bediener (1); Erfassung von Istwerten (12) von Einstellparametern für den Herstell- bzw. Aufreinigungsprozess bei jeder Durchführung einer Arbeitsanweisung (11) mittels des Rechners (2, 4); Abgleich der erfassten Istwerte (12) der Einstellparameter mit jeweils vorgegebenen Sollwerten (15) inklusive Schwellenwerten und Berechnen entsprechender Abweichungen durch den Rechner (2, 4); und Kenntlichmachen dieser Abweichungen auf dem Display (5) und Behandlung dieser Abweichung durch den oder die Bediener (1) zur weiteren Durchführung des Herstellungsverfahrens, umfassend.

Description

Software-gesteuerte Durchführung komplexer Synthesen
Die hier beschriebene Erfindung offenbart ein Verfahren zur software gesteuerten Herstellung chemischer Verbindungen, insbesondere über komplexe Synthesen.
Technisches Gebiet
Die Erfindung liegt im technischen Gebiet der chemischen Produktionstechnik.
Technischer Hintergrund
Komplexe Synthese- bzw. Herstellverfahren finden Anwendung bei der Herstellung von organischen, anorganischen und polymeren Materialien, welche entweder Zwischen- oder Endstufen für unterschiedlichste Anwendungen sein können. Anwendungsgebiete der erzeugten Substanzen decken einen weiten Bereich ab, beispielsweise, aber nicht darauf beschränkt, pharmazeutisch wirksame Substanzen (API) oder Hilfsstoffe, Materialien für den Einsatz in der Display- und/oder Elektronik industrie, Materialien, welche bei anderen Prozessen als Hilfsstoffe oder Einsatzstoffe verwendet werden, wie z. B. Chromatographie-Materialien für das Bioprocessing, Derivate von Aminosäuren, Zuckern, Fetten für den Einsatz bei Zellkulturen, Materialien für die Lebensmittelindustrie, Materialien für die Lackherstellung, sowie Materialien die in medizinischen Geräten verwendet werden und viele mehr.
Bei der Durchführung dieser komplexen Synthesen, im technischen Maßstab kommen derzeit meist papierbasierte Arbeitsvorschriften und Herstellprotokolle zum Einsatz. Diese sind entsprechend aufwändig zu pflegen und komplizieren daher den Herstellungsprozess. Sie haben z.B. folgende Nachteile: (1) Bei der Bearbeitung und Dokumentation ergeben sich mit einer gewissen Häufigkeit Ausfüllfehler, die sich negativ auf den Herstellprozess auswirken können, z.B. wenn ein falscher Herstellparameter dokumentiert wurde und daraufhin entweder fälschlicherweise nicht notwendige
Korrekturen vorgenommen oder notwendige Korrekturen unterlassen werden.
(2) Am Ende muss eine händische Auswertung und Fehlersuche erfolgen, welche zum einen viel Ressourcen bindet, zum anderen ebenfalls
Fehleranfällig ist.
(3) Das händische Ausfüllen kann zu schlechter Lesbarkeit führen, was erneut u. a. eine Quelle für Fehler darstellt.
(4) Es gibt keine direkte Rückmeldung an den Durchführenden, weshalb von diesem begangene Fehler unbemerkt bleiben können.
(5) Sie sind leicht manipulierbar, d. h. Einträge können bewusst mit falschen Werten, Zeiten oder Datumsangaben eingegeben werden.
Um diesen Problemen zu begegnen gibt es elektronische Systeme, wie z. B. sogenannte MES (Manufacturing Execution Systems), welche auf das Abarbeiten standardisierter Anweisungen abzielen. Diese haben allerdings folgende Einschränkungen:
(1) Für komplexe Arbeitsanweisungen, welche aus mehr als 50 Einzelschritten, oft auch aus mehr als 75 Einschritten oder sogar aus mehr als 100 Einzelschritten bestehen, sind diese nicht verwendbar, bzw. erfordern für die Verwendung einen nicht sinnvoll erbringbaren Programmieraufwand. (2) Sie erfordern intensiv geschultes und ausgebildetes Personal mit Spezialwissen, um Änderungen im System durchzuführen.
(3) Sie sind bei Änderungen sehr unflexibel.
(4) Sie setzen oft auf ein vorhandenes ERP-System auf, was den Herstellprozess noch komplexer und weniger gut anwendbar macht.
Die Verwendung von hochspezialisierter Softwareanwendungen ist zudem häufig damit verbunden, dass Anwender diese nur nach intensiver
Schulung und Training oder in Verbindung mit Spezialkenntnissen fehlerfrei und effizient nutzen können. Auch für trainierte Nutzer ist im Anschluss die regelmäßige Nutzung der Anwendung entscheidend, um das gelernte Wissen weiter anwenden zu können.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, ein rechnergestütztes Verfahren zur Unterstützung der Herstellung chemischer Verbindungen zu finden, welches einen effizienteren Ablauf des Herstellungsprozesses ermöglicht.
Die Lösung dieser Aufgabe stellt ein Verfahren und ein dieses Verfahren umsetzendes System dar, welches die vorgestellten Probleme durch Zuhilfenahme eines verbesserten rechner- und softwaregestützten Ansatzes verringert, bzw. löst.
Verfahren zur rechnergestützten Unterstützung der Herstellung und Aufreinigung chemischer Verbindungen mittels entsprechender Synthese- und Aufreinigungsanlagen, die Schritte Erstellen einer strukturierten Herstellvorschrift in Form sequentieller Arbeitsanweisungen für die Synthese- und Aufreinigungsanlagen mittels eines Rechners; Anzeigen der Herstellvorschrift in Form sequentieller Arbeitsanweisungen für Bediener auf einem mit einem Rechner verbundenen Display in räumlicher Nähe zu den Herstell- bzw. Aufreinigungsanlagen und Durchführen der Arbeitsanweisungen durch den oder die Bediener; Erfassung von Istwerten von Einstellparametern für den Herstell- bzw. Aufreinigungsprozess bei jeder Durchführung einer Arbeitsanweisung mittels eines Rechners; Abgleich der erfassten Istwerte der Einstellparameter mit jeweils vorgegebenen Sollwerten inklusive Schwellenwerten und Berechnen entsprechender Abweichungen durch den Rechner; und Kenntlichmachen dieser Abweichungen auf dem Display und Behandlung dieser Abweichung durch den oder die Bediener zur weiteren Durchführung des Herstellungsverfahrens, umfasst. Die Erfindung beschreibt ein Verfahren welches ein IT-basiertes System nutzt, um die genannten Probleme zu lösen und darüber hinaus noch weitere Vorteile bietet. Dabei wird eine, z.B. in einem konventionellen Textverarbeitungsprogramm wie MS Word oder Anderen, erzeugte Herstellvorschrift in ein strukturiertes Ablaufprogramm umgesetzt, welches dann am Ort der Herstellung auf vorhandenen Anzeigegeräten, wie fest installierten Monitoren oder mobilen Endgeräten, angezeigt wird. Als Synthese- bzw. Aufreinigungsanlagen können z. B. Rührwerksapparaturen, Kontireaktoren, Kristallisations- und
Destillationsanlagen, Filter, Fest-Flüssig-Trenngeräte, wie z. B. Zentrifugen, Filter, Nutschen, Flüssig-Flüssig-Trenngeräte, wie Extraktoren, Gasreaktoren, Trockengeräte, wie z. B. Vakuumtrocknenschränke, Schaufel-, Konus-, Kugeltrockner und andere typische Anlagen der chemischen Verfahrensführung, wie sie bspw. aus dem Fachbuch „Verfahrensentwicklung: Von der ersten Idee zur chemischen Produktionsanlage“ von Prof. Dr. G. Herbert Vogel bekannt sind, verwendet werden. Dies bedeutet die jeweilige Arbeitsanweisung für den aktuell durchzuführenden Einzelschritt wird angezeigt, und gleichzeitig werden vom Bediener abgefragte, d.h. eingegebene Werte erfasst. Im Detail: die Arbeitsanweisung wird inklusive entsprechender Vorgabe von Soll-Werten für den aktuell durchzuführenden Einzelschritt angezeigt, vom Bediener angewandt und dann die abgefragten Ist-Werte vom Rechner mit den Bereichen der Sollwerte abgeglichen und entsprechend ausgewertet. Es wird also unmittelbar ein Vergleich von Ist-Wert mit Soll-Wert vorgenommen, und dem Bearbeitereine direkte Rückmeldung gegeben. Die Bereiche der Sollwerte entsprechen den Sollwerten inklusive entsprechend vorgegebener Schwellenwerte. Falls der eingegebene Ist- Wert von dem erlaubten Bereich des Sollwerts abweicht, wird der Bearbeiter direkt benachrichtigt, und ein Grund für die Abweichung abgefragt bzw. auf mögliche Korrektur hingewiesen. Des Weiteren kann zu jedem Zeitpunkt des Herstellungsprozesses, z.B. nach Abschluss dieses, die komplette, bearbeitete Herstellvorschrift, als gut lesbare Version, z. B. über ein Standardtextverarbeitungsprogramm oder Textanzeigeprogramm, wie MS Word oder Adobe Acrobat, aus dem System ausgeschleust werden. Parallel dazu werden die eingegebenen Ist-Werte, die vorgegebenen Sollwerte und die daraus erzeugten Vergleiche in einem auswertbaren Format gespeichert, z. B. in MS Excel. Zudem erzeugt das erfindungsgemäße System darüber hinaus aus einem Audittrail noch eine Hinweistabelle, in der potentielle Korrekturen, nachträgliche Eingriffe u. ä. herausgehoben werden.
Vorteilhafte und daher bevorzugte Weiterentwicklungen dieser Erfindung ergeben sich aus den zugehörigen Unteransprüchen und aus der Beschreibung und den zugehörigen Zeichnungen. Die bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens beinhalten dabei im Einzelnen folgende Merkmale, die darin bestehen:
- dass zur Behandlung der Abweichung durch den oder die Bediener Rechner notwendige Korrekturwerte für die Einstellparameter berechnet und dem oder den Bedienern anzeigt und diese die Korrekturwerte für die jeweilige Arbeitsanweisung anwenden oder die angezeigte Abweichung von dem oder den Bedienern mittels des Rechners bestätigt und protokolliert wird.
- dass zusammen mit den Arbeitsanweisungen die vorgegebenen Sollwerte inklusive der Schwellwerte und die berechneten Abweichung, sowie Korrekturwerte für die Einstellparameter dem Bearbeiter angezeigt werden.
- die Erfassung der Ist-Werte durch manuelle Eingabe des oder der Bediener der Synthese- oder Reinigungsapparatur, automatisierte
Erfassung in Form von QR-/Barcodes oder durch Übertragung von Mess- und Regelwerten aus vorhandenen anderen elektronischen Systemen, z. B. einem Prozessleitsystem oder elektronischen Wäägesystemen, geschieht.
- dass der Rechner ein Protokoll über das Herstellverfahren aus den vorgegebenen Sollwerten, erfassten Istwerten und eventuell berechneten Korrekturwerten erstellt. - dass die strukturierte Herstellvorschrift auf einem Rechner mit einem
Textverarbeitungsprogramm erstellt wird und anschließend von einem Rechner in das System eingelesen und in ein entsprechendes softwaregestütztes Format umgewandelt wird, wobei es sich für die Erstellung der strukturierten Herstellvorschrift und die Berechnung und Kenntlichmachung von Abweichungen und Korrekturwerten um denselben Rechner oder zwei separate Rechner handelt.
- dass beim Einlesen die einzelnen Arbeitsanweisungen vom Rechner gemäß eines vorgegebenen Schemas validiert werden
- dass der Rechner vor Beginn des Herstellverfahrens eine Identifikations und Berechtigungskontrolle des Benutzers durchführt. - dass der Rechner notwendige Berechtigungen, insbesondere Schulungen und GMP-Untersuchungen, im Rahmen der Identifikations und Berechtigungskontrolle automatisch abfragt, und darauf basierend dem Bediener eine Zugriffsberechtigung für das erfindungsgemäße
System erteilt oder verweigert.
- dass der Rechner alle Eingaben dauerhaft speichert und sämtliche Änderungen überwacht werden.
- dass nach Ausfüllung eines Teiles oder der ganzen Herstellvorschrift, von den vorgegeben Sollwerten abweichenden Eingabewerte vom Rechner automatisch selektiert und in elektronischer Form dem Bediener oder einem anderen Nutzer verfügbar gemacht werden.
- dass die nach dem Einladen der Einzelarbeitsanweisung erzeugte Herstellvorschrift vom Rechner einem elektronischen Genehm igungsworkflow unterzogen wird.
- dass nach Abschluss der operativen Tätigkeiten die erzeugte und ausgefüllte Herstellvorschrift vom Rechner einem elektronischen Abschlussworkflow unterzogen wird.
- dass während der Bearbeitung bzw. nach Abschluss alle oder selektierte erfasste Herstelldaten, insbesondere die Ist-Werte, in andere Systeme wie die Prozeßleitsysteme, MES, LIMS, etc. automatisiert überspielt werden, um dort für eine Anschlussverwendung zur Verfügung zu stehen.
- dass nach Abschluß der Bearbeitung ein vollständiger Audit-Trail zur Verfügung gestellt und damit eine Überprüfung der Validität der Herstellung ermöglicht wird. - dass zum Herstellverfahren verwendetes Equipment, wie die beschriebenen Synthese- und/oder Reinigungsapparate, sowie verwendete Einsatzstoffe, insbesondere Rohstoffe, Hilfsmittel und Katalysatoren, auf Verfügbarkeit und technische Eignung vom Rechner 5 mittels Überprüfung entsprechender Parameter geprüft wird und bei
Abweichungen der Herstellvorgang unterbrochen und über das Display eine Rückmeldung an den Bediener des Synthese- und/oder Reinigungsapparates gegeben wird.
10 - dass die verwendeten Einsatzstoffe und mittels des Herstellverfahrens erzeugten Produkte und Abfallstoffe vom Rechner durch Schnittstellen in entsprechende Bestandsführungssysteme erfasst bzw. ausgebucht werden.
15 - dass die kompletten Mengengerüste der im Herstellverfahren verwendeten und erzeugten Materialien vom Rechner zusammengefasst und zur weiteren Auswertung, insbesondere automatisiert durch weitere computerbasierte Systeme bereit gestellt werden. 0
- dass zumindest ein Teil der notwendigen Datenerfassung mittels des Rechners über automatisierte Schnittstellen, insbesondere QR-Code; Schnittstellen zu einem Prozeßleitsystem und Waagen, oder Mensch- Maschine-Schnittsteilen, insbesondere Tastatur, Touch-Screen, Maus,
__ Voice-Recognition-Programme, erfolgt. 5
- dass über Schnittstellen zu anderen elektronischen Systemen Status oder Freigabemeldungen, wie Analytikdaten aus einem Labor- Informations- und Management-System (LIMS), empfangen und dem Bearbeiter angezeigt werden.
30 dass Solldaten aus der IT-basierten Herstellvorschrift über automatisierte Schnittstellen an andere elektronische Systeme, insbesondere das Prozessleitsystem, Wäägesysteme und Dosiersysteme, übertragen werden, um damit dort entsprechende Parameter einzustellen. dass der Rechner für einzelne Arbeitsanweisungen automatisierte Rückmeldungen, wie Zeit-, Schalt- oder Kontrollhinweise, an den Benutzer über entsprechende Ausgabegeräte, wie Vorortanzeige, VR- Brille, Smartphone oder mobiles Endgerät, ausgibt. dass bei Bedarf die Anforderungen an regulierte Dokumentation, insbesondere ISO, GMP, erfüllt werden, wobei an geforderten Stellen elektronische Unterschriften nach 21 CFR Part 11 bereitgestellt werden. dass der Rechner für regelmäßig wiederkehrende inhaltlich gleiche Arbeitsanweisungen eine Eingabemaske für Basisparameter, zum Beispiel Einsatzstoffmenge, bereitstellt und notwendige proportionale Anpassungen in der Herstellvorschrift auf Basis sogenannter Masterbatchprotokolle vornimmt. dass der Rechner bei Bedarf anhand der in den Systemeinstellung vorgegebenen Sprachversion automatisch die entsprechende Sprachvariante der Anwendung anzeigt. dass der Rechner die Darstellung der Bildschirmanzeige anhand der Endgerätegröße automatisch anpasst.
Eine weitere Lösung der gestellten Aufgabe besteht zudem in einem System zur rechnergestützten Herstellung und/oder Aufreinigung chemischer Verbindungen, bestehend aus mindestens einem Synthese- und/oder Reinigungsapparat zur Herstellung und/oder Aufreinigung der Verbindungen, mindestens einem Rechner, sowie ein mit dem Rechner verbundenes Display, wobei das System so eingerichtet ist, dass es das erfindungsgemäße Verfahren mit den beschriebenen Merkmalen ausführt. Die Vorrichtung beschreibt also ein IT-basiertes System, welches folgende Eigenschaften hat: 1) eine komplexe Herstellvorschrift in Form einer Aneinanderreihung vieler einzelner Arbeitsanweisungen mit Eingabeaufforderungen, welches strukturiert angezeigt wird.
2) Für einzelne Arbeitsanweisungen werden strukturiert Daten erfasst.
3) Die eingegebenen Daten werden unmittelbar, d. h. ohne relevanten Zeitverzug, gegen Vorgabewerte validiert und dem Bediener eventuelle
Abweichungen von den Vorgaben direkt zurückgemeldet.
4) Die erfassten Daten werden strukturiert für Auswertungen bereit gestellt.
Die Erfindung erstreckt sich ebenfalls auf ein Computerprogrammprodukt, welches vom Rechner ausgeführt wird und die entsprechenden ihm zugeordneten Verfahrensschritte ausführt, insbesondere die einzelnen Arbeitsanweisungen anzeigt, übertragene Ist-Werte speichert, Vergleich mit Soll-Werten durchführt und entsprechende Abweichungen anzeigt. Detaillierte Beschreibung
Das erfindungsgemäße Verfahren, System und Softwareprodukt, sowie die funktionell vorteilhaften Weiterentwicklungen werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen unter Verwendung von mindestens eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher beschrieben. In den Zeichnungen werden Elemente, die einander entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Die Zeichnungen zeigen:
Figur 1 : eine schematische Übersicht des zum Herstellverfahren benötigten Systems Figur 2: den schematische Ablauf des rechnergestützten Fierstellverfahrens
Figur 3: mit Textverarbeitungsprogramm erstellte Fierstellvorschrift Figur 4: von Software aus Fierstellvorschrift erstellte Arbeitsanweisung 1.6 „Rührer einschalten“
Figur 5: von Software aus Fierstellvorschrift erstellte Arbeitsanweisung 1.8 „Nachrühren bis Sollwert erreicht“
Figur 1 zeigt dabei das verwendete Produktionssystem 3 in einer bevorzugten Ausführungsform, welches softwarebasiert das in Figur 2 schematisch dargestellte Verfahren umsetzt. Das System 3 hat dabei folgende Komponenten: Ein Textverarbeitungsprogramm 9 auf einem Textverarbeitungsrechner 2, bevorzugt ein normaler PC, welcher zur Erstellung einer Fierstellvorschrift 10 genutzt wird und diese dann an einen zweiten Rechner 4 oder den Rechner des Prozessleitsystems 4 sendet. In einer alternativen Ausführungsform kann der Textverarbeitungsrechner 2 auch mit dem zweiten Rechner 4 identisch (2, 4) sein. Der Bediener 1 oder das Prozessleitsystem 4 kontrolliert einen Apparat 8, bevorzugt einen Reaktor 8, zur Fierstellung der chemischen Verbindungen 14, bevorzugt der komplexen Synthesen, wobei der Reaktor 8 im besonders bevorzugten
Ausführungsbeispiel einer Rührwerksapparatur 8 entspricht. An diese sind ein bis mehrere Aktoren 7, bevorzugt Ventile, Messgeräte und andere Sensoren angeschlossen, welche vom Prozessleitsystem 4 und/oder dem Bediener 1 gesteuert und geregelt werden können und welches bzw. welcher deren Daten erfasst. Der Reaktor 8 selbst ist dabei in der vorliegenden Ausführungsform ein technisches Gerät ohne jede „Intelligenz“. Er ist aber mit dem Prozessleitsystem 4 verbunden das je nach Grad der Automatisierung Messwerte anzeigen und erfassen und die Aktoren 7 steuern kann. Der Rechner des Prozessleitsystems 4 oder ein zweiter davon unabhängiger Rechner betreibt eine Software 6 welche die erfindungsgemäßen Verfahrensschritte entsprechend durchführt, bzw. dem Bediener 1 vorgibt. Des Weiteren weist das System 3 mindestens ein Display 5 auf, wobei es sich bevorzugt um ein festes Display in der Nähe des Reaktors 8 handelt; alternativ kann auch ein mobiles Display, z.B. in Form eines Smartphones oder ähnliche handheld-Geräte mit Display, verwendet werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Systeme bzgl. Prozessleitsystem 4 und Anzeige der Arbeitsschritte vollständig voneinander getrennt. In einer alternativen Ausführungsform sind die Systeme dagegen durch Daten-Schnittstellen zum Datenaustausch untereinander für eine effizientere Automatisierung ergänzt. Die erfindungsgemäße Software 6 kann mit allen diesen Zuständen, also unabhängig vom Grad der Automatisierung, arbeiten.
Wie bereits beschrieben, ist auch für trainierte Bediener 1 die regelmäßige Nutzung der erfindungsgemäßen Software 6 entscheidend, um das gelernte Wissen weiter anwenden zu können. In einem Umfeld, in dem wechselnde Bediener 1 in unterschiedlicher Häufigkeit eine Softwareanwendung 6 einsetzen sollen, haben sich Anwendungen bewährt, die in mehreren unabhängigen Einsatzfällen verwendet werden können. Im betrieblichen Alltag sind Textverarbeitungsprogramme 9, wie MS Word, weit verbreitet und können von nahezu jedem Bediener 1 im relevanten Umfang sicher und fehlerfrei bedient werden.
Neben der Bedienbarkeit, ist die zu erwartende Lebensdauer einer Softwareanwendung 6 zu beachten. Hochspezialisierte Anwendungen müssen an sich weiter entwickelnde Betriebssysteme regelmäßig angepasst werden. Dadurch entsteht ein erheblicher Pflegeaufwand.
Durch die in dieser Erfindung vorgeschlagene Verwendung eines Standardtextverarbeitungsprogramms 9, z.B. MS Word, als
Basissoftwareprodukt für die Erstellung der Herstellvorschrift 10 auf dem Textverarbeitungsrechner 2, werden diese Probleme gelöst. Die Verwendung ist für einen großen Kreis der Anwender alltäglich und die Weiterentwicklung im Rahmen des technischen Fortschritt erfolgt durch den Anbieter ohne das es einen separaten Auftrag benötigt. Im Rahmen der technischen Umsetzung werden Basisfunktionalitäten des Textverarbeitungsprogramms 9 in neuartiger Weise kombiniert und verwendet.
Im Folgenden wird ein kurzes Beispiel einer typischen Fierstellvorschrift 10 offenbart. Diese enthält einzelne, nummerierte Arbeitsanweisungen 11 , wie hier und in Figur 3 beispielhaft dargestellt. Figur 3 zeigt dabei die Version wie sie direkt mit dem Textverarbeitungsprogramm 9 erstellt wurde. Diese Version wird dann an die Software 6 geschickt, dort eingelesen und für die direkte Anleitung des Bedieners 1 konvertiert. Figur 4 zeigt den Arbeitsschritt 1.6 wie er von der Software 6 direkt über das Display den Bediener anweist, wobei die Eingabemaske die vom Bediener 1 auszufüllen ist, hier noch leer ist. Figur 5 zeigt den Arbeitsschritt 1.8 mit optischer Rückmeldung über einen gültigen gemessenen Temperaturwert und einem Abweichungskommentar hinsichtlich einer defekten Drehzahlmessung. Jeder der Arbeitsschritte muss dabei durch den Bediener 1 mit Datum und Uhrzeit abgezeichnet werden. In der Anweisung 11 abgefragte Zustände oder Istwerte für die Einstellparameter 12 werden notiert.
1.1 Sichtkontrolle durchführen, Sollwert 15: „Apparat 8 ist sauber & intakt“; Apparat 8 nach „Arbeitsanweisung 1“ auf Dichtigkeit prüfen; Druckverlustrate berechnen und notieren
1.2 Apparat 8 nach „Arbeitsanweisung 2“ mit Stickstoff inertisieren
1.3 50 kg +/- 2 kg Edukt A in Apparat eintragen; Einwaage, Artikel- und Chargennummer notieren; Prüfmittelnummer der Waage notieren
1.4 10 kg +/- 1 kg Edukt B in Apparat 8 eintragen; Einwaage, Artikel- und Chargennummer notieren; Prüfmittelnummer der Waage notieren 1.5 Mantel- und Innentemperatur Apparat 8 notieren; Sollwert 15 kleiner 40°C; 150 kg +/- 3 kg Lösemittel 1 in Apparat eintragen; Einwaage, Artikel- und Chargennummer notieren;
Prüfmittelnummer der Waage notieren
1.6 Rührereinschalten
1.7 Apparat 8 auf Manteltemperatur 50°C temperieren
1.8 Wenn Manteltemperatur 50°C erreicht für 1 ,5 h +/- 15 Minuten rühren; Start-/Endzeit notieren, Dauer berechnen; Innentemperatur notieren
1.9 Auf Manteltemperatur 90°C temperieren
1.10 45 bis 50 kg Lösemittel abdestillieren; Innen- und Kopftemperatur; Start-/Endzeit notieren Dauer berechnen;
1.11 Genaue Auswaage Destillat bestimmen, Prüfmittelnummer der Waage notieren
1.12 Auf Manteltemperatur -10°C temperieren
1.13 Wenn Manteltemperatur -10°C erreicht für 5 h +/- 45 Minuten rühren
Start-/Endzeit notieren, Dauer berechnen; Innentemperatur notieren
1.14 Filter mit Filtermedium P3 belegen, Filternummer notieren Filter für mindestens 30 Minuten mit Stickstoff spülen Start-/Endzeit notieren, Dauer berechnen;
1.15 Apparat 8 mit Filter verbinden
1.16 Produkt P über Filter filtrieren Start-/Endzeit notieren, Dauer berechnen;
1.17 Produkt P von Filter entnehmen; Auswaage Produkt P und Mutterlauge M bestimmen; Farbe und Kristallform von Produkt P 14 beschreiben; Prüfmittelnummer der Waage notieren;
Diese Herstellvorschrift 10 wird nun an das Endgerät, also entweder den Rechner des Prozessleitsystems 4 oder einen separaten Rechner, gesendet und ist dort mittels des Displays 5 abruf- und lesbar. Sie kann zudem an angezeigten Stellen Eingaben des Bedieners 1 überein entsprechendes Bedieninterface, bevorzugt Maus und Keyboard, aufnehmen und speichern. Vorgabewerte und Anweisungen werden aber nur angezeigt und sind nach Freigabe der Vorschrift nicht mehr veränderbar. Eine direkte Verwendung eines Textdokuments am Endgerät unter Verwendung des Textverarbeitungsprogramms 9 scheidet daher aus, da eine Unterscheidung von bearbeitbaren und nicht bearbeiteten Inhalten nur mit sehr großen Aufwand im Einzelfall realisierbar ist, aber nicht generell über Textbausteine bereitgestellt werden kann. Auch könnten Werte beliebig oft editiert werden.
Ziel der Anwendung ist es, im Textkörper des Herstellprotokolls Textpassagen eindeutig zu markieren, um sie für die elektronische Darstellung erkennbar und auswertbarzu machen. Dabei müssen im Rahmen der Erstellung alle Werte bearbeitbar sein, um den gewünschten Prozess beschreiben zu können, es ist z.B. leicht vorstellbar, dass nicht für jede denkbare Einwaage eines Rohstoffs ein eigener Textbaustein vorgehalten werden kann.
Eine wichtige Eigenschaft der Anwendung ist es, dass auch bei Verwendung identischer Quellbausteine diese beim Einlesen, beim
Ausfüllen, bei der Ausgabe und bei der Auswertung sicher differenziert werden. So kommt beispielsweise beim wiederholten Prozessschritt „Einwaage Rohstoff“ jeweils der selbe Vorlagenbaustein zum Einsatz. Die Anwendung ist in der Lage mehrere dieser Schritte getrennt zu bearbeiten.
Bei der Erstellung der Herstellprotokolle ist es wichtig, dass durch den Ersteller keine notwendigen Angaben, wissentlich oder unwissentlich, gelöscht werden. Über interne Prüfroutinen der Software 6 wird somit sichergestellt, dass notwendige Angaben auch nach dem Übertrag an das Endgerät vorhanden sind. Ein offensichtliches Beispiel ist, dass bei
Einwaagen zwingend auch eine Einheit angegeben sein muss. Die Angabe „50“ ist ohne eine Angabe einer Einheit wie Kilogramm oder Gramm oder Liter alleine nicht ausreichend. Die Anwendung prüft dabei in einer bevorzugten Ausführungsvariante, ob eine gültige Einheit verwendet wird. Eine Verwendung unüblicher oder mit vorhandenen Messgeräten nicht messbarer Größe wird so verhindert. Über diese Kontrollfunktionen wird ebenso geprüft das bei Vorgabe eines Sollwerts 15 auch zwingend ein Istwert 12 erfasst werden muss.
Fehlerhaft erstellte oder unbrauchbare gemachte Textbausteine werden beim Einladen in die Applikation 6 erkannt und abgelehnt. Für den Ersteller der Herstellvorschrift werden Fehlermeldungen zur Behebung angezeigt. Für den Bediener, der Anhand der Herstellvorschrift 10 eine Herstellung/Reinigung bearbeitet, bietet die Anwendung eine Reihe von Vorteilen: Durch die Verfügbarkeit auf einem EDV-System ist die Herstellvorschrift 10 prinzipiell zur gleichen Zeit an verschiedenen Orten verfügbar. Der Bediener 1 ist nicht mehr gezwungen, die Papierdokumentation mit sich zu führen wenn Arbeitsschritte z.B. in verschiedenen Stockwerken erfolgen. Der Bediener 1 wird durch die Anwendung automatisch an den nächsten zu bearbeitenden Arbeitsschritt navigiert. Ein langwieriges Blättern entfällt. Durch die Navigationsfunktion ist ein einfaches Navigieren im Protokoll zu bereits durchgeführten oder noch folgenden Arbeitsschritten jederzeit möglich. Über die Darstellung von Hyperlinks ist es möglich dem Bediener 1 an notwendiger Stelle direkten Zugriff auf ergänzende Dokumente zu gewähren, beispielsweise Arbeitsanweisungen oder Sicherheitsdatenblätter.
Der Bediener 1 erhält während der Ausfüllschritte eine direkte Rückmeldung durch das System 3, ob die eingegeben Werte 12 gültige Werte 15 darstellen. Er kann so unmittelbar auf drohende Abweichungen reagieren, bevor diese entstehen. Ist in einem Arbeitsschritt beispielsweise ein Rohstoff mit einer Masse von 125 kg mit einer Toleranz von +/- 3 kg einzusetzen, erhält der Bediener 1 bei Eingaben im Bereich von 122-128kg eine optische Rückmeldung über das Display 5, dass ein valider Wert 15 eingegeben wurde. Bei Einwaagen außerhalb dieser Grenzen erhält er eine optische Rückmeldung über die jeweilige Abweichung und eine
Aufforderung diese mittels entsprechender Korrekurwerte 13 zu beheben oder die Abweichung direkt zu begründen. Die Korrekturwerte werden dabei in einer bevorzugten Ausführung gleich mit von der Software 6 berechnet und dem Bediener 1 über das Display 5 angezeigt. Ist die Abweichung allerdings unvermeidbar, so fordert das System zu einer Erstbewertung auf und kennzeichnet die Abweichung für die spätere Auswertung. Neben der Möglichkeit Abweichungen in Textform zu dokumentieren können auch elektronische Anhänge wie Bild- und Tondateien aber auch gescannte Inhalte an jedem Arbeitsschritt der Herstellvorschrift 10 separat und dauerhaft angefügt werden.
Besonders vorteilhaft ist die elektronische Eingabe und Berechnung von Zeitangaben. Durch die Möglichkeit auf die Systemzeit des Rechners 4 zurückzugreifen und die damit mögliche automatische Berechnung von Zeiten entsteht ein erheblicher Vorteil, da insbesondere die manuelle
Berechnung von Zeiten im 24h Format häufig zu Fehlern führt. Gerade bei tagesübergreifenden Arbeitsschritten, wie Trocknungen die häufig 48 oder 72 Stunden als Sollwert 15 aufweisen, zeigt sich ein großer Komfortgewinn und eine bessere Qualität des Herstellprozesses, sowie der Dokumentation. Auch die Auswertung von unbestimmten, vergleichenden Werten ist mit der Anwendung möglich. Häufig kommt es in den Herstellvorschriften 10 zu Sollwerten 15 wie: „Mindestens 24 h rühren“„auf größer 75°C erwärmen", „unter 10°C abkühlen“. Auch diese Werte werden automatisch für den Bediener 1 dargestellt. Über entsprechende Verriegelungen ist zudem in einerweiteren bevorzugten
Ausführungsvariante konfigurierbar, dass ein folgender Prozessschritt auch erst nach dem Ablaufen einer Wartezeit für die Bearbeitung freigegeben wird. Das Protokoll ist während der Bearbeitung zusätzlich keinen Umwelteinflüssen oder Kontaminationsrisiken ausgesetzt.
Für die abschließende Auswertung des Herstellprozesses bietet die Anwendung eine Reihe von Auswertemöglichkeiten. Neben der
Bereitstellung der „ausgefüllten“ Herstellvorschrift 10 können ebenso automatisierte Berichte erzeugt werden. Von besonderem Nutzen ist dabei eine Zusammenstellung aller während der Herstellung aufgetretenen oder aufgefallenen Abweichungen vom Planprozess. Diese können im Gegensatz zur zeitraubenden manuellen Auswertung durch die Software 6 auf Anforderung jederzeit, auch bereits während des laufenden Prozesses, bereitgestellt werden. Aus den in einer Datenbank gespeicherten Werten werden zudem jederzeit entsprechend definierte Auswertungen erstellt und ausgegeben. Besonders vorteilhaft ist die Möglichkeit durch einen anpassbaren Abschlussworkflow die für den Einsatz im regulierten Bereich vorgeschriebene Bewertung von Abweichungen zeitsparend, zeitnah und direkt im Zusammenhang mit der Herstellvorschrift dokumentiert zu erledigen. Durch die derart strukturierte Erfassung der Daten ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren, bzw. System zudem bei mehreren gleichen oder ähnlichen Herstellungen auch die Durchführung batchübergreifender Auswertungen, um Unterschiede in der Durchführung zu erkennen und entsprechend zu optimieren.
Um eine möglichst breite Verwendbarkeit auf unterschiedlichen Endgeräten 2, 4 und deren Displays 5, also z.B. stationärer Rechner mit Display oder stationärer Rechner verbunden mit einem mobilen Handheld-Gerät, wobei in einer weiteren Ausführungsvariante auch das Endgerät selbst ein mobiles Gerät ist, zu ermöglichen, ist in einer zusätzlichen
Ausführungsvariante die Verwendung einer Webapplikation besonders vorteilhaft, da diese auch bei unterschiedlichen Betriebssystemen der Endgeräte eine Verwendung ermöglicht. Auch die Anpassung an verschiedene Displaygrößen ist hier besonders einfach möglich.
Hauptvorteil der beschriebenen Erfindung ist somit eine wesentliche Verbesserung des beschriebenen Herstell- und oder
Aufreinigungsprozesses, indem der Bediener 1 direkt bei bzw. im Anschluss der Eingabe eine optisch eindeutige Rückmeldung erhält, ob alle geforderten Parameter 15 eingehalten wurden, sowie falls erforderlich eine Anleitung zur Korrektur 13. Zum anderen stellt die Anwendung durch die automatische Benutzerführung sicher, dass kein Arbeitsschritt übersehen oder ohne Dokumentation übersprungen werden kann.
Bezugszeichen 1 Bediener
2 Erster Rechner zur Textverarbeitung
3 Produktionssystem
4 Zweiter Rechner, mit Schnittstelle zu einem Prozessleitsystem
5 Display 6 Software
7 Aktor(en)
8 Synthese- und/oder Reinigungsapparatur
9 Textverarbeitungsprogramm
10 Herstellvorschrift 11 Arbeitsanweisung(en)
12 Ist-Werte der Einstellparameter
13 Korrekturwerte
14 Hergestelltes Produkt/ ehern. Verbindung
15 Soll-Werte der Einstellparameter

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur rechnergestützten Unterstützung der Herstellung chemischer Verbindungen (14) mittels entsprechender Synthese- und Aufreinigungsanlagen (8), die folgenden Schritte umfassend:
• Erstellen einer strukturierten Herstellvorschrift (10) in Form sequentieller Arbeitsanweisungen (11) für die Synthese- und Aufreinigungsanlagen (8) mittels eines Rechners (2, 4); · Anzeigen der Herstellvorschrift (10) in Form sequentieller
Arbeitsanweisungen (11) für Bediener (1) auf einem mit dem Rechner (2, 4) verbundenen Display (5) in räumlicher Nähe zu den Herstell- bzw. Aufreinigungsanlagen (8) und Durchführen der Arbeitsanweisungen (11 ) durch den oder die Bediener (1 ); · Erfassung von Istwerten (12) von Einstellparametern für den
Herstell- bzw. Aufreinigungsprozess bei jeder Durchführung einer Arbeitsanweisung (11) mittels des Rechners (2, 4);
• Abgleich der erfassten Istwerte (12) der Einstellparameter mit jeweils vorgegebenen Sollwerten (15) inklusive Schwellenwerten und Berechnen entsprechender Abweichungen durch den
Rechner (2, 4);
• Kenntlichmachen dieser Abweichungen auf dem Display (5) und Behandlung dieser Abweichung durch den oder die Bediener (1 ) zur weiteren Durchführung des Herstellungsverfahrens.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zur Behandlung der Abweichung durch den oder die Bediener
(I) Rechner (2, 4) notwendige Korrekturwerte (13) für die Einstellparameter berechnet und dem oder den Bedienern (1 ) anzeigt und diese die Korrekturwerte (13) für die jeweilige Arbeitsanweisung
(I I ) anwenden oder die angezeigte Abweichung von dem oder den Bedienern (1) mittels des Rechners bestätigt und protokolliert wird.
3. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zusammen mit den Arbeitsanweisungen (11) die vorgegebenen Sollwerte (15) inklusive der Schwellwerte und die berechneten Abweichungen, sowie Korrekturwerte (13) für die Einstellparameter dem oder den Bedienern (1 ) angezeigt werden.
4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassung der Ist-Werte (12) durch manuelle Eingabe des oder der Bediener (1 ) der Synthese- oder Reinigungsapparatur (8), automatisierte Erfassung in Form von QR-/Barcodes oder durch Übertragung von Mess- und Regelwerten aus vorhandenen anderen elektronischen Systemen, z. B. einem Prozessleitsystem (4) oder elektronischen Wäägesystemen, geschieht.
5. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rechner (2, 4) ein Protokoll über das Herstellverfahren aus den vorgegebenen Sollwerten (15), erfassten Istwerten (12) und ev. berechneten Korrekturwerten (13) erstellt.
6. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die strukturierte Herstellvorschrift (10) auf einem Rechner (2, 4) mit einem Textverarbeitungsprogramm (9) erstellt wird und anschließend von einem Rechner (2, 4) in das System (3) eingelesen und in ein entsprechendes softwaregestütztes Format umgewandelt wird, wobei es sich für die Erstellung der strukturierten Herstellvorschrift (10) und die Berechnung und Kenntlichmachung von Abweichungen und Korrekturwerten (13) um denselben Rechner (2) oder zwei separate Rechner (2, 4) handelt.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass beim Einlesen die einzelnen Arbeitsanweisungen (11) vom
Rechner (2, 4) gemäß eines vorgegebenen Schemas validiert werden.
8. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rechner (2, 4) vor Beginn des Herstellverfahrens eine Identifikations- und Berechtigungskontrolle des Bedieners (1) durchführt.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Rechner (2, 4) notwendige Berechtigungen, insbesondere Schulungen und GMP-Untersuchungen, im Rahmen der Identifikations- und Berechtigungskontrolle automatisch abfragt, und darauf basierend dem Bediener (1 ) eine Zugriffsberechtigung für das erfindungsgemäße System (8) erteilt oder verweigert.
10. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rechner (2, 4) alle Eingaben dauerhaft speichert und sämtliche Änderungen überwacht werden.
11. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach Ausfüllung eines Teiles oder der ganzen Herstellvorschrift (10), von den vorgegeben Sollwerten (15) abweichenden Eingabewerte vom Rechner (2, 4) automatisch selektiert und in elektronischer Form dem oder den Bedienern (1) oder einem anderen Nutzer verfügbar gemacht werden.
12. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die nach dem Einladen der Arbeitsanweisungen (11) erzeugte Herstellvorschrift (10) vom Rechner (2, 4) einem elektronischen Genehm igungsworkflow unterzogen wird.
13. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Herstellverfahren verwendetes Equipment, wie die beschriebenen Synthese- und/oder Reinigungsapparate (8), sowie verwendete Einsatzstoffe, insbesondere Rohstoffe, Hilfsmittel und
Katalysatoren, auf Verfügbarkeit und technische Eignung vom Rechner (2, 4) mittels Überprüfung entsprechender Parameter geprüft wird und bei Abweichungen der Herstellvorgang unterbrochen und über das Display (5) eine Rückmeldung an den oder die Bediener (1 ) des Synthese- und/oder Reinigungsapparates (8) gegeben wird.
14. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass verwendete Einsatzstoffe und mittels des Herstellverfahrens erzeugte Produkte (14) und Abfallstoffe vom Rechner (2, 4) durch Schnittstellen in ein entsprechendes Bestandsführungssystem erfasst bzw. ausgebucht werden.
15. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die kompletten Mengengerüste der im Herstellverfahren verwendeten und erzeugten Materialien vom Rechner (2, 4) zusammengefasst und zur weiteren Auswertung bereit gestellt werden.
16. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil des notwendigen Datenerfassung mittels des Rechners (2, 4) über automatisierte Schnittstellen, insbesondere QR- Code; Schnittstellen zu einem Prozeßleitsystem und Waagen, oder
Mensch-Maschine-Schnittsteilen, insbesondere Tastatur, Touch screen, Maus, Voice-Recognition-Programme, erfolgt.
17. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sollwerte (15) aus der IT-basierten Herstellvorschrift (10) über automatisierte Schnittstellen an das Prozessleitsystem (4) und/oder andere elektronische Systeme (7), wie Wääge- und Dosiersysteme, übertragen werden, um damit dort die entsprechenden Parameter einzustellen.
18. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rechner (2, 4) für einzelne Arbeitsanweisungen (11 ) automatisierte Rückmeldungen, wie Zeit-, Schalt- oder
Kontrollhinweise, an den oder die Bediener (1) über entsprechende Ausgabegeräte, wie Vorortanzeige, VR-Brille, Smartphone oder mobiles Endgerät, ausgibt, wobei der Rechner (2, 4) automatisch eine an das Endgerät optimierte Darstellung auswählt.
19. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Rückmeldungen aus anderen elektronischen Systemen (7) über automatisierte Schnittstellen an das System (3) und/oder das Prozessleitsystem (4), übertragen werden, um damit dem Bediener (1)
Freigaben oder Haltepunkte anzuweisen.
20. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während eines Freigabeworkflows die vorgegebenen Sollwerte (15), insbesondere in Form von Einsatz-, Produkt- und Reststoffm engen, proportional aus der IT-basierten Herstellvorschrift
(10) durch den Rechner (2) über automatische Berechnung an wechselnde Ansatzgrößen angepasst werden.
21. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rechner (2, 4) bei Bedarf für einzelne Arbeitsanweisungen
(11) elektronische Unterschriften des Bedieners (1) nach 21 CFR Part 11 dokumentiert.
22. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rechner (2, 4) automatisch die in den Systemeinstellungen des Bedieners (1) ausgewählte Sprachversion auswählt und anzeigt.
23. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erzeugte Herstellvorschrift (10) nach dem Abschluss der Durchführung und der Bewertung von Abweichungen (13) durch den Bediener (1) vom Rechner (2, 4) einem elektronischen Abschlussworkflow unterzogen wird.
24. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der IT-basierten Herstellvorschrift (10) über automatisierte Schnittstellen, wie z.B. Hyperlinks, auf externe Datenquellen wie Arbeitsanweisungen, Sicherheitsdatenblätter, Dokumentenmanagementsysteme zugegriffen werden kann.
25. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während der Bearbeitung der Herstellvorschrift (10) der Bediener (1) entstehende Dokumentationen, insbesondere Bilddokumentation von optischen Wahrnehmungen, Ergebnisse von nicht elektronisch verfügbaren Analysenergebnissen wie Dünnschichtchromatographie, pH-Papier und andere an diese anfügen kann, welche dauerhaft vom Rechner (2, 4) gespeichert werden.
26. System zur rechnergestützten Herstellung und/oder Aufreinigung chemischer Verbindungen (14), bestehend aus mindestens einem Synthese- und/oder Reinigungsapparat (8) zur Herstellung und/oder Aufreinigung der Verbindungen (14), mindestens einem Rechner (2, 4), sowie ein mit dem mindestens einen Rechner (2, 4) verbundenes Display, wobei das System (3) so eingerichtet ist, dass es ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 25 ausführt.
27. Com puterprogramm produkt eingerichtet zur Ausführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 25.
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