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11 septembre 2019 |
La Revue POLYTECHNIQUE 06/2019 |
Technique médicale
Automatisation de laboratoires des sciences de la vie
Intervalles d’encastrement minimes, tailles de module réduites et lecture rapide de codes-barres à très faible distance, ces exigences posent régulièrement des défis particuliers aux instruments de laboratoire dans le domaine des sciences de la vie. Avec les capteurs de Leuze electronic, le fabricant d’instruments Tecan propose des solutions d’automatisation efficaces.
Trouver le scanner adapté satisfaisant aux exigences imposées pour une application à plusieurs pistes pour la détection de tubes d’échantillons, leur affectation et leur traçabilité, tel était, pour Markus Wolf à la fois la tâche et le défi à relever. En sa qualité d’analyste système, il développe, depuis plus de 20 ans, des concepts de système pour Tecan, un fabricant et fournisseur suisse de solutions pour instruments de laboratoire.
Les scanners jouent ici un rôle important dans l’ensemble du processus de travail, afin de pouvoir effectuer un suivi efficace des échantillons et augmenter la sécurité des processus. «Dans la phase de développement, il s’agit toujours d’intégrer les besoins du client dans les exigences de conception initiales et de comparer celles-ci avec différentes spécifications de scanner pour pouvoir, de cette façon, offrir une solution optimale», explique Markus Wolf.
Parmi ses clients finaux, Tecan compte notamment des entreprises pharmaceutiques et biotechnologiques de renom, des départements de recherche d’universités, ainsi que des laboratoires de police scientifique et de diagnostic dans le domaine des sciences de la vie.
| Les scanners jouent un rôle important pour effectuer un suivi efficace des échantillons et augmenter la sécurité des processus. |
Intégration dans des appareils d’analyse compacts
Il est fréquemment exigé que le lecteur de codes à barres, en dépit d’un champ de lecture étendu, puisse être intégré de façon peu encombrante dans des appareils d’analyse compacts. Pour Tecan, il s’agissait là d’un critère décisif qui a motivé le choix du lecteur de codes-barres BCL300 de Leuze electronic pour sa nouvelle plate-forme d’automatisation. «Outre le vaste champ de lecture, la possibilité d’intégration d’un grand nombre de fonctions spéciales, telles que des commandes logicielles et des options de sécurité, par exemple, ont constituait un avantage essentiel», déclare Markus Wolf.
L’optique de l’appareil a été modifiée pour répondre aux exigences de Tecan, qui a ainsi disposé d’un scanner personnalisé, préconfiguré et doté d’un numéro de type spécifique au client. Cela signifie qu’aucune modification de logiciel ou de matériel ne peut être réalisée sans concertation préalable du client, un aspect essentiel pour les appareils certifiés dans le domaine des techniques médicales. Le client reçoit ainsi son appareil personnel.
Une solution globale proposée par un seul fournisseur
«Un autre avantage pour nous est que nous pouvons commander notre propre lecteur de codes-barres personnalisé, y compris le circuit imprimé, sous forme de kit complet», ajoute l’analyste système. Le module optique est fabriqué par la société Leuze electronic, spécialisée dans la détection optique; le circuit imprimé, ainsi que le système intégré afférent proviennent, quant à eux, de la filiale Leuze assembly.
Un concept logistique sophistiqué permet la combinaison d’un large éventail de tailles de lots avec une grande diversité de variantes. La vaste gamme de prestations technologiques de Leuze electronic assembly est destinée au montage de composants THT et SMT sur des circuits imprimés souples ou rigides. Le cœur du métier s’y situe dans la technologie d’assemblage sur des matériaux supports souples, ainsi que dans le montage de matrices de billes à pas fin, y compris les solutions «Package on Package» (PoP). Des technologies de contrôle modernes, telles que la sonde mobile et l’inspection optique automatique satisfont à leurs exigences élevées en matière de qualité, eu égard au contrôle optique des processus.
| Le lecteur de codes-barres BCL 300. |
Plusieurs pistes – un défi à relever
Pour cette application concrète à plusieurs pistes sur la plate-forme Freedom EVO® de Tecan, il s’agissait d’identifier 6 x 16 pistes, voire même 6 x 32 pistes pour la nouvelle plate-forme Fluent®. Si l’on extrapole le nombre d’échantillons, cela correspond à une plaque de 96 puits pour la plate-forme Freedom EVO® et deux pour Fluent®. Les échantillons mais aussi les étiquettes de position doivent être lus et affectés correctement les uns aux autres, pour ainsi dire «en passant», c’est-à-dire très rapidement et simultanément, par le scanner de codes-barres.
Une tolérance zéro défaut absolue prévaut ici. Grâce à sa profondeur de champ élevée, le lecteur de codes-barres BCL 300 de Leuze electronic de classe laser 2, lit ces pistes indépendamment de l’ordre d’insertion des portoirs. En fonction de l’appareil d’analyse, cette plate-forme ouverte est posée sur une table de travail avec une surface en acier inox ou en aluminium.
Le nouveau module Fluent ID™ fonctionne de manière efficace et évite des temps d’attente et d’observation pour la station de manipulation des liquides, en chargeant et en identifiant 32 codes-barres en l’espace de trois secondes. Il est équipé d’un affichage d’état qui signale immédiatement à l’utilisateur un succès ou une erreur, après que le tube ait été chargé.
L’analyse géométrique de la lumière laser réfléchie
Pour garantir une identification fiable des codes-barres des échantillons, une autre fonctionnalité du lecteur de codes-barres BCL300 a été spécifiquement adaptée pour Tecan: l’analyse géométrique de la lumière laser réfléchie. Elle permet à l’unité d’évaluation du scanner de codes à barres, de déterminer avec précision la position horizontale du reflet. Une affectation exacte du code-barres de la position ou de l’échantillon est ainsi possible.
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Un suivi efficace des tubes d’échantillons augmente la sécurité des processus.
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L’analyse temporelle de la porte de lecture
Parallèlement, une analyse temporelle de la porte de lecture a lieu, de sorte que la détection temporelle du code de l’échantillon peut être mise en relation avec un certain code-barres de position. En d’autres termes, les codes-barres de position et d’échantillon peuvent être vérifiés l’un par rapport à l’autre, ce qui permet de garantir la fiabilité de l’affectation à la position à l’intérieur du portoir d’échantillons. Ceci est extrêmement important car, lorsqu’il s’agit plus spécifiquement de l’identification et de la traçabilité d’échantillons en laboratoire, il ne doit y avoir aucune possibilité d’erreur dans le cadre de l’automatisation des processus d’analyse.
Un barrage immatériel et une activation sans capteur supplémentaire
La combinaison entre une identification rapide et fiable, et un traitement direct des retours et des erreurs, proposée par la plate-forme Fluent®, représente une solution économique pour l’utilisateur. Le lecteur de codes-barres BCL 300 offre, en outre, la fonctionnalité d’un barrage immatériel et permet ainsi une activation sans capteur supplémentaire, ce qui minimise toute source d’erreur supplémentaire et réduit les coûts. Dans le cas de cette variante, le lecteur de codes-barres est dirigé avec un faisceau de balayage réduit, sur un réflecteur situé en face, alors que la porte de lecture reste fermée. Ce n’est que lorsque le portoir entre, que le réflecteur est masqué et le scanner activé.
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À propos de Leuze electronic
Leuze electronic est un spécialiste en matière de détection optique et un fabricant et fournisseur leader de solutions dans le domaine de l’automatisation électrique. Ses points forts se situent dans l’intralogistique et l’industrie de l’emballage, les machines-outils, l’industrie automobile, ainsi que dans les techniques médicales. La gamme comprend des capteurs de mesure et de commutation, des systèmes d’identification, des solutions pour le traitement de l’image et la transmission des données, ainsi que des composants et des systèmes pour la sécurité au travail. Fondée en 1963, l’entreprise, dont le siège est situé à Owen, dans le Bade-Wurtemberg, emploie plus de 1000 collaborateurs répartis sur 22 sites dans le monde.
Fondée en 1977, la société Leuze electronic assembly sise à Unterstadion, une autre commune du Bade-Wurtemberg, fabrique des circuits imprimés équipés ainsi que les systèmes intégrés afférents pour Leuze electronic elle-même, mais aussi pour des clients externes, tels que Tecan, par exemple.
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À propos de Tecan
Tecan figure parmi les principaux fournisseurs du marché mondial d’instruments et de solutions de laboratoire pour les secteurs de la biopharmacie, de la médecine légale et du diagnostic clinique. L’entreprise est spécialisée dans le développement, la fabrication et la vente de solutions d’automatisation pour laboratoires dans le domaine des sciences de la vie. Parmi ses clients, Tecan compte des entreprises pharmaceutiques et biotechnologiques, des départements de recherche d’universités, ainsi que des laboratoires de police scientifique et de diagnostic. Fondée en 1980 en Suisse, Tecan dispose de sites de production, de recherche et de développement en Europe et en Amérique du Nord. Elle entretient un réseau de distribution et d’assistance dans 52 pays. En 2016, elle a réalisé un chiffre d’affaires de 506 millions de francs.
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Leuze electronic AG
8247 Flurlingen
Tél. 041 784 56 56
www.leuze.ch
Tecan Schweiz AG
8708 Männedorf
Tél. 044 922 89 22
www.tecan.com
