Thị giác máy trong ngành dược phẩm hiện thân cho công nghệ bảo vệ sức khỏe cộng đồng, công nghệ này giải quyết đồng thời các yêu cầu pháp lý nghiêm ngặt và thách thức về độ chính xác vi mô. Sản xuất dược phẩm buộc phải tuân thủ các quy định GMP (Good Manufacturing Practice), các quy định này đòi hỏi kiểm tra chất lượng 100% đối với mọi sản phẩm trước khi đưa ra thị trường. Các hệ thống Machine Vision sử dụng Camera độ phân giải cao và cảm biến Camera 3D, các công cụ này cung cấp khả năng quan sát không thiên vị và đo lường hình học chính xác đối với các khuyết tật nhỏ nhất. Việc này đảm bảo tính toàn vẹn của viên thuốc và sự an toàn của đóng gói.
Tự động hóa được thúc đẩy bởi Thị giác máy củng cố hệ thống kiểm soát quy trình, đồng thời nó loại bỏ hoàn toàn khả năng sai sót của con người. Bài viết này phân tích hai ứng dụng thiết yếu của Thị giác máy trong dây chuyền sản xuất cốt lõi, nội dung bao gồm việc kiểm tra viên thuốc tại giai đoạn dập và quá trình đóng gói phức tạp.
1. Ứng Dụng Kiểm Tra Viên Thuốc và Dạng Bào Chế
1.1. Kiểm Tra Ngoại Quan và Khuyết Tật Viên Thuốc/Viên Nang
Thị giác máy thực hiện nhiệm vụ kiểm tra viên thuốc về ngoại quan với tốc độ lên đến hàng ngàn viên mỗi phút, việc này là cần thiết để đảm bảo tính thẩm mỹ và chức năng. Các hệ thống sử dụng Camera độ phân giải cao để chụp nhiều góc của mỗi viên thuốc khi chúng di chuyển trên băng chuyền hoặc mâm xoay, sau đó hệ thống phân tích chất lượng bề mặt.
Deep Learning và AI được áp dụng để phân loại và nhận dạng các khuyết tật tinh vi, các khuyết tật này bao gồm vết sứt mẻ (chipping), dính bẩn (spotting), lỗi in logo/mã hóa, hoặc biến đổi màu sắc không đồng nhất. AI được huấn luyện để phân biệt chính xác giữa lỗi nghiêm trọng cần loại bỏ (phế phẩm) và các lỗi nhỏ chấp nhận được (ví dụ: bụi bẩn không ảnh hưởng đến liều lượng), việc này giúp giảm thiểu lãng phí.

1.2. Đo Lường Hình Học và Kiểm Soát Kích Thước
Đo lường hình học là chức năng cốt lõi của Thị giác máy, chức năng này xác minh viên thuốc tuân thủ các dung sai về kích thước vật lý, dung sai này ảnh hưởng trực tiếp đến liều lượng. Camera 3D được sử dụng để thu thập dữ liệu chiều sâu, dữ liệu này giúp hệ thống xác định chính xác đường kính, độ dày và thể tích của từng viên thuốc với độ chính xác micromet.
Sự biến đổi về kích thước là một chỉ số quan trọng, chỉ số này cho thấy sự hao mòn của khuôn dập hoặc sự bất ổn định của quy trình nén. Kiểm soát quy trình này cho phép Thị giác máy không chỉ phân loại phế phẩm mà còn cảnh báo thời gian thực về sự trôi dạt của máy móc. Độ đồng đều của kích thước là yếu tố không thể thiếu, yếu tố này đảm bảo người bệnh nhận được liều lượng hoạt chất chính xác như quy định.
1.3. Kiểm Tra Nội Dung và Mã Hóa
OCV (Optical Character Verification) là công nghệ chủ đạo, công nghệ này được sử dụng để kiểm tra nội dung và mã hóa in trên các dược phẩm để đảm bảo không có sự nhầm lẫn. Hệ thống Thị giác máy xác minh tính chính xác của các ký hiệu, số liều lượng và logo được dập hoặc in trên viên thuốc hoặc viên nang. Sự xác minh này là một bước quan trọng, bước này giúp loại trừ lỗi trộn lẫn sản phẩm (cross-contamination) và nhầm lẫn nhãn hiệu trong quá trình sản xuất hàng loạt. Tự động hóa việc kiểm tra nội dung này bằng Machine Vision đảm bảo mọi đơn vị dược phẩm đều được nhận dạng chính xác trước khi chuyển sang giai đoạn đóng gói.
Bảng 1: Thông Số Kiểm Tra Viên Thuốc Bằng Thị Giác Máy 3D
| Tiêu Chí Kiểm Tra Chất Lượng | Phương Pháp Thị Giác Máy | Độ Chính Xác Tiêu Chuẩn | Tác Động Đến An Toàn |
| Độ dày/Chiều cao | Đo lường hình học bằng Camera 3D | ±50µm (micromet) | Đảm bảo độ đồng đều Liều lượng. |
| Hình dạng/Đường kính | Camera độ phân giải cao & AI | ±100µm | Ngăn ngừa phân loại sai, loại trừ lỗi dập khuôn. |
| Màu sắc viên thuốc | Phân tích màu sắc (Chromatic Analysis) | ΔE<1.0 | Phát hiện nhiễm bẩn, lỗi trộn lẫn hoạt chất. |
| Ký tự In Ấn | OCV (Optical Character Verification) | 99.99% Tỷ lệ nhận dạng đúng | Xác minh Liều lượng và an toàn nhận diện. |
2. Ứng Dụng Đóng Gói An Toàn và Truy Xuất Nguồn Gốc
2.1. Kiểm Tra Chất Lượng Đóng Gói Blister và Chai Lọ
Thị giác máy là hàng rào bảo vệ cuối cùng trong quá trình đóng gói, việc này kiểm tra sự toàn vẹn của dược phẩm trước khi niêm phong. Hệ thống Thị giác máy kiểm tra vỉ đóng gói blister để xác minh sự hiện diện của viên thuốc trong từng khoang (đảm bảo không bị thiếu hoặc bị thừa), lỗi này là phế phẩm nghiêm trọng. Camera độ phân giải cao kết hợp với hệ thống chiếu sáng đặc biệt còn kiểm tra độ kín của vỉ, việc này ngăn chặn rò rỉ và sự xâm nhập của độ ẩm. Tương tự, đối với sản phẩm dạng chai lọ, Thị giác máy kiểm tra sự toàn vẹn của nắp, vòng niêm phong và mức chiết róng chất lỏng, kiểm soát quy trình này đảm bảo tính ổn định và an toàn của sản phẩm trong suốt thời hạn sử dụng.

2.2. Hệ Thống Serialization (Mã Hóa Tuyến Tính)
Hệ thống Serialization là yêu cầu pháp lý bắt buộc (ví dụ: DSCSA ở Mỹ, FMD ở EU), hệ thống này được thiết lập để chống lại vấn nạn hàng giả dược phẩm toàn cầu. Thị giác máy là thành phần cốt lõi của hệ thống Serialization, việc này thực hiện chức năng đọc và xác minh mã vạch 2D (Data Matrix) duy nhất được in trên từng đơn vị đóng gói nhỏ nhất (cấp độ đơn vị sản phẩm).
Thị giác máy đảm bảo mỗi mã vạch được in rõ ràng, đúng vị trí và có thể quét được, sau đó nó đối chiếu mã vạch này với cơ sở dữ liệu truy xuất nguồn gốc trung tâm. Sự thành công của hệ thống Serialization phụ thuộc trực tiếp vào độ chính xác nhận dạng mã vạch của Thị giác máy, việc này đảm bảo mỗi sản phẩm có một định danh duy nhất và không bị trùng lặp.
2.3. Kiểm Soát Nhãn Mác và Hạn Sử Dụng
Thị giác máy thực hiện kiểm tra bao bì cuối cùng để xác minh nhãn mác và các thông tin quan trọng được in chính xác trên hộp và vỉ. Hệ thống OCV/OCR nâng cao kiểm tra độ đồng đều của thông tin in, bao gồm hạn sử dụng, số lô và thông tin liều lượng. Bất kỳ lỗi in nào, dù là mờ, nhòe mực hay in sai vị trí, đều được kiểm soát quy trình phát hiện và từ chối thời gian thực. Kiểm tra bao bì này là bước cuối cùng để ngăn chặn lỗi nhãn mác có thể gây nguy hiểm cho bệnh nhân, việc này đảm bảo mọi thông tin hướng dẫn sử dụng đều chính xác.
3. Tích Hợp Dữ Liệu và Chiến Lược Tuân Thủ
3.1. Truy Xuất Nguồn Gốc Hoàn Hảo (End-to-End Traceability)
Truy xuất nguồn gốc dữ liệu hoàn hảo là yêu cầu bắt buộc, yêu cầu này đảm bảo khả năng theo dõi dược phẩm từ nguyên liệu thô đến tay người tiêu dùng. Thị giác máy thực hiện việc tích hợp dữ liệu kiểm tra viên thuốc (kích thước, màu sắc, khuyết tật) và dữ liệu hệ thống Serialization (mã mã vạch duy nhất) vào hồ sơ điện tử chung. Minh bạch hóa dữ liệu này không chỉ giúp nhà sản xuất tuân thủ các quy định phức tạp của FDA (Mỹ) và EMA (Châu Âu) mà còn cho phép phản ứng nhanh chóng trong trường hợp thu hồi sản phẩm. Truy xuất nguồn gốc toàn diện là bằng chứng số hóa không thể chối cãi, bằng chứng này chứng minh sự tuân thủ GMP trong mọi bước sản xuất.

3.2. Kiểm Soát Quy Trình và Giảm Chi Phí Vận Hành
Thị giác máy cung cấp dữ liệu kiểm tra chất lượng liên tục, dữ liệu này là nền tảng cho kiểm soát quy trình thống kê (SPC) để tối ưu hóa quy trình sản xuất. Bằng cách phân tích xu hướng đo lường hình học (ví dụ: viên thuốc dần mỏng hơn), hệ thống cảnh báo thời gian thực cho kỹ sư vận hành. Việc này cho phép điều chỉnh máy dập viên hoặc máy đóng gói trước khi xảy ra lỗi hàng loạt. Lợi ích vượt trội này thể hiện rõ ràng qua việc giảm thiểu tỷ lệ phế phẩm, đặc biệt là phế phẩm liên quan đến lỗi đóng gói blister, vốn tốn kém để làm lại, từ đó giảm chi phí vận hành tổng thể.
3.3. Đảm Bảo An Toàn Tuyệt Đối Cho Người Tiêu Dùng
Thị giác máy giữ vai trò là hàng rào bảo vệ cuối cùng trong nhà máy sản xuất dược phẩm, việc này đảm bảo chỉ những dược phẩm đạt tiêu chuẩn an toàn và liều lượng chính xác mới được phép lưu thông. Bằng cách tự động hóa việc kiểm tra viên thuốc và đóng gói phức tạp, Machine Vision loại bỏ rủi ro do lỗi phân loại hoặc lỗi nhãn mác, những lỗi này có thể gây hậu quả nghiêm trọng cho bệnh nhân. Cam kết về độ chính xác này là không thể thương lượng, cam kết này là nền tảng cho sự tin cậy và uy tín của các thương hiệu dược phẩm toàn cầu.
Bảng 2: Tích Hợp Dữ Liệu và Tuân Thủ Pháp Lý (GMP & Serialization)
| Dữ Liệu Thị Giác Máy Thu Thập | Ứng Dụng Kiểm Soát Quy Trình | Mục Tiêu An Toàn & Pháp Lý |
| Khuyết tật và Phân loại viên thuốc | Tối ưu hóa quy trình nén, giảm phế phẩm | An toàn liều lượng, tuân thủ GMP. |
| Mã vạch 2D và nhãn mác | Hệ thống Serialization, đối chiếu lô hàng | Truy xuất nguồn gốc End-to-End, chống hàng giả. |
| Độ chính xác đóng gói blister | Kiểm soát quy trình máy niêm phong | Đảm bảo tính ổn định của dược phẩm trong bao bì kín. |
| Độ đồng đều kích thước | Cảnh báo thời gian thực về sự trôi dạt của máy móc | Giảm chi phí vận hành, đảm bảo chất lượng liên tục. |
4. Kết Luận
Thị giác máy trong ngành dược phẩm là một công nghệ thiết yếu, công nghệ này không chỉ giúp nhà sản xuất tuân thủ các quy định GMP nghiêm ngặt mà còn nâng cao độ chính xác và an toàn sản phẩm. Lợi ích vượt trội của việc kiểm tra viên thuốc và đóng gói tự động bằng AI và hệ thống Serialization là rõ ràng, chúng bao gồm việc giảm thiểu phế phẩm và tăng cường truy xuất nguồn gốc.
Tự động hóa này là điều kiện tiên quyết cho một chuỗi cung ứng dược phẩm toàn cầu an toàn và đáng tin cậy. Tương lai của Machine Vision sẽ chứng kiến sự tích hợp sâu hơn vào các quy trình kiểm nghiệm phức tạp, bao gồm việc sử dụng cảm biến tiên tiến để kiểm tra độ hòa tan (dissolution testing) và robot xử lý dược phẩm vô trùng, tối ưu hóa quy trình để đạt đến mức độ an toàn cao nhất.

