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Aider l'Inde à respirer: fabrication de ventilateurs pendant Covid-19

introduction

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Les entreprises indiennes ont répondu efficacement à la pandémie de Covid-19 en accélérant l'innovation, en réorganisant les chaînes de montage et en accélérant la fabrication de tout, des masques N95 et des équipements de protection individuelle (EPI) aux kits de diagnostic et aux ventilateurs en un temps record. Fait remarquable, en ne produisant presque pas de ventilateurs dans le pays, l'Inde a fabriqué 60 000 ventilateurs de manière indigène en seulement trois mois. 1 Le troisième groupe de secrétaires habilités (EGoS) nommé par le Premier ministre Narendra Modi a été chargé de garantir la disponibilité et la production des équipements médicaux essentiels ainsi que leur acquisition, leur importation et leur distribution. Lors de sa création en mars 2020, l'EGoS, présidé par le secrétaire du Département des produits pharmaceutiques, le Dr PD Vaghela, a estimé que l'Inde aurait besoin de 75000 ventilateurs d'ici juin. 2 Le gouvernement, par conséquent, a donné des offres à deux sociétés: Delhi-basée Skanray Technologies et AGVA Santé à Noida pour la fabrication de 30.000 ventilateurs en six semaines et 10.000 ventilateurs dans un mois, respectivement, d' ici la fin du mois de mai. 3 Depuis lors, plus d' une douzaine entités ont renforcé la capacité de fabrication de ventilateur de l' Inde. Il s'agit notamment de grandes entreprises automobiles et de technologies de l'information (TI), ainsi que d'universités et de startups indépendantes, et même d'entreprises agréées par la National Aeronautics and Space Administration (NASA) répliquant le prototype de Ventilator Intervation Technology Acessible Localally (VITAL) développé par la NASA Jet Propulsion. Laboratoire. Ces ventilateurs sont pour la plupart des équipements bon marché et abordables qui complètent les ventilateurs plus chers disponibles en moins grand nombre. À travers une série d'études de cas, ce rapport fournit des détails illustratifs de la manière exemplaire avec laquelle l'industrie manufacturière indienne a su répondre à ce dont le pays avait besoin de toute urgence au milieu d'une crise sanitaire mondiale. Ces études de cas triées sur le volet fournissent également un aperçu des processus de conception, de développement et de production des fabricants indiens de ventilateurs domestiques.

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Faire en Inde

L'Inde a traditionnellement importé des ventilateurs principalement d'Europe et de Chine pour répondre à ses besoins. En février, il n'y avait que huit fabricants de ventilateurs dans le pays 4 et reconnaissant l'importance de
ventilateurs dans un proche avenir, le gouvernement indien a interdit l'exportation de ventilateurs la veille de la
pays est entré dans un verrouillage de 21 jours le 25 mars 2020. 5

En mars, l'EGoS compétent et le ministère de la Santé et du Bien-être familial de l'Union (MoHFW) avaient indiqué une demande projetée de 75 000 ventilateurs d'ici juin 2020. 6 Les hôpitaux publics avaient environ 8432 ventilateurs 7 en mars et en mai, l'Inde pouvait se vanter de 19 398 ventilateurs. ventilateurs dans tout le pays. 8 Cela a été possible parce que la production nationale de ventilateurs est passé de 2 500 en Février à 5,500-5,750 en Mars. 9

L'EGoS avait, en mars, passé des commandes de 60884 ventilateurs à HLL Lifecare Limited (HLL), une entreprise du secteur public (PSU) placée sous l'égide du MoHFW, qui a été l'agence centrale d'achat pendant la crise Covid-19. Sur le total des commandes de ventilateurs, 59 884 ont été données à des fabricants nationaux, tandis que 1 000 ventilateurs seront importés 10 . La demande projetée et les commandes passées tiennent également compte des besoins des gouvernements des États.

En vertu de la Loi sur les médicaments et les cosmétiques et des Règles sur les dispositifs médicaux, les entreprises ont généralement besoin d'une licence pour fabriquer des articles répertoriés comme équipement médical essentiel. Cependant, compte tenu de l'urgence médicale, cette règle a été supprimée pour les fabricants qui s'étaient associés à une entreprise agréée.

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Le 14 mai 2020, HLL Lifecare Limited a publié une demande de proposition (RFP) pour la fourniture de ventilateurs à
Instituts du gouvernement indien (GoI). 11

Dans le cadre de cela, de nombreux grands acteurs nationaux ont reçu des commandes pour fabriquer des ventilateurs - y compris Bharat
Electronics Limited (en collaboration avec Skanray Technologies) avec qui une commande de 30 000 ventilateurs a été passée 12 ; AgVa Healthcare (en collaboration avec Maruti Suzuki Limited) qui a reçu une commande de 10 000 ventilateurs; 13 et l'Andhra Pradesh MedTech Zone (AMTZ) auprès de qui une commande de 13 500 ventilateurs a été passée. 14 Un certain nombre de fabricants nationaux ont commencé avec succès les livraisons de leurs commandes, selon le calendrier stipulé et sont actuellement au stade de l'inspection avant expédition.


Afin de mieux comprendre le processus de fabrication de ventilateurs à grande échelle, Invest India s'est entretenu avec des parties prenantes clés de l'industrie. Parmi les nombreux fabricants qui ont entrepris cette tâche essentielle, des études de cas sur quelques-uns sont présentées ci-dessous.

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En réponse à l'annonce de l'industriel Anand Mahindra selon laquelle Mahindra & Mahindra entreprendrait la production de ventilateurs, des demandes affluent de nombreux acteurs, dont des startups. L'entreprise a ensuite exploré une approche à deux volets. Le premier était un développement interne indigène - essentiellement un sac Ambu mécanisé avec de nombreuses caractéristiques de sécurité comme un sauvetage provisoire. Le second était un ventilateur mécanique à part entière destiné à être utilisé dans l'unité de soins intensifs (USI) pour Covid-19
les patients. Pour développer ce dernier, Mahindra & Mahindra ont approché Skanray, sollicitant leur aide pour concevoir un
version plus simple du ventilateur.

L'équipe de recherche et développement (R&D) de Skanray, dirigée par Raghavendra HS, a expliqué le processus de conception et de fabrication, les spécifications techniques, la fonctionnalité et les risques du ventilateur pour aider Mahindra.
mieux comprendre l'appareil et ses complexités. L'équipe était dirigée à distance par Apurbo Kirty, responsable de la mobilité et des technologies connectées, et chaque tâche et chaque étape était supervisée par R. Velusamy, responsable du développement mondial des produits. L'équipe de Skanray a également guidé l'équipe Mahindra dans les prochaines étapes de conception du ventilateur.

Mahindra possède une expertise dans divers secteurs, de l'aérospatiale aux automobiles de pointe, mais l'ingénierie médicale était un nouveau domaine. Bien que Skanray partageait ouvertement la technologie derrière ses ventilateurs de soins intensifs les plus sophistiqués, les deux sociétés examinaient le défi principal de l'augmentation de la production à des niveaux sans précédent.

L'objectif principal était d'incorporer des composants facilement disponibles et des commandes faciles à utiliser pour les ambulanciers paramédicaux avec l'aide à distance des médecins. Le schéma du nouveau ventilateur d'urgence était prêt en deux jours. Une équipe de 50 ingénieurs comprenant des ingénieurs en logiciel, des ingénieurs en électronique, des ingénieurs en mécanique, des ingénieurs de sourcing et des responsables de programme a été formée, travaillant à domicile pour détailler la conception, écrire les codes, préparer la nomenclature et identifier les fournisseurs. Pour réduire les importations et le temps de développement, des composants automobiles utilisés dans les véhicules Mahindra ont été sélectionnés.

Le cœur du ventilateur qui contrôle toutes les fonctions a été emprunté à Marazzo, le véhicule compact polyvalent de Mahindra. Les boutons de commande du ventilateur proviennent également de la banque de commutateurs de console centrale et de la banque de commutateurs AC de Marazzo. Le tableau de bord rond classique de la moto Jawa a été utilisé pour afficher des paramètres tels que le volume de gaz ventilés, le pourcentage de FiO2 et les messages d'erreur obligatoires. La batterie de secours provient du pousse-pousse électrique de Mahindra, Treo.

Les composants les plus difficiles étaient les vannes de régulation de débit proportionnelles pneumatiques qui mesurent l'air et l'oxygène dans le rapport et le volume réglés. Il s'agit d'un composant essentiel de la plupart des ventilateurs modernes et il était probable que la demande soit élevée dans le monde en raison de la pandémie. Pour atténuer cette situation, Skanray a travaillé en parallèle avec trois fournisseurs: IMI Norgren, Parker et Emerson. Cela permettait de basculer vers n'importe quel fournisseur en fonction des disponibilités. Un groupe de travail a été créé pour obtenir les autorisations nécessaires pour permettre à plus de 20 fournisseurs d'ouvrir leurs usines et permettre à la main-d'œuvre critique de fabriquer les pièces nécessaires. Mahindra Logistics a fait la tâche gigantesque d'organiser toutes les pièces à la Mahindra Research Valley, Chennai. Le premier prototype fonctionnel a été réalisé en sept jours. Le réglage continu du logiciel et les tests de pré-certification ont été menés avec les conseils et le soutien de Skanray.

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Le ventilateur est principalement destiné à la ventilation invasive, adapté à la fois aux adultes et à la pédiatrie. Il fonctionne en mode Ventilateurs en mode d'assistance / contrôle (ACMV) dans lequel un patient, en fonction de son état et de ses besoins, reçoit des doses d'air mesurées en plus du mélange d'oxygène selon le volume, la fréquence respiratoire et la FiO2 définis. Si les patients essaient de respirer seuls, le ventilateur passe automatiquement en mode d'assistance, donnant ainsi des respirations spontanées en se synchronisant avec l'effort pulmonaire des patients. Le ventilateur dispose également d'une ventilation de soutien de pression pour aider les patients à se sevrer de l'assistance du ventilateur de manière progressive. La simplicité du ventilateur lui permet d'être utilisé même avec une formation minimale. De nombreux paramètres de surveillance sont disponibles sur les diodes électroluminescentes (LED) et les jauges permettant aux utilisateurs de superviser et d'ajuster l'équipement.

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Skanray les expédie à l'armée et aux hôpitaux gouvernementaux via la Fondation Infosys et les hôpitaux Narayana (NH) depuis la mi-mars. Les ingénieurs et la direction de Mahindra et de Skanray souhaitent que le pays brave rapidement cette pandémie afin que la production à grande échelle du ventilateur ne soit pas nécessaire.

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«Qu'ils soient utilisés ou non, je tiens à exprimer ma gratitude à Skanray, au Dr Pawan Goenka, à Velu et à l'équipe conjointe pour leur engagement et leurs efforts exceptionnels. Vous nous avez tous rendus fiers.

Anand Mahindra

Président exécutif, Mahindra & Mahindra

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"La nouvelle norme nécessite un haut degré de collaboration et ce projet est un exemple réussi de la façon dont des industries indépendantes se sont réunies pour travailler dans un but commun. Après plusieurs semaines de travail 24h / 24 et 7j / 7 par nos ingénieurs et notre équipe Skanray, notre ventilateur spécialement conçu pour les coronavirus est prêt. pour la production. "

Dr Pawan Goenka

Directeur général et PDG, Mahindra & Mahindra

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En mars 2020, Maruti Suzuki India Limited (MSIL) s'est associée à AgVa Healthcare pour produire 10000 ventilateurs en un mois. Le 30 mars 2020, MSIL a signé un protocole d'accord (MoU) avec AgVa Healthcare et dans les 10 jours, le 11 avril 2020, ils avaient fabriqué leur premier ventilateur. 15

Selon le président du MSIL, RC Bhargava, Maruti Suzuki avait été approchée par le gouvernement pour aider à la fabrication de ventilateurs dans la lutte contre Covid-19. Étant donné que l'entreprise elle-même ne disposait pas de la technologie et du savoir-faire nécessaires pour fabriquer des ventilateurs, ils ont identifié une entreprise de deux ans, appelée AgVa Healthcare, qui disposait d'un ventilateur approuvé par le gouvernement. Alors qu'AgVa était responsable des connaissances techniques et des questions connexes, MSIL a utilisé ses fournisseurs, son expérience et ses connaissances pour aider à augmenter la production. 16

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De plus, la société d'État Bharat Heavy Electricals Limited a également soutenu AgVa Healthcare en leur fournissant des puces électroniques pour les ventilateurs . 17

Les entreprises en collaboration ont régulièrement augmenté leur cadence de production quotidienne et avaient déjà produit 1 250 ventilateurs à la fin du mois d'avril. 18

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"Presque tous les vols nationaux et internationaux étaient bloqués. Tous nos fournisseurs étaient bloqués et rien ne bougeait. Augmenter la production de ventilateurs à ce moment-là ressemblait à un rêve tiré par les cheveux. Cependant, en ces temps difficiles, Invest India est intervenu. Avec un fort un leadership et une équipe compétente, nous avons pu contourner les problèmes en accédant à nos matières premières. Invest India a aidé à obtenir toutes les autorisations pour nous et nos fournisseurs. Non seulement cela, ils ont fait de grands efforts pour obtenir le brut tout ce voyage de production d'un si grand nombre de ventilateurs aurait été impossible sans l'aide d'Invest India. "

Diwakar Vaish

PDG et co-fondateur, AgVa Healthcare

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HP s'est associé à Redington 3D en Inde pour produire avec succès 120 000 pièces de ventilateur pour AgVa Healthcare. Dans le cadre de cette initiative, 12 catégories de pièces ont été imprimées en 3D, pour fabriquer 10000 ventilateurs qui sont actuellement déployés à travers l'Inde pour traiter les patients atteints de Covid-19. Les pièces comprennent des connecteurs d'inspiration et d'expiration, des supports de soupape, des buses d'oxygène et des supports de solénoïde, entre autres. Comme ces composants ont des conceptions complexes et une tolérance fine, il aurait fallu quatre à cinq mois pour fabriquer ces quantités en utilisant le procédé conventionnel. Grâce à la technologie d'impression 3D HP, ces pièces ont été imprimées en seulement 24 jours.

Le ventilateur AgVa Healthcare est un ventilateur ICU avec contrôle du volume, de la pression et du débit. L'ensemble du système
peut être contrôlé par une interface multi-touch capacitive sans avoir besoin d'air médical comprimé. C'est
extrêmement portable et peut être utilisé dans le transport ou les soins à domicile. Ce partenariat fait partie du programme mondial de HP
engagement dans la bataille contre Covid-19. À ce jour, HP et ses partenaires ont produit plus de 2,3 millions de pièces imprimées en 3D. Dans le cadre de cette initiative, HP a renforcé son équipe d'impression 3D et son réseau mondial de partenaires de fabrication numérique pour concevoir, valider et produire des pièces essentielles pour les intervenants médicaux et les hôpitaux. Le 2 juin 2020, HP Inc. a annoncé une autre étape importante pour permettre aux travailleurs de première ligne et aux communautés de relever les défis de Covid-19 grâce à l'impression 3D.

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«En ces temps difficiles et sans précédent, HP reste déterminé à servir la communauté et les personnes touchées par l'urgence sanitaire en cours. L'exécution réussie du projet AgVa Healthcare témoigne des capacités de la technologie d'impression 3D de HP et de la manière dont elle peut éliminer les limitations de concevoir en produisant des produits complexes en peu de temps. "

Rajat Mehta

Responsable pays, Impression 3D et fabrication numérique, HP India Market

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L'apparition soudaine du Covid-19 a créé une situation sans précédent qui a contraint le système de santé au-delà de sa capacité, et les ventilateurs nécessaires pour traiter les patients critiques étaient rares. En réponse à l'appel du gouvernement pour `` Make in India '', Hyundai Motor India (HMI) s'est associé à Air Liquide Medical Systems (ALMS), un fabricant français de premier plan mondial de ventilateurs basé à Chennai pour explorer les opportunités de collaboration. ALMS, avec plus de 40 ans d'expérience dans l'industrie, occupe une position unique en tant que l'une des très rares entreprises mondiales à disposer d'une usine de fabrication de ventilateurs en Inde. HMI fabrique en Inde pour le marché mondial depuis 1999 et dispose d'une configuration de fabrication sophistiquée équipée pour produire plusieurs modèles avec plusieurs variantes sur une seule ligne. L'expertise technique d'ALMS et la capacité de fabrication à grande échelle d'IHM ont engendré une synergie naturelle entre les deux sociétés. Ils ont conclu un accord pour augmenter les volumes de production d'ALMS dans le but de produire 1000 ventilateurs, de manière progressive, à remettre au gouvernement du Tamil Nadu. Pendant ce temps, HMI avait également travaillé sur la conception en interne d'un sac Ambu mécanisé avec de nombreuses caractéristiques de sécurité comme un sauvetage provisoire.

ALMS a plusieurs ventilateurs qui entrent dans diverses catégories telles que l'USI, les urgences et les soins à domicile dans sa gamme de produits. Orion-G, l'un de leurs modèles phares, a été développé en Inde et porte le marquage CE (Conformitè Europëenne), ce qui certifie le respect des normes mondiales de santé et de sécurité. Le modèle facile à utiliser conçu spécifiquement en gardant à l'esprit les besoins des cliniciens en Inde, est livré avec des modes de ventilation étendus, une nébulisation intégrée et affiche toutes les boucles et courbes nécessaires avec une foule de paramètres surveillés. Les modes PSV (Pressure Support Ventilation with PEEP 19 ) et PSV-NIV 20 disponibles dans Orion-G seront essentiels lors de la prise en charge clinique des patients Covid-19. Ceci, combiné avec l'accent supplémentaire sur l'approvisionnement en matières premières et pièces de rechange dans le pays, la société a décidé qu'Orion-G était le choix parfait.

Au départ, HMI a mis en place une équipe d'experts sur le site d'ALMS pour identifier les blocages limitant la capacité de production. Premièrement, pour désengorger la chaîne d'approvisionnement, l'IHM a identifié des fournisseurs alternatifs capables de répondre aux exigences de volume et de calendrier, évalué les contraintes auxquelles sont confrontés les fournisseurs existants pour les aider à accélérer la production et assurer le placement en temps opportun des commandes nationales et internationales. Ces mesures garantissaient l'approvisionnement ininterrompu nécessaire pour augmenter la capacité de production.

Ensuite, les membres de l'ingénierie de fabrication de HMI ont évalué de près le système de production, les dispositions et les capacités des employés dans le but d'augmenter considérablement le volume de production pour répondre aux besoins actuels. L'équipe a réalisé des mises en page 3D de l'usine de fabrication d'ALMS et a redéfini le processus d'ingénierie pour une sortie continue. Sur la base de cette évaluation, l'équipe ALMS a réorganisé l'équipement existant pour mettre en place une ligne d'assemblage à haut processus, externalisé certaines tâches non critiques et recruté de la main-d'œuvre supplémentaire.

La révision finale du plan de production a abouti à une stratégie à plusieurs niveaux comprenant des suggestions pour investir dans des outils spécialisés, des gabarits et des montages et des mesures pour mettre en œuvre le changement de processus stratégique et la gestion du matériel. Un test de qualité critique (test de combustion) qui exigeait un fonctionnement continu pendant 72 heures exigeait une grande surface d'espace pour accueillir les ventilateurs. Grâce à l'imagerie 3D avancée d'IHM, les équipes ont compris qu'elles pouvaient utiliser l'espace existant en empilant les ventilateurs verticalement. Cette idée a augmenté la capacité de test jusqu'à six fois sans avoir à agrandir l'espace de travail. Les équipes ont également surveillé, évalué, examiné et apporté des modifications au besoin.

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ALMS a créé une équipe interfonctionnelle, rationalisé de manière proactive les processus de fabrication et de qualité et surveillé le travail effectué avec les systèmes de gestion de la production quotidienne pour s'assurer qu'ils atteignent les objectifs fixés. Ces interventions ont simplifié les opérations et multiplié par cinq la production, permettant de répondre aux besoins actuels du marché. L'engagement personnel et le dévouement de chaque membre travaillant sur ce projet a grandement aidé à surmonter les défis rencontrés et a permis une collaboration transparente entre les équipes.

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La situation pandémique n'a pas seulement fourni une occasion unique à deux alliés par ailleurs inhabituels de travailler ensemble pour une cause plus grande, mais elle a sans aucun doute enrichi l'expérience personnelle et professionnelle de l'équipe dans le processus.

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«Air Liquide Medical Systems emploie toutes les ressources disponibles pour fabriquer des ventilateurs innovants, faciles à utiliser et performants et est convaincu que cette collaboration avec Hyundai apportera un changement positif dans la lutte contre Covid-19. En tant qu'entreprise, ALMS India continuera d'être le fer de lance de l'initiative Make in India. "

Anil kumar

Directeur général, Air Liquide Medical Systems Pvt Ltd

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SS Kim

Directeur général et PDG,
Hyundai Motor India Limited

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La mission de Dynamatic Technologies était de développer une solution peu coûteuse et évolutive pouvant fonctionner directement à partir d'un réservoir d'oxygène, un peu comme ce qui est utilisé par les alpinistes, les plongeurs et les pilotes de chasse. Les meilleurs ingénieurs de l'entreprise, ainsi que des médecins et des scientifiques, ont travaillé de longues heures pendant le verrouillage du développement du concept.

Le produit, PranaVent, a pris forme de la planche à dessin aux prototypes imprimés en 3D en un rien de temps. Après
des tests approfondis, Dynamatic Technologies a développé des outils pour la production de masse avec un écosystème complet de chaîne d'approvisionnement à quelques kilomètres de leur usine.

L'évolutivité a été leur objectif, en cas de hausse soudaine de la demande.

Toutes les pièces sont fabriquées à partir de matériaux de qualité médicale et les processus sont entièrement conformes aux normes ISO 13485. PranaVent n'a pas besoin d'électricité pour fonctionner. Au lieu de cela, il fonctionne directement sur la pression d'une bouteille d'oxygène. Les tests d'endurance conformes à la norme ISO 10651 ont été réalisés avec succès sans aucun défaut. Le produit est extrêmement polyvalent, capable de supporter des patients avec des pressions, des débits et des taux de respiration différents, ainsi qu'un mélange de pourcentage de gaz variable.

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Ce produit est le résultat de la confluence de l'ingénierie, de la science médicale et de l'esprit d'entreprise chez Dynamatic Technologies Limited. Du concept à la conception, en passant par le prototypage et la qualification, l'entreprise est prête à produire en série jusqu'à 42 000 ventilateurs mécaniques par mois.

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"Notre objectif était de développer un ventilateur / réanimateur d'urgence évolutif et peu coûteux dans les plus brefs délais. Avec le PranaVent, nous avons atteint notre objectif. Comme il ne consomme pas d'électricité, il peut être déployé dans les zones rurales. Et il est 100% fabriqué en Inde! "

Udayant Malhoutra

PDG et directeur général,
Dynamatic Technologies Ltd

Les startups à la rescousse

En plus des grandes entreprises telles que celles évoquées ci-dessus, l'écosystème de startups indien s'est également manifesté pour répondre au besoin de l'heure pendant Covid-19.

En vertu des directives remaniées, qui sont entrées en vigueur après le 31 mars 2020, tous les équipements médicaux relevaient de l'Organisation centrale de contrôle des normes pharmaceutiques (CDSCO) .21 L'organisme de réglementation pharmaceutique a cependant autorisé toutes les entreprises à fabriquer des ventilateurs sans exiger de licence. Ainsi, les startups indiennes ont pris le relais pour produire des ventilateurs aux caractéristiques uniques.

Cette étape a été cruciale pour motiver de nombreuses startups indiennes à se charger de la production de ventilateurs aux caractéristiques uniques. Les jeunes entreprises dédiées à l'utilisation de la technologie pour améliorer les soins de santé, qui autrement devraient dépendre du financement pour diverses autorisations, ont eu la possibilité de faire une différence pendant la crise. La section suivante présente des études de cas de quelques startups, parmi d'autres, qui ont travaillé au développement de ventilateurs.

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Avec Amaya, un simple séparateur de ventilateur, Ethereal Machines prépare l'Inde à lutter contre la pandémie de Covid-19. Auparavant, Ethereal Machines a relevé les défis des clients dans le domaine médical, traitant de la création d'implants, de prothèses et de dispositifs médicaux similaires. Cependant, lorsque Covid-19 a atteint l'Inde, l'équipe a commencé à parler aux médecins seniors pour comprendre les principaux domaines de préoccupation. La réponse écrasante qu'ils ont reçue a mis en évidence la pénurie de ventilateurs.

Le prototype de conception est basé sur la création d'un dispositif qui pourrait aider à administrer la respiration à deux patients simultanément. Ethereal Machines a réussi avec l'aide d'une solide équipe de médecins avec lesquels ils ont travaillé main dans la main. Travaillant sur le terrain, le Dr Sonal Asthana et son équipe à l'hôpital Aster CMI, Bengaluru ont pu prévoir les besoins immédiats, fournissant des informations cruciales à Ethereal.

Amaya a été influencée par une réponse au besoin de ventilateurs en Italie. À Bergame, où la pandémie a frappé le plus durement, un simple séparateur de ventilateur a été utilisé en première ligne pour aider à fournir de l'oxygène à deux patients au lieu d'un. Le séparateur fournirait dans un rapport 50:50, mais cela peut ne pas être idéal car les patients ont généralement besoin d'une ventilation différentielle. Selon les taux de récupération individuels, le ratio est de 30:70 ou 40:60. La contamination croisée entre deux patients utilisant le même ventilateur a posé un problème supplémentaire.

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Ethereal Machines estime que dans la situation actuelle de bouleversement mondial de la logistique et de la chaîne d'approvisionnement, une solution qui peut être rapidement créée localement pourrait aider d'innombrables communautés locales. L'équipement des hôpitaux à travers le pays avec Amaya prendra du temps, par conséquent, l'équipe veut s'assurer que les communautés peuvent être autonomes. À cette fin, ils ont rendu toutes leurs conceptions open source afin que tout le monde puisse les reproduire et créer leur propre version d'Amaya. À l'avenir, cela pourrait jouer un grand rôle dans les soins de santé alors que les communautés tentent de devenir autonomes. Les gens, au lieu d'inventer quelque chose à partir de rien, peuvent simplement reproduire et improviser un design facilement disponible et réussi.

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"L'équipe d'Invest India nous a aidés à obtenir des permis pour nous déplacer à Bengaluru et ouvrir nos usines."

Kaushik Mudda

PDG et co-fondateur,
Machines éthérées

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Nocca Robotics a été fondée par deux diplômés de l'IIT-Kanpur en 2017. La startup est impliquée dans la conception et la fabrication de robots pour le nettoyage sans eau des panneaux solaires. Il est incubé au Startup Incubation and Innovation Center, IIT Kanpur (SIIC-IITK). La société effectuait des essais d'installation pilote avec six clients lorsque le verrouillage de Covid-19 a été annoncé. Cet arrêt brutal a donné à l'équipe le temps d'explorer d'autres opportunités.

Sous la direction du professeur Amitabha Bandyopadhyay et du Dr Nikhil Aggarwal, PDG, SIIC-IITK a fait circuler une liste d'énoncés de problèmes liés à Covid-19 parmi les 63 startups incubées de SIIC-IITK. Sur la base de leurs compétences en conception de produits et en ingénierie, l'équipe de Nocca Robotics a choisi de concevoir et de développer un ventilateur invasif entièrement fonctionnel.

L'expertise de Nocca Robotics dans la conception de produits et l'excellent écosystème d'innovation med-tech fourni par SIIC-IITK sont devenus des facteurs majeurs qui ont contribué au développement rapide de ce ventilateur haut de gamme. SIIC-IITK a complété les efforts technologiques de Nocca en mobilisant une équipe d'intensivistes cliniques expérimentés, des chefs de file de l'industrie des technologies médicales et d'autres chefs d'entreprise pour se réunir en tant que groupe de travail consultatif pour aider l'équipe à atteindre cet objectif.

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Le groupe de travail a apporté une structure à l'équipe qui a aidé à développer un ventilateur conforme aux directives strictes du gouvernement. Chaque membre du groupe de travail, avec l'équipe de Nocca Robotics et l'équipe d'incubateur SIIC, a pris en charge différents segments du développement du produit. Par exemple, un groupe était responsable du développement technologique, l'autre de la chaîne d'approvisionnement et un troisième se concentrait sur l'intégration des fabricants. Un autre groupe a été chargé de s'assurer que le développement des produits est conforme aux directives gouvernementales statutaires. Habituellement, le développement de tout dispositif médical de catégorie «C» prend au moins trois ans.

La solide équipe d'ingénieurs, de médecins et de chefs d'entreprise mondiaux a rapidement attiré l'attention de certains des géants mondiaux de la fabrication et de la distribution. Des dirigeants expérimentés ont pu catalyser des interactions rapides, des décisions rapides et des connexions transparentes avec les fournisseurs de services, tout en sollicitant de l'aide chaque fois que nécessaire.

L'équipe a non seulement réalisé le développement d'un produit sophistiqué et fiable, mais a également veillé à ce qu'il soit fabriqué de manière rapide et décentralisée et que l'utilisateur final obtienne un produit fiable et offert avec un service impeccable. Le développement de NOCCA V310 ICU Ventilator est un nouveau paradigme pour le développement et la fabrication de produits indiens dans lequel un groupe de jeunes entrepreneurs avertis en technologie a travaillé avec des chefs d'entreprise chevronnés, des cliniciens, des ingénieurs biomédicaux expérimentés et des dirigeants de l'industrie des technologies médicales pour réaliser le voyage de la conception d'un produit à le fabriquer, à une vitesse vertigineuse.

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"IIT Kanpur et Nocca Robotics ont signé un protocole d'accord avec la société du secteur public de la défense Bharat Dynamics pour la fabrication des ventilateurs à but non lucratif pour l'Inde dans un premier temps, qui devrait être disponible pour environ 3,5 INR lakh (4 635 $) l'unité. . Alors que le prix des ventilateurs importés avec des spécifications similaires commence à 12 lakh INR (15 894 $) et monte jusqu'à 25 INR lakh (33 113 $) l'unité.

Amitabha Bandyopadhyaya

Co-fondateur,
Nocca Robotics

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En réponse à la crise de Covid-19, les chemins de fer indiens ont développé un ventilateur à bas prix dans son usine d'autocars Kapurthala. L'appareil, appelé Jeevan, arrive à un moment où les services de santé à travers le pays sont aux prises avec une pénurie de matériel médical. Fin avril, le prototype du produit attendait l'autorisation du Conseil indien pour la recherche médicale (ICMR) avant de passer à la production de masse. 22

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«Dans la lutte contre le coronavirus, les ingénieurs de la Kapurthala Rail Coach Factory ont développé un prototype de ventilateur nommé 'Jeevan', qui est extrêmement peu coûteux. Ce ventilateur fabriqué avec une technologie indigène sera un grand soulagement pour nos camarades qui combattent l'épidémie corona. 23 "

Piyush Goyal

Ministre syndical des chemins de fer

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Au milieu du nombre croissant de cas de Covid-19 en mars 2020, la faculté de l'IIT Roorkee a tenté d'identifier les moyens de contribuer à la lutte contre le virus. Ainsi, le ventilateur Prana-Vayu a été créé. L'équipe derrière ce ventilateur portable à faible coût comprend les professeurs Akshay Dvivedi et Arup Kumar Das, ainsi que leurs doctorants de l'IIT Roorkee et le Dr Debendra Tripathi de l'AIIMS, Rishikesh. Prana-Vayu ne nécessite pas d'air comprimé et convient à l'assistance respiratoire spécifique de Covid-19.

La recherche et développement sur le ventilateur a commencé pendant le verrouillage lorsqu'il n'y avait pas d'accès au marché. Cependant, l'administration locale a fourni les autorisations de voyage nécessaires pour accéder au marché local. Le prototype de la première version du ventilateur Prana-Vayu a été révélé lors d'un webinaire organisé par la Confédération de l'industrie indienne (CII) le 2 avril 2020 où le Prana-Vayu a suscité un intérêt considérable. La première version des ventilateurs fonctionnait sur le fonctionnement contrôlé du moteur d'entraînement pour fournir la quantité d'air requise au patient et avait automatisé le processus pour contrôler la pression et les débits dans les lignes d'inspiration et d'expiration. Le ventilateur avait également une rétroaction qui pouvait contrôler le volume courant et la respiration par minute. L'équipe a ensuite conçu et fabriqué le ventilateur du Tinkering Lab, IIT Roorkee, avec des composants indigènes.

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Davantage de modes de ventilation, de fonctions de sécurité et d'interface utilisateur ont été développés et intégrés dans les versions ultérieures de Prana-Vayu, le transformant d'un ventilateur d'urgence en un ventilateur à part entière. En outre, un poumon d'essai a été utilisé pour vérifier l'efficacité de Prana-Vayu. Ces tests ont été répétés plusieurs fois et les raffinements nécessaires ont été incorporés en fonction de l'analyse. La dernière version du Prana-Vayu a été testée avec succès pour la conformité avec le simulateur de patient humain (HPS) à AIIMS, Rishikesh où une équipe indépendante de médecins a effectué des tests sur les modes individuels pour sa fonctionnalité dans différents contextes et conditions pulmonaires. Différents modes du ventilateur Prana-Vayu ont également été testés sur un modèle pulmonaire SARS-COVID. À l'heure actuelle, PranaVayu dispose d'une surveillance respiratoire en temps réel avec l'interface filaire ou à distance et dispose de 13 modes de ventilation mécanique avancés. Il peut être utilisé pour une ventilation invasive ou non invasive. Il peut être développé en tant que produit industriel pour une assistance vitale complète, qui peut concurrencer les versions les plus avancées disponibles sur le marché.

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Biodesign Innovation Labs contribue à la capacité des ventilateurs de l'Inde grâce au RespirAID, un ventilateur d'urgence et de transport qui peut être crucial pour sauver des vies. Il s'agit d'un appareil d'assistance respiratoire et invasif automatisé qui fournit une ventilation à pression positive intermittente aux patients souffrant de maladies respiratoires et à ceux qui ont besoin d'une stabilisation immédiate par sédation et intubation. Il est abordable, portable, facile à utiliser et offre toutes les fonctionnalités essentielles telles que la fréquence respiratoire, le volume courant, le rapport expiratoire inspiratoire, la pression de pointe et la PEP en plus des alarmes.

En mars 2020, Biodesign Innovation Labs a collaboré avec Remidio Innovative Solutions, un fabricant d'équipement médical, pour produire en série RespirAID. Remidio a obtenu une licence non exclusive pour fournir une chaîne d'approvisionnement et un soutien technique dans la fabrication de ventilateurs RespirAID. Outre Remidio, des accords ont également été signés avec KRAS et Cyient leur permettant de fabriquer RespirAID sur une base contractuelle. Cela a permis de faire passer la production d'un objectif initial de 1 000 à 5 000 appareils à 50 000 appareils pour le marché indien et les marchés mondiaux d'ici la fin de l'année. Pour garantir la sécurité et la performance, tous les équipements de Biodesign sont testés en laboratoire par la Technical Inspection Association (TUV).

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Gautham Pasupalethi

Co-fondateur et président,
Laboratoires d'innovation Biodesign

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Le chef du projet Zulqarnain, un étudiant de première année du centre de design industriel de l'IIT Bombay, était en visite dans sa ville natale au Cachemire lorsque le verrouillage a été annoncé et l'institut a fermé. Alors que le nombre de cas augmentait à travers le monde, Zulqarnain a appris qu'il n'y avait que 97 ventilateurs dans la vallée du Cachemire. Il a senti un besoin urgent de plus de ventilateurs qui aideraient également à apaiser les inquiétudes des gens.

Zulqarnain a ensuite fait équipe avec ses amis de l'Université islamique pour la science et la technologie (IUST) et NIT Srinagar. Avec l'aide du Design Innovation Center (DIC) de l'IUST à Pulwama, l'équipe a conçu avec succès un ventilateur à faible coût en utilisant des matériaux disponibles localement. Alors que leur objectif initial était de reproduire une conception éprouvée, ils ont rapidement développé leur propre conception du ventilateur à mesure que les travaux sur le ventilateur progressaient.

Zulqarnain déclare fièrement: «Le prototype a coûté à l'équipe environ 10 000 INR et lorsque nous passerons à la production de masse, le coût sera bien inférieur. Alors que les ventilateurs haut de gamme utilisés dans les hôpitaux coûtent des lakhs de roupies, Ruhdaar fournit les fonctionnalités nécessaires qui peuvent fournir une assistance respiratoire adéquate nécessaire pour sauver la vie d'un patient Covid-19 gravement malade. 24

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Sree Chitra Tirunal Institute for Medical Sciences and Technology (SCTIMST) est un institut d'importance nationale relevant du Département de la science et de la technologie. Il s'est associé à Wipro 3D à Bengaluru pour construire conjointement un prototype de système de ventilation d'urgence basé sur l'unité de respiration manuelle artificielle (AMBU).

Les ventilateurs peuvent aider à répondre aux besoins urgents découlant de Covid-19. Le sac Ambu ou le masque à valve à poche (BVM) est un appareil portatif utilisé pour fournir une ventilation à pression positive à un patient qui ne respire pas ou qui respire de manière inadéquate. Cependant, l'utilisation d'une AMBU régulière nécessite une aide pour ses opérations. Étant donné que cela rendrait l’aide très sensible au virus, ce n’est pas souhaitable. Le ventilateur AMBU automatisé de Sree Chitra, développé avec les contributions de la faculté de clinique, aidera les patients critiques, qui n'ont pas accès aux ventilateurs de l'USI, à respirer.

Cet appareil est portable et léger et permet une ventilation à pression positive avec un taux d'expiration contrôlé, un rapport inspiratoire / expiratoire, un volume courant et entre autres. Une valve PEEP peut également être ajoutée en tant que composant supplémentaire pour maintenir la pression sur les voies respiratoires inférieures à la fin du cycle respiratoire, empêchant les alvéoles de s'effondrer pendant l'expiration. La source de gaz comprimé peut également être reliée au système. Le dispositif automatique minimisera le besoin de personnel de soutien dans la salle d'isolement, permettant ainsi une opération de protection pulmonaire sûre et efficace pour les patients Covid-19. 25

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Le Conseil de la recherche scientifique et industrielle (CSIR) et son laboratoire constitutif National Aerospace Laboratories (NAL) à Bengaluru ont, en un temps record de 36 jours, développé un ventilateur à pression positive à deux niveaux (BiPAP) non invasif pour traiter les patients Covid-19 . Le ventilateur, appelé SwasthVayu, est un système de contrôle adaptatif précis en boucle fermée basé sur un microcontrôleur avec un `` collecteur et coupleur imprimé en 3D '' biocompatible intégré. Il dispose également d'un filtre HEPA (Highly Efficient Particulate Air) qui réduit les risques de propagation du virus. Le ventilateur présente des caractéristiques telles que la pression positive continue et spontanée des voies respiratoires (CPAP); Modes BiPAP temporisés et automatiques avec possibilité de connecter un concentrateur d'oxygène ou une unité d'enrichissement à l'extérieur. Le système a été certifié pour sa sécurité et ses performances par les agences accréditées par le National Accreditation Board for Testing and Calibration Laboratories (NABL). Il a également subi des tests biomédicaux rigoureux et des essais cliniques bêta au NAL Health Center.

L'avantage de cette machine est sa simplicité. Il peut être utilisé sans soins infirmiers spécialisés, est rentable, compact et configuré principalement avec des composants indigènes. Il est idéal pour traiter les patients Covid-19 dans les services, les hôpitaux de fortune, les dispensaires et les maisons. Le CSIR-NAL est en train de faire avancer le ventilateur avec les autorités réglementaires pour approbation, ce qui est attendu sous peu. Des dialogues avec les principales industries publiques et privées en tant que partenaires potentiels de la production de masse ont déjà été engagés. 26

Partenariat avec les meilleurs au monde

Le Jet Propulsion Laboratory (JLP) de la NASA dans le sud de la Californie a développé un ventilateur spécifiquement pour les patients atteints de coronavirus. Les ingénieurs du JPL ont conçu le ventilateur spécial, appelé Ventilator Intervention Technology Accessible Localally (VITAL), en un peu plus d'un mois et ont reçu l'autorisation d'utilisation d'urgence de la Food and Drug Administration (FDA) le 30 avril 2020. 27

VITAL utilise un septième de plus de pièces qu'un ventilateur traditionnel, en s'appuyant sur des composants déjà disponibles dans les chaînes d'approvisionnement. Ce ventilateur haute pression est une option simple et abordable pour traiter les patients critiques de Covid-19 qui permet d'utiliser des ventilateurs traditionnels pour ceux qui présentent les symptômes les plus graves. La conception flexible du ventilateur lui permet d'être modifié pour une utilisation dans les hôpitaux de campagne.

Trois entreprises indiennes ont été sélectionnées et autorisées à fabriquer les ventilateurs à coronavirus de la NASA. Il s'agit de Alpha Design Technologies Pvt Ltd, Bharat Forge Ltd et Medha Servo Drives Pvt Ltd.

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ENTREVUE

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Colonel HS Shankar

Président-directeur général,
Alpha Design Technologies Pvt Ltd

1. Félicitations pour avoir obtenu la licence de la NASA pour fabriquer leur ventilateur VITAL spécifique à Covid-19. Pouvez-vous nous expliquer votre proposition et le processus d'obtention de la licence?

C'est un moment de fierté pour Alpha Design, une filiale d'Adani Defence Systems & Technologies Ltd. (ADTL) en Inde, d'être reconnu par la NASA pour le ventilateur spécifique Covid-19. Nous pouvons vous assurer qu'Alpha Design ne laissera aucun effort pour répondre aux attentes de l'autorité de délivrance des licences, la NASA, pour livrer le produit avec les approbations nécessaires de la Food and Drug Administration (FDA) des États-Unis et de l'ICMR en Inde. La licence a été accordée à Alpha Design après un processus diligent facilité par la NASA pour sélectionner des partenaires industriels compétents à une époque sans précédent. Le processus d'octroi de la licence est le suivant -

  • Il y avait deux modèles du produit de ventilateur (ventilateur pneumatique et ventilateur compresseur) qui ont été développés conjointement par le JPL sous la NASA et l'Université de Caltech.
  • Les partenaires industriels intéressés ont dû s'inscrire auprès de la NASA pour le programme de ventilation et soumettre la proposition.
  • Alpha Design et ses experts ont eu une ou plusieurs séances d'engagement avec la NASA pour leur faire découvrir les capacités de l'entreprise, y compris son expertise technique et opérationnelle.
  • Les capacités d'ADTL, associées à son approche entrepreneuriale, ont aidé JPL et Caltech à sélectionner ADTL pour les deux modèles de ventilateur, y compris Ventilateur - Modèle pneumatique et Ventilateur - Modèle compresseur.

2. L'expertise de fabrication d'Alpha Design Technology se tourne davantage vers la défense et les équipements connexes. Comment vous êtes-vous préparé à commencer à fabriquer des ventilateurs d'une telle spécificité?

La conception principale de ces ventilateurs exploite des modules électromécaniques sous la forme d'ensembles de circuits imprimés (PCB), d'unités d'affichage, de contrôleurs et de traitement du signal, avec un micrologiciel intégré comprenant des solénoïdes, des vannes, etc. L'ensemble de l'architecture est enfermé dans un la structure mécanique et toute la connectivité se fait par des circuits activés électroniquement. Par conséquent, cela correspond à l'expertise qu'ADTL a acquise au cours des deux dernières décennies dans la fabrication d'équipements électroniques de qualité militaire pour les forces armées.

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L'infrastructure existante chez Alpha Design pour la fabrication d'équipements électroniques de défense peut être déployée de manière transparente pour la fabrication de ventilateurs de spécifications données. Les compétences de la main-d'oeuvre, les capacités technologiques et les systèmes de gestion de la qualité qui font partie des équipements électroniques de défense ressemblent beaucoup aux ventilateurs.


Il convient de noter que Bharat Electronics Ltd (BEL), qui est une importante organisation de fabrication d'électronique de défense en Inde relevant du ministère de la Défense, a été choisie par l'Organisation de recherche et développement pour la défense (DRDO) pour fabriquer des ventilateurs en raison des synergies avec leur système capacités électroniques. La même chose s'applique à Alpha Design qui a les capacités de fabriquer des ventilateurs de classe mondiale.

3. Le passage à la fabrication de ventilateurs remet-il en question vos chaînes d'approvisionnement existantes? Comment comptez-vous surmonter ces défis?


Comme discuté ci-dessus, il existe un degré élevé d'alignement entre le portefeuille actuel de produits et l'équipement d'Alpha Design qui est requis pour les ventilateurs suggérés. La nomenclature des ventilateurs chevauche celle de notre chaîne d'approvisionnement, car la plupart des sous-systèmes sont construits avec des assemblages de circuits imprimés utilisant des composants électroniques actifs et passifs qui sont disponibles dans le monde entier par l'intermédiaire des distributeurs agréés des fabricants d'équipement d'origine (OEM).


De plus, VITAL nous soutient également en suggérant les fournisseurs autorisés sur la base de leur liste de produits de qualité (QPL) et, par conséquent, des points communs existent entre les assemblages électroniques utilisés dans les ventilateurs de conception VITAL et les assemblages électroniques d'équipements électroniques de défense.


4. Quels objectifs de production Alpha Design Technology prévoit-il pour la fabrication de VITAL et quel est le calendrier prévisionnel?


Alpha Design est en train de fabriquer 10 ensembles des deux modèles de ventilateurs en tant que prototypes. Cinq ensembles seront livrés à la FDA, aux États-Unis et cinq ensembles à l'ICMR pour qualification et approbation. En fonction des résultats de cet exercice et des améliorations nécessaires, il sera utilisé pour la production industrielle. Alpha utilisera également l'expertise de professionnels de la santé pour faire tester et évaluer les unités avant même qu'elles ne soient proposées à la FDA et à l'ICMR. Après l'approbation finale, ADTL prévoit de commencer dans un premier temps par la fabrication de 500 ensembles par mois et de passer à 2 000 ensembles par mois dans les six mois.


5. À votre avis, dans quelle mesure VITAL sera-t-il crucial pour relever les défis imposés par la pandémie de Covid-19? Envisagez-vous de contribuer au secteur de la fabrication de dispositifs médicaux une fois que la demande immédiate de ventilateurs aura été satisfaite?


La conception de VITAL prend en charge les patients qui sont aux premiers stades de l'infection par Covid-19 avec des symptômes tels que des difficultés respiratoires, et ceux qui peuvent être traités sans être admis dans une unité de soins intensifs. Cela aidera à réduire l'intensité de la maladie et à réduire la pression sur les soins intensifs dans les hôpitaux, ce qui est nécessaire pour les patients plus critiques dotés de ventilateurs plus avancés.


Cette opportunité ouvre des voies supplémentaires dans les technologies associées dans les domaines médical et para-médical, car elle permet d'acquérir des connaissances sur les exigences de qualification d'un équipement médical typique devant être approuvé par des procédures strictes adoptées par des organisations telles que la FDA, l'ICMR, etc.


6. Pourquoi pensez-vous qu'il s'agit là d'une réalisation majeure pour l'Inde?


ADTL remercie JPL et Caltech de nous avoir reconnu et confié ce produit critique à industrialiser dans un court laps de temps. Il est essentiel de souligner que cette initiative de la NASA est un pas de géant vers l'humanité en fournissant toute la technologie gratuitement.


Il est maintenant entre nos mains d'utiliser cette technologie efficacement et d'intégrer l'efficacité et la qualité de la chaîne d'approvisionnement qui pourraient être utiles à l'ensemble de la population. Bien que l'opportunité commerciale soit énorme avec la commande d'exportation imminente de ventilateurs vers les États-Unis et d'autres pays, il est plus gratifiant de jouer notre rôle en aidant le monde à traverser une période sans précédent à travers cette crise corona. De plus, Alpha Design, une filiale d'Adani Defence and System Technologies, prévoit son engagement avec la NASA et les organismes associés comme un point de départ pour industrialiser les technologies de pointe en produits de valeur au service de l'humanité dans son ensemble.

Conclusion  

L'histoire de la façon dont l'industrie indienne - à la fois les grands fabricants et les startups - a collaboré rapidement et s'est associée à des instituts d'ingénierie et de technologie de tout le pays pour stimuler la production est une indication de la force de fabrication du pays.


L'augmentation de la production a permis à l'Inde de fabriquer 60 000 ventilateurs dans le pays, malgré un verrouillage de 21 jours et une interdiction d'importer des ventilateurs. Les machines construites étaient non seulement vitales, mais aussi à des prix très compétitifs pour que le plus grand nombre de personnes puisse en bénéficier.
Le dynamisme décrit dans les études de cas présentées dans ce rapport représente non seulement le zèle entrepreneurial de l'Inde, mais ouvre également la voie à ce que le pays devienne un exportateur mondial de ventilateurs. Tant que les ventilateurs sont conçus et fabriqués en consultation avec des prestataires de soins de santé supérieurs et conformément aux directives du DRDO et de l'ICMR de l'Inde, ils pourraient être acceptés non seulement en Inde, mais également dans le monde entier.


La crise de Covid-19 a déclenché une vague de conception, de fabrication et d'innovation en Inde. Dans les ventilateurs, par exemple, presque toute une nouvelle industrie nationale a été créée en ces temps de troubles, montrant la puissance de Make in India et garantissant que le rêve du Premier ministre Narendra Modi d'un Atma Nirbhar Bharat ou d'une Inde autonome se réalise.

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