Ajudando a Índia a respirar: fabricação de ventiladores durante a Covid-19

Introdução

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As empresas indianas responderam com eficiência à pandemia Covid-19 acelerando a inovação, renovando as linhas de montagem e agilizando a fabricação de tudo, desde máscaras N95 e equipamentos de proteção individual (PPE) a kits de diagnóstico e ventiladores em tempo recorde. Surpreendentemente, por não produzir quase nenhum ventilador no mercado interno, a Índia produziu 60.000 ventiladores em apenas três meses. 1 O terceiro Grupo de Secretários Autorizados (EGoS) nomeado pelo Primeiro-Ministro Narendra Modi foi incumbido de garantir a disponibilidade e produção de equipamentos médicos essenciais juntamente com a sua aquisição, importação e distribuição. Em seu início em março de 2020, o EGoS, presidido pelo Secretário do Departamento de Produtos Farmacêuticos, Dr. PD Vaghela, estimou que a Índia precisaria de 75.000 ventiladores até junho. 2 O governo, conseqüentemente, deu licitações a duas empresas: Skanray Technologies, sediada em Delhi e AgVa Healthcare em Noida, para fabricar 30.000 ventiladores em seis semanas e 10.000 ventiladores em um mês, respectivamente, até o final de maio. 3 Desde então, mais de uma dúzia de entidades aumentaram a capacidade de fabricação de ventiladores na Índia. Isso inclui automóveis de grande escala e empresas de Tecnologia da Informação (TI), bem como universidades e startups independentes, e até mesmo empresas licenciadas pela National Aeronautics and Space Administration (NASA) que replicam o protótipo de Ventilator Intervation Technology Acessible Locally (VITAL) desenvolvido pela NASA Jet Propulsion Laboratório. Esses ventiladores são, em sua maioria, equipamentos baratos e acessíveis que complementam os ventiladores mais caros disponíveis em menor número. Por meio de uma série de estudos de caso, este relatório fornece detalhes ilustrativos da maneira exemplar em que a manufatura indiana apareceu para cumprir o que o país precisava com urgência em meio a uma crise de saúde global. Esses estudos de caso escolhidos a dedo também fornecem uma visão sobre os processos de concepção, desenvolvimento e produção dos fabricantes de ventiladores domésticos da Índia.

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Fazendo na Índia

A Índia tradicionalmente importa ventiladores principalmente da Europa e China para atender às suas necessidades. Em fevereiro, havia apenas oito fabricantes de ventiladores no país 4 e reconhecendo a importância de
ventiladores em um futuro próximo, o governo indiano proibiu a exportação de ventiladores um dia antes do
país entrou em um bloqueio de 21 dias em 25 de março de 2020. 5

Em março, o EGoS relevante e o Ministério da Saúde e Bem-Estar da Família (MoHFW) indicaram uma demanda projetada de 75.000 ventiladores até junho de 2020. 6 hospitais governamentais tinham uma estimativa de 8.432 7 ventiladores em março e, em maio, a Índia poderia se orgulhar de 19.398 ventiladores em todo o país. 8 Isso foi possível porque a produção doméstica de ventiladores aumentou de 2.500 em fevereiro para 5.500-5.750 em março. 9

O EGoS tinha, em março, feito pedidos de 60.884 ventiladores para a HLL Lifecare Limited (HLL), uma Empresa do Setor Público (PSU) sob a égide do MoHFW, que tem sido a agência central de compras durante a crise Covid-19. Do total de pedidos de ventiladores, 59.884 foram feitos para fabricantes nacionais, enquanto 1.000 ventiladores serão importados 10 . A demanda projetada e os pedidos feitos respondem também às necessidades dos governos estaduais.

De acordo com a Lei de Medicamentos e Cosméticos e Regras de Dispositivos Médicos, as empresas geralmente precisam de uma licença para fazer itens listados como Equipamentos Médicos Essenciais. No entanto, considerando a urgência médica em questão, essa regra foi dispensada para fabricantes que tinham parceria com uma empresa licenciada.

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Em 14 de maio de 2020, a HLL Lifecare Limited emitiu uma Solicitação de Proposta (RFP) para o fornecimento de ventiladores para
Institutos do governo da Índia (GoI). 11

De acordo com isso, muitos dos principais jogadores domésticos receberam ordens para fabricar ventiladores - incluindo Bharat
Electronics Limited (em colaboração com Skanray Technologies) com quem um pedido de 30.000 ventiladores foi feito 12 ; AgVa Healthcare (em colaboração com Maruti Suzuki Limited), que recebeu um pedido de 10.000 ventiladores; 13 e Andhra Pradesh MedTech Zone (AMTZ), com quem foi feito um pedido de 13.500 ventiladores. 14 Diversos fabricantes nacionais iniciaram com sucesso as entregas de seus pedidos, de acordo com o cronograma estipulado e atualmente estão em fase de inspeção de pré-despacho.


Para compreender melhor o processo de fabricação de ventiladores em grande escala, a Invest India conversou com os principais interessados da indústria. Entre os muitos fabricantes que empreenderam essa tarefa essencial, são apresentados a seguir estudos de caso de alguns.

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Em resposta ao anúncio do industrial Anand Mahindra de que a Mahindra & Mahindra irá realizar a produção de ventiladores, choveram pedidos de muitos jogadores, incluindo startups. A empresa então explorou uma abordagem em duas vertentes. O primeiro foi um desenvolvimento interno interno - essencialmente uma bolsa Ambu mecanizada com muitos recursos de segurança como um salva-vidas provisório. O segundo foi um ventilador mecânico completo para uso na Unidade de Terapia Intensiva (UTI) para Covid-19
pacientes. Para desenvolver este último, Mahindra & Mahindra abordou Skanray, buscando sua ajuda na concepção de um
versão mais simples do ventilador.

A equipe de pesquisa e desenvolvimento (P&D) da Skanray, liderada por Raghavendra HS, explicou o processo de projeto e fabricação, especificações técnicas, funcionalidade e riscos do ventilador para ajudar a Mahindra
compreender melhor o dispositivo e suas complexidades. A equipe era chefiada remotamente por Apurbo Kirty, chefe de mobilidade e tecnologias conectadas, e cada tarefa e marco era monitorado por R. Velusamy, chefe de desenvolvimento de produto global. A equipe de Skanray orientou ainda mais a equipe da Mahindra nas próximas etapas do projeto do ventilador.

A Mahindra tem experiência em diversos setores, desde aeroespacial até automóveis de última geração, mas a engenharia médica era um novo domínio. Embora a Skanray compartilhasse abertamente a tecnologia por trás de seus ventiladores ICU mais sofisticados, ambas as empresas estavam examinando o principal desafio de aumentar a produção a níveis sem precedentes.

O foco principal era incorporar componentes facilmente disponíveis e controles fáceis de usar para paramédicos com orientação remota de médicos. O esquema do ventilador de emergência greenfield ficou pronto em dois dias. Uma equipe de 50 engenheiros, incluindo engenheiros de software, engenheiros eletrônicos, engenheiros mecânicos, engenharia de sourcing e gerentes de programa foi formada, trabalhando em casa para detalhar o projeto, escrever os códigos, preparar a lista de materiais e identificar fornecedores. Para reduzir as importações e o tempo de desenvolvimento, foram selecionados componentes automotivos usados nos veículos Mahindra.

O coração do ventilador que controla todas as funções foi emprestado do Marazzo, o veículo multifuncional compacto da Mahindra. Os botões de controle do ventilador também foram retirados do banco de interruptores do console central e do banco de interruptores CA do Marazzo. O clássico painel de instrumentos redondo da motocicleta Jawa foi usado para exibir parâmetros como volume de gases ventilados, porcentagem de FiO2 e mensagens de erro obrigatórias. A bateria de reserva de energia foi retirada do e-riquixá da Mahindra, Treo.

Os componentes mais desafiadores foram as válvulas de controle de fluxo proporcionais pneumáticas, que medem o ar e o oxigênio na proporção e no volume definidos. Este é um componente essencial na maioria dos ventiladores modernos e provavelmente teria alta demanda globalmente devido à pandemia. Para mitigar essa situação, a Skanray trabalhou paralelamente com três fornecedores: IMI Norgren, Parker e Emerson. Isso permitiu mudar para qualquer fornecedor, dependendo da disponibilidade. Uma força-tarefa foi criada para obter as permissões necessárias para mais de 20 fornecedores abrirem suas fábricas e permitir que mão-de-obra crítica fabrique as peças necessárias. A Mahindra Logistics fez a gigantesca tarefa de organizar todas as peças no Mahindra Research Valley, Chennai. O primeiro protótipo funcional foi feito em sete dias. O ajuste contínuo do software e os testes de pré-certificação foram conduzidos com orientação e suporte da Skanray.

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O ventilador foi projetado predominantemente para ventilação invasiva, adequado para adultos e pediatras. Funciona no modo Assist / Control Mode Ventilators (ACMV) em que o paciente, de acordo com sua condição e necessidade, recebe dosagens de ar além da mistura de oxigênio de acordo com o volume, freqüência respiratória e FiO2 ajustados. Se os pacientes tentarem respirar por conta própria, o ventilador muda automaticamente para o modo de assistência, dando respirações espontâneas sincronizando com o esforço pulmonar do paciente. O ventilador também possui ventilação de suporte de pressão para ajudar os pacientes a desmamarem do suporte ventilatório de forma progressiva. A simplicidade do ventilador permite que ele seja usado mesmo com o mínimo de treinamento. Muitos parâmetros de monitoramento estão disponíveis em diodos emissores de luz (LEDs) e medidores para que os usuários supervisionem e ajustem o equipamento.

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Skanray tem enviado estes para o exército e hospitais do governo através da Fundação Infosys e Hospitais Narayana (NH) desde meados de março. Os engenheiros e a gerência da Mahindra e Skanray desejam que o país enfrente rapidamente esta pandemia, de modo que a produção em escala do ventilador não seja necessária.

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"Quer sejam usados ou não, quero expressar minha gratidão a Skanray, ao Dr. Pawan Goenka, a Velu e à equipe conjunta por seu compromisso e esforço excepcionais. Todos vocês nos deixaram orgulhosos."

Anand Mahindra

Presidente Executivo, Mahindra & Mahindra

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"O novo normal requer alto grau de colaboração e este projeto é um exemplo de sucesso de como indústrias não relacionadas se uniram para trabalhar em prol de um propósito comum. Após várias semanas de trabalho 24 horas por dia, 7 dias por semana por nossos engenheiros e equipe Skanray, nosso ventilador projetado especialmente para coronavírus está pronto para produção. "

Dr. Pawan Goenka

Diretor Administrativo e CEO, Mahindra & Mahindra

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Em março de 2020, a Maruti Suzuki India Limited (MSIL) fez parceria com a AgVa Healthcare para produzir 10.000 ventiladores em um mês. Em 30 de março de 2020, a MSIL assinou um Memorando de Entendimento (MoU) com a AgVa Healthcare e em 10 dias, em 11 de abril de 2020, eles haviam fabricado seu primeiro ventilador. 15

De acordo com o presidente da MSIL, RC Bhargava, Maruti Suzuki foi abordada pelo governo para ajudar na fabricação de ventiladores na luta contra a Covid-19. Como a própria empresa não possuía tecnologia e know-how para fabricar ventiladores, eles identificaram uma empresa de dois anos, chamada AgVa Healthcare, que tinha um ventilador aprovado pelo governo. Enquanto a AgVa era responsável pelo conhecimento técnico e assuntos relacionados, a MSIL fez uso de seus fornecedores, experiência e conhecimento para ajudar a aumentar a produção. 16

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Além disso, a estatal Bharat Heavy Electricals Limited também apoiou a AgVa Healthcare, fornecendo chips eletrônicos para os ventiladores . 17

As empresas em colaboração aumentaram constantemente sua taxa de produção diária e já haviam produzido 1.250 ventiladores até o final de abril. 18

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"Quase todos os voos nacionais e internacionais foram paralisados. Todos os nossos fornecedores estavam trancados e nada estava se movendo. Aumentar a produção de ventiladores naquele momento parecia um sonho absurdo. No entanto, nestes tempos difíceis, a Invest India entrou em cena. liderança e uma equipe capacitada, fomos capazes de contornar os problemas obtendo acesso às nossas matérias-primas. A Invest India ajudou a obter todas as permissões para nós e nossos fornecedores. Não só isso, eles fizeram de tudo para obter a matéria-prima materiais transportados por voos charter. Toda essa jornada de produção de um número tão grande de ventiladores teria sido impossível sem a ajuda da Invest India. "

Diwakar Vaish

CEO e cofundador, AgVa Healthcare

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A HP fez parceria com a Redington 3D na Índia para produzir com sucesso 120.000 peças de ventiladores para a AgVa Healthcare. Como parte dessa iniciativa, 12 categorias de peças foram impressas em 3D para fabricar 10.000 ventiladores que agora estão sendo implantados em toda a Índia para tratar pacientes com Covid-19. As peças incluem conectores de inspiração e expiração, suportes de válvula, bocais de oxigênio e montagens de solenóide, entre outros. Como esses componentes têm projetos complexos e tolerância fina, levaria de quatro a cinco meses para fabricar essas quantidades usando o processo convencional. Com a tecnologia de impressão 3D HP, essas peças foram impressas em apenas 24 dias.

O ventilador da AgVa Healthcare é um ventilador de UTI com controle de volume, pressão e fluxo. Todo o sistema
pode ser controlado por uma interface capacitiva multitoque sem a necessidade de ar comprimido medicinal. Isto é
extremamente portátil e pode ser usado no transporte de UTI ou em domicílio. Esta parceria faz parte da estratégia global da HP
compromisso na batalha contra a Covid-19. Até a data, a HP e seus parceiros produziram mais de 2,3 milhões de peças impressas em 3D. Como parte dessa iniciativa, a HP aumentou sua equipe de impressão 3D e a rede global de parceiros de manufatura digital para projetar, validar e produzir peças essenciais para médicos e hospitais. Em 2 de junho de 2020, a HP Inc. anunciou outro marco para permitir que os funcionários da linha de frente e as comunidades respondam aos desafios da Covid-19 por meio da impressão 3D.

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"Nestes tempos difíceis e sem precedentes, a HP continua comprometida em servir a comunidade e aqueles afetados pela emergência de saúde em curso. A execução bem-sucedida do projeto de saúde AgVa é um testemunho dos recursos da tecnologia de impressão 3D da HP e como ela pode remover as limitações de projetar produzindo produtos complexos em curto espaço de tempo. "

Rajat Mehta

Gerente Nacional, Impressão 3D e Fabricação Digital, HP India Market

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O início repentino da Covid-19 criou uma situação sem precedentes que sobrecarregou o sistema de saúde além de sua capacidade, e os ventiladores necessários para tratar pacientes críticos estavam em falta. Em resposta ao apelo do governo para 'Make in India', a Hyundai Motor India (HMI) se conectou com a Air Liquide Medical Systems (ALMS), um fabricante francês líder global de ventiladores com sede em Chennai para explorar oportunidades de colaboração. A ALMS, com mais de 40 anos de experiência no setor, ocupa uma posição única como uma das poucas empresas globais com instalações de fabricação de ventiladores na Índia. A HMI tem feito na Índia para o mercado global desde 1999 e tem uma configuração de fabricação sofisticada equipada para produzir vários modelos com várias variantes em uma única linha. O conhecimento técnico da ALMS e a capacidade de fabricação em larga escala da HMI geraram uma sinergia natural entre as duas empresas. Eles firmaram um acordo para aumentar os volumes de produção de ALMS com o objetivo de produzir 1000 ventiladores, de forma faseada, para serem entregues ao Governo de Tamil Nadu. Durante esse tempo, a HMI também trabalhou em um projeto interno de uma bolsa Ambu mecanizada com muitos recursos de segurança como um salva-vidas provisório.

ALMS tem vários ventiladores que se enquadram em várias categorias, como UTI, emergência e atendimento domiciliar em sua gama de produtos. O Orion-G, um de seus modelos principais, foi desenvolvido na Índia e tem a marca CE (Conformitè Europëenne), que atesta a adesão aos padrões globais de saúde e segurança. O modelo fácil de operar projetado especificamente tendo em mente as necessidades dos médicos na Índia, vem com diversos modos de ventilação, nebulização embutida e exibe todos os loops e curvas necessários com uma série de parâmetros monitorados. Os modos PSV (Ventilação de Suporte de Pressão com PEEP 19 ) e PSV-NIV 20 disponíveis no Orion-G serão fundamentais durante o manejo clínico de pacientes com Covid-19. Isso combinado com o foco adicional na fonte de matérias-primas e peças de reposição dentro do país, a empresa decidiu que o Orion-G era a escolha perfeita.

No início, a HMI postou uma equipe de especialistas nas instalações da ALMS para identificar os atrasos que restringiam a capacidade de produção. Primeiro, para eliminar o gargalo da cadeia de abastecimento, a HMI identificou fornecedores alternativos capazes de atender aos requisitos de volume e cronograma, avaliou as restrições enfrentadas pelos fornecedores existentes para ajudá-los a aumentar a produção e garantiu a colocação oportuna de pedidos domésticos e internacionais. Essas medidas garantiram o abastecimento ininterrupto necessário para o aumento da capacidade produtiva.

Em seguida, os membros da engenharia de manufatura da HMI avaliaram de perto o sistema de produção, layouts e recursos dos funcionários com o objetivo de aumentar substancialmente o volume de produção para atender aos requisitos atuais. A equipe fez layouts em 3D da instalação de manufatura ALMS e redefiniu o processo de engenharia para uma produção contínua. Com base nesta avaliação, a equipe ALMS reorganizou o equipamento existente para configurar uma linha de montagem de alto processo, terceirizou tarefas não críticas selecionadas e recrutou mão de obra adicional.

A revisão final do plano de produção resultou em uma estratégia em várias camadas, incluindo sugestões para investir em ferramentas especializadas, gabaritos e acessórios e medidas para implementar mudanças estratégicas de processos e gerenciamento de materiais. Um teste de qualidade crítico (teste de queima) que exigiu operação contínua por 72 horas exigiu uma grande área de espaço para acomodar os ventiladores. Usando a imagem 3D avançada da HMI, as equipes entenderam que poderiam utilizar o espaço existente empilhando os ventiladores verticalmente. Essa ideia aumentou a capacidade de teste em até seis vezes, sem ter que expandir o espaço de trabalho. As equipes também monitoraram, avaliaram, revisaram e fizeram ajustes sempre que necessário.

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A ALMS criou uma equipe multifuncional, dinamizou de forma proativa os processos de fabricação e qualidade e monitorou o trabalho feito com sistemas de gerenciamento de produção diários para garantir que eles atendessem às metas estabelecidas. Essas intervenções simplificaram as operações e aumentaram a produção em cinco vezes, adequado para atender às necessidades atuais do mercado. O empenho e dedicação pessoal de cada membro que trabalha neste projeto ajudou muito a superar os desafios enfrentados e proporcionou uma colaboração perfeita entre as equipes.

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A situação de pandemia não apenas forneceu uma oportunidade única para dois aliados de outra forma incomuns trabalharem juntos por uma causa maior, mas sem dúvida enriqueceu a experiência pessoal e profissional da equipe no processo.

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"A Air Liquide Medical Systems está empregando todos os recursos disponíveis para fabricar ventiladores inovadores, fáceis de usar e de alto desempenho e está confiante de que esta colaboração com a Hyundai trará uma mudança positiva na luta contra a Covid-19. Como empresa, ALMS Índia continuará a liderar a iniciativa Make in India. "

Anil Kumar

Médico, Air Liquide Medical Systems Pvt Ltd

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"No esforço para salvar vidas preciosas, a Hyundai e a Air Liquide Medical Systems estão trabalhando em conjunto com o governo da Índia para combater a Covid-19 em pé de guerra e estamos moralmente comprometidos em servir a sociedade, garantindo o fornecimento de um suprimento constante de produtos essenciais de qualidade cuidar de dispositivos respiratórios, como ventiladores. "

SS Kim

MD e CEO,
Hyundai Motor India Limited

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A missão da Dynamatic Technologies era desenvolver uma solução de baixo custo e escalável que pudesse funcionar diretamente de um tanque de oxigênio, muito parecido com o que é usado por alpinistas, mergulhadores e pilotos de caça. Os melhores engenheiros da empresa, junto com médicos e cientistas, trabalharam longas horas durante o bloqueio no desenvolvimento do conceito.

O produto, PranaVent, tomou forma da prancheta para protótipos impressos em 3D em nenhum momento. Depois de
Em testes extensivos, a Dynamatic Technologies desenvolveu ferramentas para produção em massa com todo um ecossistema da cadeia de suprimentos a poucos quilômetros de suas instalações.

A escalabilidade tem sido seu foco, no caso de um aumento repentino na demanda.

Todas as peças são feitas de material de grau médico e os processos são totalmente compatíveis com os padrões ISO 13485. O PranaVent não precisa de eletricidade para funcionar. Em vez disso, ele funciona diretamente com a pressão de um cilindro de oxigênio. Os testes de resistência em conformidade com a ISO 10651 foram concluídos com sucesso e sem defeito. O produto é extremamente versátil, capaz de suportar pacientes com diferentes pressões, fluxos e taxas de respiração, bem como uma mistura de gases percentuais variáveis.

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Este produto é o resultado de uma confluência de engenharia, ciência médica e empreendedorismo na Dynamatic Technologies Limited. Do conceito ao design, prototipagem e qualificação, a empresa está totalmente pronta para produzir em massa até 42.000 ventiladores mecânicos por mês.

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“Nosso objetivo era desenvolver um respirador / ressuscitador de campo de emergência escalonável e de baixo custo no menor tempo possível. Com o PranaVent, atingimos nossa meta. Como não usa eletricidade, pode ser implantado em áreas rurais. E é 100 por cento feito na Índia! "

Udayant Malhoutra

CEO e diretor administrativo,
Dynamatic Technologies Ltd

Startups para o resgate

Além de grandes empresas como as discutidas acima, o ecossistema de startups da Índia também se apresentou para responder à necessidade da hora durante a Covid-19.

De acordo com as diretrizes reformuladas, que entraram em vigor após 31 de março de 2020, todos os equipamentos médicos se enquadraram na Central Drugs Standard Control Organization (CDSCO) .21 O órgão regulador de medicamentos, no entanto, permitiu que todas as empresas fabricassem ventiladores sem exigir qualquer licenciamento. Assim, as startups indianas assumiram o manto de produzir ventiladores com características únicas.

Esta etapa foi crucial para motivar muitas startups indianas a assumir o manto de produzir ventiladores com características únicas. Jovens empresas que se dedicam a usar a tecnologia para melhorar a saúde, que de outra forma dependeriam de financiamento para diversas liberações, tiveram a chance de fazer a diferença durante a crise. A seção a seguir apresenta estudos de caso de algumas startups, entre muitas, que trabalharam para o desenvolvimento de ventiladores.

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Com Amaya, um divisor de ventilação simples, Ethereal Machines está preparando a Índia para lutar contra a pandemia Covid-19. Anteriormente, Ethereal Machines abordou desafios para clientes na área médica, lidando com a criação de implantes, próteses e dispositivos médicos semelhantes. No entanto, quando a Covid-19 chegou à Índia, a equipe começou a conversar com médicos experientes para entender as principais áreas de preocupação. A resposta esmagadora que receberam destacou a escassez de ventiladores.

O protótipo do projeto tem como premissa a criação de um dispositivo que possa ajudar a administrar a respiração em dois pacientes simultaneamente. Ethereal Machines teve sucesso com a ajuda de uma forte equipe de médicos com quem trabalharam lado a lado. Trabalhando no terreno, a Dra. Sonal Asthana e sua equipe no hospital Aster CMI, Bengaluru, foram capazes de prever as necessidades imediatas, fornecendo informações cruciais para o Ethereal.

Amaya foi influenciada por uma resposta à necessidade de ventiladores na Itália. Em Bergamo, onde a pandemia atingiu mais fortemente, um divisor de ventilação simples foi usado na linha de frente para ajudar a fornecer oxigênio a dois pacientes, em vez de um. O divisor forneceria em uma proporção de 50:50, mas isso pode não ser ideal porque os pacientes geralmente requerem ventilação diferencial. Dependendo das taxas de recuperação individuais, a proporção é 30:70 ou 40:60. A contaminação cruzada entre dois pacientes usando o mesmo ventilador representou um problema adicional.

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Ethereal Machines acredita que na atual situação de uma turbulência global da logística e da cadeia de abastecimento, uma solução que pode ser rapidamente criada localmente poderia ajudar inúmeras comunidades locais. Equipar hospitais em todo o país com Amaya vai demorar, portanto, a equipe quer garantir que as comunidades possam ser autossuficientes. Para esse fim, eles tornaram todos os seus designs de código aberto para que qualquer pessoa possa replicá-los e construir sua própria versão do Amaya. No futuro, isso pode desempenhar um grande papel na saúde, à medida que as comunidades tentam se tornar autossuficientes. As pessoas, em vez de inventar algo do zero, podem simplesmente replicar e improvisar um design prontamente disponível e bem-sucedido.

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"A equipe da Invest India nos ajudou a obter licenças para circular por Bengaluru e abrir nossas fábricas."

Kaushik Mudda

CEO e cofundador,
Máquinas Etéreas

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A Nocca Robotics foi fundada por dois graduados do IIT-Kanpur em 2017. A startup está envolvida no projeto e fabricação de robôs para limpeza sem água de painéis solares. Está incubado no Centro de Incubação e Inovação de Startup, IIT Kanpur (SIIC-IITK). A empresa estava realizando testes de instalação piloto com seis clientes quando o bloqueio da Covid-19 foi anunciado. Essa parada abrupta deu à equipe tempo para explorar outras oportunidades.

Sob a liderança do professor Amitabha Bandyopadhyay e do Dr. Nikhil Aggarwal, CEO, o SIIC-IITK divulgou uma lista de declarações de problemas relacionados à Covid-19 em todas as 63 startups incubadas do SIIC-IITK. Com base em suas habilidades de projeto e engenharia de produto, a equipe da Nocca Robotics escolheu projetar e desenvolver um ventilador invasivo totalmente funcional.

A experiência da Nocca Robotics no projeto de produtos e o excelente ecossistema de inovação em tecnologia médica fornecido pela SIIC-IITK se tornaram os principais fatores que contribuíram para o rápido desenvolvimento deste ventilador de última geração. O SIIC-IITK complementou os esforços de tecnologia da Nocca ao mobilizar uma equipe de intensivistas clínicos experientes, líderes da indústria de tecnologia médica e outros líderes corporativos para se reunirem como uma força-tarefa de consultoria para ajudar a equipe a atingir esse objetivo.

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A força-tarefa trouxe uma estrutura para a equipe que ajudou no desenvolvimento de um ventilador que está de acordo com as rígidas diretrizes do governo. Cada membro da força-tarefa, junto com a equipe da Nocca Robotics e a equipe da incubadora SIIC, cuidou de diferentes segmentos do desenvolvimento do produto. Por exemplo, um grupo era responsável pelo desenvolvimento de tecnologia, o outro grupo pela cadeia de suprimentos, enquanto um terceiro se concentrava em trazer os fabricantes a bordo. Outro grupo foi encarregado de garantir que o desenvolvimento do produto esteja em conformidade com as diretrizes governamentais legais. Normalmente, o desenvolvimento de qualquer dispositivo médico da Categoria 'C' leva no mínimo três anos.

A forte equipe de engenheiros, médicos e líderes empresariais globais atraiu a tração inicial de alguns dos gigantes globais no espaço de manufatura e distribuição. Líderes experientes foram capazes de catalisar interações rápidas, decisões rápidas e conexões diretas com os prestadores de serviços, ao mesmo tempo em que buscavam ajuda sempre que necessário.

A equipe não só conseguiu desenvolver um produto sofisticado e confiável, mas também garantiu que ele fosse fabricado de forma rápida e descentralizada e que o usuário final recebesse um produto confiável e oferecido com um serviço impecável. O desenvolvimento do Ventilador NOCCA V310 ICU é um novo paradigma para o desenvolvimento e fabricação de produtos indianos, em que um grupo de jovens empreendedores com experiência em tecnologia trabalhou junto com líderes corporativos experientes, médicos, engenheiros biomédicos experientes e executivos da indústria de tecnologia médica para realizar a jornada de conceber um produto para fabricá-lo, a uma velocidade vertiginosa.

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"IIT Kanpur e Nocca Robotics assinaram um MoU com a empresa do setor público de defesa Bharat Dynamics para a fabricação de ventiladores sem fins lucrativos para a Índia inicialmente, que deverá estar disponível por cerca de INR 3,5 lakh ($ 4.635) por unidade . Considerando que o preço dos ventiladores importados com especificações semelhantes começa em INR 12 lakh ($ 15.894) e chega a INR 25 lakh ($ 33.113) por unidade. "

Amitabha Bandyopadhyaya

Cofundador,
Nocca Robotics

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Em resposta à crise da Covid-19, a Indian Railways desenvolveu um ventilador de baixo custo em sua Kapurthala Rail Coach Factory. O dispositivo, chamado Jeevan, chega em um momento em que os serviços de saúde de todo o país lutam contra a falta de equipamentos médicos. No final de abril, o protótipo do produto estava aguardando a liberação do Conselho Indiano de Pesquisa Médica (ICMR) antes de entrar em produção em massa. 22

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"Na luta contra o coronavírus, os engenheiros da Kapurthala Rail Coach Factory desenvolveram um protótipo de um ventilador chamado 'Jeevan', que é extremamente barato. Este ventilador feito com tecnologia local será um grande alívio para nossos companheiros que lutam contra a epidemia de corona. 23 "

Piyush Goyal

Ministro da União para Ferrovias

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Em meio ao número crescente de casos de Covid-19 em março de 2020, o corpo docente do IIT Roorkee tentou identificar maneiras pelas quais eles poderiam contribuir para a luta contra o vírus. Assim, o ventilador Prana-Vayu foi criado. A equipe por trás deste ventilador portátil de baixo custo inclui os professores Akshay Dvivedi e Arup Kumar Das, juntamente com seus alunos de doutorado do IIT Roorkee e a Dra. Debendra Tripathi do AIIMS, Rishikesh. O Prana-Vayu não requer ar comprimido e é adequado para suporte respiratório específico da Covid-19.

O P&D para o ventilador começou durante o bloqueio, quando não havia acesso ao mercado. No entanto, a administração local forneceu permissões de viagem necessárias para acesso ao mercado local. O protótipo da primeira versão do ventilador Prana-Vayu foi revelado em um webinar organizado pela Confederação da Indústria Indiana (CII) em 2 de abril de 2020, onde o Prana-Vayu gerou considerável interesse. A primeira versão dos ventiladores funcionava na operação controlada do motor primário para fornecer a quantidade necessária de ar ao paciente e automatizou o processo para controlar a pressão e as taxas de fluxo nas linhas de inspiração e expiração. O ventilador também tinha feedback que podia controlar o volume corrente e a respiração por minuto. A equipe então projetou e fabricou o ventilador no Laboratório Tinkering, IIT Roorkee, com componentes originais.

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Mais modos de ventilador, recursos de segurança e interface de usuário foram desenvolvidos e incorporados nas versões subsequentes do Prana-Vayu, transformando-o de um ventilador de emergência em um completo. Além disso, um pulmão de teste foi usado para verificar a eficácia do Prana-Vayu. Esses testes foram repetidos muitas vezes e os refinamentos necessários foram incorporados com base na análise. A versão mais recente do Prana-Vayu testada com sucesso para conformidade com o Simulador de Paciente Humano (HPS) na AIIMS, Rishikesh, onde uma equipe independente de médicos realizou testes nos modos individuais para sua funcionalidade em diferentes configurações e condições pulmonares. Diferentes modos do ventilador Prana-Vayu também foram testados em um modelo de pulmão SARS-COVID. Atualmente, o PranaVayu tem monitoramento respiratório em tempo real com interface com fio ou remota e possui 13 modos avançados de ventilação mecânica. Ele pode ser usado para ventilação invasiva e não invasiva. Pode ser desenvolvido como um produto industrial para suporte completo à vida, podendo competir com as versões mais avançadas disponíveis no mercado.

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O Biodesign Innovation Labs está contribuindo para a capacidade de ventilação da Índia por meio do RespirAID, um ventilador de emergência e transporte que pode ser crucial para salvar vidas. É um dispositivo invasivo e de assistência respiratória automatizado que fornece ventilação com pressão positiva intermitente para pacientes com doenças respiratórias e para aqueles que precisam de estabilização imediata com sedação e intubação. É acessível, portátil, fácil de usar e oferece todos os recursos essenciais, como frequência respiratória, volume corrente, relação expiratória inspiratória, pressão de pico e PEEP, além de alarmes.

Em março de 2020, o Biodesign Innovation Labs colaborou com a Remidio Innovative Solutions, um fabricante de equipamentos médicos, para produzir em massa o RespirAID. Remidio recebeu uma licença não exclusiva para fornecer suporte de engenharia e cadeia de suprimentos na fabricação de ventiladores RespirAID. Além da Remidio, também foram assinados acordos com a KRAS e a Cyient permitindo-lhes fabricar RespirAID em regime contratual. Isso ajudou a dimensionar a produção de uma meta inicial de 1.000 a 5.000 dispositivos para 50.000 dispositivos para o mercado indiano e os mercados globais até o final do ano. Para garantir a segurança e o desempenho, todos os equipamentos da Biodesign são testados em laboratório pela Technical Inspection Association (TUV).

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"A Invest India, a Startup India, o Governo da Índia e o Governo de Karnataka forneceram à Biodesign apoio em questões relacionadas à logística e cadeia de suprimentos. O Centro para Plataformas Celulares e Moleculares (CCAMP) e o Parque de Conhecimento IKP, uma ciência e tecnologia que promove a biotecnologia, farmacêutica, dispositivos médicos e energia também ajudaram a Biodesign em suas atividades de divulgação. "

Gautham Pasupalethi

Cofundador e Presidente,
Laboratórios de Inovação Biodesign

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O chefe do projeto Zulqarnain, um aluno do primeiro ano do Centro de Design Industrial no IIT Bombay, estava visitando sua cidade natal na Caxemira quando o bloqueio foi anunciado e o instituto foi fechado. À medida que o número de casos aumentava em todo o mundo, Zulqarnain descobriu que havia apenas 97 ventiladores no Vale da Caxemira. Ele percebeu a necessidade urgente de mais ventiladores que também ajudassem a aliviar as preocupações das pessoas.

Zulqarnain então se juntou a seus amigos da Universidade Islâmica para Ciência e Tecnologia (IUST) e NIT Srinagar. Com a ajuda do Design Innovation Center (DIC) da IUST em Pulwama, a equipe projetou com sucesso um ventilador de baixo custo usando materiais disponíveis localmente. Embora seu objetivo inicial fosse replicar um projeto experimentado e testado, eles logo desenvolveram seu próprio projeto do ventilador conforme o trabalho no ventilador progredia.

Zulqarnain comenta com orgulho: “O protótipo custou à equipe cerca de INR 10.000 e quando formos para a produção em massa, o custo será muito menor. Enquanto os ventiladores de ponta usados em hospitais custam lakhs de rúpias, Ruhdaar fornece as funcionalidades necessárias que podem fornecer suporte respiratório adequado para salvar a vida de um paciente Covid-19 criticamente doente. ” 24

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O Instituto Sree Chitra Tirunal de Ciências Médicas e Tecnologia (SCTIMST) é um instituto de importância nacional vinculado ao Departamento de Ciência e Tecnologia. Associou-se à Wipro 3D em Bengaluru para construir em conjunto um protótipo de um sistema de ventilação de emergência baseado na Unidade de respiração manual artificial (AMBU).

Os ventiladores podem ajudar a atender às necessidades urgentes decorrentes da Covid-19. A bolsa Ambu ou uma máscara de válvula de bolsa (BVM) é um dispositivo portátil usado para fornecer ventilação de pressão positiva a um paciente que não está respirando ou está respirando inadequadamente. No entanto, o uso de uma AMBU regular precisa de um auxílio para suas operações. Uma vez que isso tornaria a ajuda altamente suscetível ao vírus, não é aconselhável. O Ventilador AMBU automatizado de Sree Chitra, desenvolvido com informações do corpo docente clínico, ajudará pacientes críticos, que não têm acesso a ventiladores de UTI, na respiração.

Este dispositivo é portátil e leve e permite ventilação com pressão positiva com taxa de expiração controlada, relação inspiratória e expiratória, volume corrente, entre outros. Uma válvula PEEP também pode ser adicionada como um componente extra para manter a pressão nas vias aéreas inferiores no final do ciclo respiratório, evitando o colapso dos alvéolos durante a expiração. A fonte de gás comprimido também pode ser conectada ao sistema. O dispositivo automático minimizará a necessidade de pessoal de apoio na sala de isolamento, permitindo assim uma operação de proteção pulmonar segura e eficaz para pacientes com Covid-19. 25

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O Conselho de Pesquisa Científica e Industrial (CSIR) e seu laboratório constituinte Laboratórios Aeroespaciais Nacionais (NAL) em Bengaluru desenvolveram, em um tempo recorde de 36 dias, um ventilador não invasivo de pressão positiva de duas vias aéreas (BiPAP) para tratar pacientes Covid-19 . O ventilador, chamado SwasthVayu, é um sistema de controle adaptativo de malha fechada precisa baseado em microcontrolador com um 'coletor e acoplador impresso em 3D' biocompatível integrado. Ele também possui um filtro de ar particulado altamente eficiente (HEPA) que reduz os riscos de propagação do vírus. O ventilador possui recursos como pressão positiva contínua nas vias aéreas (CPAP); modos BiPAP cronometrado e automático com capacidade para conectar um concentrador de oxigênio ou unidade de enriquecimento externamente. O sistema foi certificado quanto à segurança e desempenho pelas agências credenciadas pelo National Accreditation Board for Testing and Calibration Laboratories (NABL). Ele também foi submetido a rigorosos testes biomédicos e testes clínicos beta no Centro de Saúde NAL.

A vantagem desta máquina é a sua simplicidade. Ele pode ser usado sem qualquer enfermagem especializada, é econômico, compacto e configurado principalmente com componentes indígenas. É ideal para tratar pacientes Covid-19 em enfermarias, hospitais provisórios, dispensários e residências também. O CSIR-NAL está em processo de encaminhar o ventilador às autoridades regulatórias para aprovação, o que é esperado em breve. Já foram iniciados diálogos com as principais indústrias públicas e privadas como potenciais parceiros na produção em massa. 26

Parceria com os melhores do mundo

O Jet Propulsion Laboratory (JLP) da NASA, no sul da Califórnia, desenvolveu um ventilador especificamente para pacientes com coronavírus. Os engenheiros do JPL projetaram o ventilador especial, denominado Ventilator Intervention Technology Accessible Locally (VITAL), em pouco mais de um mês e receberam autorização de uso emergencial da Food and Drug Administration (FDA) em 30 de abril de 2020. 27

O VITAL usa um sétimo das peças de um ventilador tradicional, contando com componentes já disponíveis nas cadeias de abastecimento. Este ventilador de alta pressão é uma opção simples e acessível para o tratamento de pacientes críticos de Covid-19 que permite que ventiladores tradicionais sejam usados para aqueles com os sintomas mais graves. O design flexível do ventilador permite que ele seja modificado para uso em hospitais de campanha.

Três empresas indianas foram selecionadas e licenciadas para fabricar os ventiladores coronavírus da NASA. Estes são Alpha Design Technologies Pvt Ltd, Bharat Forge Ltd e Medha Servo Drives Pvt Ltd.

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ENTREVISTA

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Coronel HS Shankar

Presidente e Diretor Executivo,
Alpha Design Technologies Pvt Ltd

1. Parabéns por ser licenciado pela NASA para fabricar seu ventilador VITAL específico para Covid-19. Você poderia nos explicar sua proposta e o processo de obtenção da licença?

É um momento de orgulho para a Alpha Design, uma empresa subsidiária da Adani Defense Systems & Technologies Ltd. (ADTL) na Índia, ser reconhecida pela NASA pelo ventilador específico Covid-19. Podemos garantir que a Alpha Design não deixará pedra sobre pedra para corresponder às expectativas da autoridade de licenciamento, NASA, para entregar o produto com as aprovações necessárias da Food and Drug Administration (FDA) dos EUA e pelo ICMR em Índia. A licença foi concedida à Alpha Design após um processo diligente facilitado pela NASA para selecionar parceiros industriais capazes em tempos sem precedentes prevalecentes. O processo de concessão da licença é o seguinte -

  • Havia dois modelos do produto de ventilação (Ventilador Pneumático e Ventilador Compressor) que foram desenvolvidos em conjunto pelo JPL sob a NASA e a Caltech University.
  • Os parceiros industriais interessados foram solicitados a se registrar na NASA para o programa de ventilação e enviar a proposta.
  • A Alpha Design e seus especialistas tiveram sessões de engajamento com a NASA para conduzi-los através das capacidades da empresa, incluindo sua experiência técnica e operacional.
  • As capacidades da ADTL, juntamente com sua abordagem de empreendedorismo, ajudaram a JPL e a Caltech a selecionar ADTL para ambos os modelos de ventilador, incluindo Ventilador - modelo pneumático e Ventilador - modelo de compressor.

2. A experiência em fabricação da Alpha Design Technology se concentra mais em equipamentos de defesa e relacionados. Como você se preparou para começar a fabricar ventiladores com tamanha especificidade?

O design principal desses ventiladores aproveita os módulos eletromecânicos na forma de conjuntos de placas de circuito impresso (PCB), unidades de exibição, controladores e processamento de sinal, com firmware embutido incluindo solenóides, válvulas, etc. Toda a arquitetura é fechada em um robusto estrutura mecânica e toda a conectividade é através de circuitos ativados eletronicamente. Portanto, isso está alinhado à experiência que a ADTL acumulou nas últimas duas décadas na fabricação de equipamentos eletrônicos de nível militar para as forças armadas.

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A infraestrutura existente na Alpha Design para a fabricação de equipamentos eletrônicos de defesa pode ser perfeitamente implantada para a fabricação de ventiladores de determinadas especificações. As habilidades de mão de obra, capacidades tecnológicas e sistemas de gestão da qualidade que fazem parte dos equipamentos eletrônicos de defesa têm muita semelhança com os ventiladores.


Deve-se observar que a Bharat Electronics Ltd (BEL), que é uma importante organização de fabricação de eletrônicos de defesa na Índia sob o Ministério da Defesa, foi escolhida pela Organização de Pesquisa e Desenvolvimento de Defesa (DRDO) para fabricar ventiladores devido às sinergias com seu sistema e recursos eletrônicos. O mesmo se aplica ao Alpha Design, que tem capacidade para fabricar ventiladores de classe mundial.

3. A mudança para a fabricação de ventiladores desafia suas cadeias de suprimentos existentes? Como você pretende superar esses desafios?


Conforme discutido acima, há um alto grau de alinhamento entre o portfólio atual de produtos e equipamentos da Alpha Design que é necessário para os ventiladores sugeridos. A lista de materiais para os ventiladores se sobrepõe à nossa cadeia de suprimentos, uma vez que a maioria dos subsistemas é construída com conjuntos de PCB usando componentes eletrônicos ativos e passivos que estão disponíveis em todo o mundo através de distribuidores autorizados dos Fabricantes de Equipamentos Originais (OEMs).


Além disso, a VITAL também nos apóia, sugerindo os fornecedores autorizados com base em sua Lista de Produtos de Qualidade (QPL) e, portanto, há semelhanças entre conjuntos eletrônicos usados em ventiladores de design VITAL e conjuntos eletrônicos de equipamentos eletrônicos de defesa.


4. Quais são as metas de produção que a Alpha Design Technology prevê para a fabricação de VITAL e qual é o cronograma previsto?


A Alpha Design está em processo de fabricação de 10 conjuntos, tanto de modelos de ventiladores quanto de protótipos. Cinco conjuntos serão entregues ao FDA, EUA e cinco conjuntos ao ICMR para qualificação e aprovação. Dependendo dos resultados deste exercício e de quaisquer melhorias conforme necessário, ele será levado para a produção industrial. O Alpha também usará a experiência de profissionais médicos para testar e avaliar as unidades antes mesmo de serem oferecidas ao FDA e ao ICMR. Após a aprovação final, a ADTL planeja começar com a fabricação de 500 conjuntos por mês e escalar para atingir 2.000 conjuntos por mês em seis meses.


5. Em sua opinião, o quão importante será o VITAL para enfrentar os desafios impostos pela pandemia Covid-19? Você prevê contribuir com o setor de fabricação de dispositivos médicos assim que a demanda imediata por ventiladores for atendida?


O design do VITAL oferece suporte a pacientes que estão nos estágios iniciais de infecção pela Covid-19 com sintomas como dificuldades respiratórias e àqueles que podem ser tratados sem serem admitidos em uma UTI. Isso ajudará a reduzir a intensidade da doença e a reduzir a pressão sobre a terapia intensiva nos hospitais, necessária para pacientes mais críticos com ventiladores mais avançados.


Esta oportunidade abre caminhos adicionais em tecnologias relacionadas nos campos médico e paramédico, pois ajuda a obter conhecimento dos requisitos de qualificação de um equipamento médico típico a ser aprovado por meio de procedimentos rigorosos adotados por organizações como FDA, ICMR etc.


6. Por que você acha que esta é uma grande conquista para a Índia?


A ADTL é grata ao JPL e à Caltech por reconhecer e nos confiar este produto crítico a ser industrializado em um curto espaço de tempo. É fundamental destacar que esta iniciativa da NASA é um salto gigantesco em direção à humanidade, ao fornecer toda a tecnologia gratuitamente.


Agora está em nossas mãos usar essa tecnologia de forma eficaz e aumentar a eficiência e a qualidade da cadeia de suprimentos que podem ser úteis para a população em geral. Embora a oportunidade de negócios seja enorme com o pedido iminente de exportação de ventiladores para os Estados Unidos e outros países, é mais gratificante desempenhar nosso papel em ajudar o mundo em um momento sem precedentes através desta crise corona. Além disso, a Alpha Design, uma subsidiária da Adani Defense and System Technologies, prevê seu envolvimento com a NASA e órgãos associados como um ponto de partida para industrializar tecnologias de ponta em produtos valiosos para servir a humanidade em geral.

Conclusão  

A história de como a indústria indiana - grandes fabricantes e startups - colaborou rapidamente e deu as mãos a institutos de engenharia e tecnologia de todo o país para aumentar a produção é uma indicação da força manufatureira do país.


O aumento da produção permitiu à Índia fabricar 60.000 ventiladores no país, apesar de um bloqueio de 21 dias e da proibição da importação de ventiladores. As máquinas construídas não só salvavam vidas, mas também tinham preços muito competitivos para garantir que o maior número de pessoas pudesse se beneficiar delas.
O dinamismo descrito nos estudos de caso apresentados neste relatório não apenas representa o zelo empresarial da Índia, mas também define o caminho para o país se tornar um exportador global de ventiladores. Desde que os ventiladores sejam projetados e fabricados em consulta com provedores de saúde sênior e de acordo com as diretrizes do DRDO e do ICMR da Índia, eles poderiam ser aceitos não apenas na Índia, mas também em todo o mundo.


A crise da Covid-19 desencadeou uma onda de design, fabricação e inovação na Índia. Em ventiladores, por exemplo, quase toda uma nova indústria doméstica foi criada nestes tempos de turbulência, mostrando o poder do Make na Índia e garantindo que o sonho do Primeiro Ministro Narendra Modi de um Atma Nirbhar Bharat ou Índia autossuficiente seja realizado.

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