MODELO DE RASTREABILIDADE DE MEDICAMENTOS USANDO RFID E O CONCEITO DE INTERNET DAS COISAS

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1 MODELO DE RASTREABILIDADE DE MEDICAMENTOS USANDO RFID E O CONCEITO DE INTERNET DAS COISAS Vivian Cristina Velloso Metzner (USP) vivian.metzner@gmail.com Carlos Eduardo Cugnasca (USP) carlos.cugnasca@poli.usp.br Desde 2009, o Brasil possui o Sistema Nacional de Controle de Medicamentos, o qual tem como função determinar e implementar um sistema de rastreabilidade nestes produtos. A rastreabilidade de medicamentos ainda não é padronizada, o que resulta em grandes quantidades de medicamentos falsificados, comprometendo a qualidade destes e a segurança do consumidor final. O presente artigo busca propor um modelo de rastreabilidade para estes produtos, usando tecnologias as quais os transformarão em produtos inteligentes, atrelados ao conceito de Internet das Coisas. O modelo considera todo o ciclo de vida do produto, fornecendo informações em tempo real. A proposta permite uma maior segurança também no transporte desses produtos, garantindo que as informações não se percam ao longo do processo e favorecendo uma rápida tomada de decisões no caso da ocorrência de anomalias. As etapas consideradas no modelo são: Unidade Produtiva, o Centro de Distribuição, a Gôndola, Cliente Final e Descarte. Como próximos passos, procurarse-á elaborar um simulador do modelo proposto, validar o mesmo em hospitais, analisar a viabilidade do uso deste no Brasil e mensurar o

2 retorno sobre o investimento que a adoção do modelo traria para as indústrias, buscando-se estimular iniciativas similares no país. Palavras-chave: Rastreabilidade, RFID, IoT, Medicamentos 2

3 1. Introdução O mercado farmacêutico brasileiro teve um crescimento de 9,8% em doses comercializadas no primeiro trimestre de 2015 e de 8,5% nos últimos 12 meses, segundo o IMS Health - empresa de consultoria internacional de marketing farmacêutico (ODIARIO.COM, 2015). Apesar do crescimento nos últimos anos, o setor apresenta um problema latente: a falsificação de medicamentos. A ANVISA (Agência Nacional de Vigilância Sanitária) apreendeu 850 mil unidades de medicamentos falsificados em 2011, um aumento de 12 vezes em relação aos três anos anteriores (VALOR ECONÔMICO, 2013). Visando padronizar o sistema de identificação de medicamentos no país e diminuir o número de medicamentos falsificados, foi criado o Sistema Nacional de Controle de Medicamentos em 2009, o qual tem realizado estudos e propostas para a rastreabilidade de medicamentos no Brasil (NOGUEIRA, NETO, 2011). O conceito de rastreabilidade consiste em um sistema no qual é possível resgatar todas as etapas que o produto passou durante a cadeia de suprimentos, desde o fornecimento de matérias-primas até o cliente final, e além disso, considerar a logística reversa do produto, ou seja, o seu descarte, tendo pleno conhecimento de todo o ciclo de vida do produto. Para que haja o rastreamento e que se mantenha a qualidade dos produtos, faz-se necessário o uso de tecnologias como: códigos de barras, QR Codes (do inglês, Quick Response Codes) e identificação por radiofrequência (RFID, do inglês Radio Frequency Identification). Produtos identificados com RFID, nos quais se incorporam outras tecnologias como as Redes de Sensores sem Fio (RSSF) e o Sistema de Posicionamento Global (GPS), podem gerar informações sobre cada etapa do seu ciclo de vida, garantindo que tais informações sejam armazenadas, consequentemente, preservando a sua rastreabilidade. Dessa forma, pode-se dizer que produtos que fazem uso das tecnologias citadas, que possibilitam a sua identificação única, podem se comunicar com o ambiente no qual estão inseridos, adotam um protocolo de comunicação que possibilita informar suas características, condições de produção, etc, contribuindo na tomada de decisões sobre o seu próprio destino, 3

4 sendo chamados de Produtos Inteligentes (do inglês, Smart Products) (MEYER et al, 2009). A diversidade de tecnologias e, consequentemente, o surgimento dos Produtos Inteligentes, os quais podem interagir entre si, tem como base o conceito de Internet das Coisas (do inglês, IoT - Internet of Things), o qual se beneficia da integração das informações, da identidade eletrônica dos objetos e sua capacidade sensorial que identificam mudanças ao seu redor. Esse conceito proporciona interação entre os sistemas, visando um objetivo em comum (ATZORI, 2010). A conectividade entre os objetos trará maior agilidade aos processos e sua automatização, melhorando a gestão de inventário, além de aproximar a indústria do consumidor final. Através de revisão bibliográfica, pretende-se descrever neste artigo os modelos de rastreabilidade já existentes para produtos em geral, a atual situação de rastreabilidade dos medicamentos no Brasil e propor um modelo de rastreabilidade para o mercado brasileiro que permita acesso as informações sobre o medicamento em tempo real, mitigando a ocorrência de falhas durante a cadeia de suprimentos, garantindo a qualidade ao consumidor e melhorando o acompanhamento do ciclo de vida do produto, através da viabilização da logística reversa. 2. A rastreabilidade e seus modelos Visando mitigar possíveis falhas e melhorar o gerenciamento dos produtos em todo o seu ciclo de vida, faz-se necessário o uso de rastreabilidade. Wilson e Clarke (1998), sugeriram um modelo de rastreabilidade baseado em um banco de dados na Internet, o qual seria compartilhado por todos os elos do processo, realizando a verificação por meio de um código de barras, o qual poderia ser verificado via um Website. Outro modelo que visa a rastreabilidade de bens de consumo na cadeia de suprimentos é o projeto Farm to Fork (FARM TO FORK, 2015), o qual tem como objetivo usar a tecnologia RFID em conjunto com outras tecnologias para melhorar o retorno sobre o investimento de pequenas e médias empresas da União Europeia por meio da rastreabilidade de todo o processo de produção de um produto até chegar ao consumidor final. 4

5 Com a inclusão desse modelo, visa-se aumentar a qualidade dos produtos, reduzir o desperdício e a energia utilizada para refrigeração, entre outras melhorias. No caso da rastreabilidade de carnes, por exemplo, o RFID em conjunto com o RSSF garante a qualidade dos produtos através do monitoramento da temperatura durante toda cadeia, além de poder registrar por meio do GPS o roteiro do produto, melhorando o processo de roteirização e o nível de serviço da entrega (Figura 1). Nesse modelo, o consumidor tem a possibilidade de interagir com o código de barras ou QR Code do produto, verificando, por exemplo, informações como procedência e condições nas quais foi mantido, atestando a qualidade do que está consumindo. Figura 1 - Projeto Farm to Fork: Rastreabilidade de Carne Fonte: Farm To Fork (2015) Porém a rastreabilidade não é um conceito que visa apenas garantir que o produto chegue ao cliente final com qualidade. Ela também pode promover a melhoria na qualidade dos produtos por meio da captação de suas informações conforme o uso do cliente, ou até mesmo quando ele retorna para a fábrica na qual foi produzido, a chamada logística reversa. 5

6 Alguns projetos já visam rastrear todo o ciclo de vida do produto, ou seja, desde a sua concepção até o seu descarte. Esse é o caso do projeto PROMISE (Figura 2), o qual define em sua arquitetura a possibilidade de obter informações em qualquer parte do ciclo de vida do produto, propondo uma forma universal para armazenar e analisar essas informações (KIRITISIS, 2011). Esse projeto propõe a coleta de informações de produtos inteligentes, inclusive durante o seu uso. PROMISE baseia-se na gestão do ciclo de vida fechado do produto, sem perda de suas informações, desde a sua produção, uso pelo cliente, até o seu descarte. Figura 2 - Ciclo de vida fechado no qual se baseia o projeto PROMISE Fonte: Kiritisis (2011) No caso de medicamentos, a rastreabilidade passou a chamar a atenção nos últimos anos. Em 2006, a European Federation of Medical Informatics (EFMI) lançou um grupo de trabalho totalmente dedicado aos estudos de rastreabilidade na saúde (LOVIS, 2008). A padronização de sistemas de rastreabilidade na indústria de medicamentos é algo custoso e que leva vários anos para ser cumprida, sendo realizada em duas circunstâncias: voluntariamente, quando há necessidade de se ter um diferencial competitivo, e obrigatoriamente, quando há uma imposição do governo (MACHADO, 2000). 6

7 Um exemplo de imposição do governo é o estado da Califórnia, nos Estados Unidos, que estabeleceu que até o fim de 2015 todas as indústrias de medicamentos devem rastrear os medicamentos que serão vendidos até o consumidor final. A forma de identificação possuirá informações como: número de lote, nome e validade, podendo ser verificado eletronicamente em um sistema em todos os pontos de comercialização (PAES, 2009). Um sistema ideal de rastreabilidade, segundo Yugue (2001), deveria apresentar baixo custo e adotar uma infraestrutura padronizada de comunicação, na qual seria possível rastrear a história do medicamento em qualquer etapa do processo por meio da Web. Para que seja possível esse tipo de interação, deve-se utilizar tecnologias de captura, armazenagem e distribuição de informações entre si. Posteriormente serão discutidas algumas dessas tecnologias e o conceito que permite a sua interação. 3. Tecnologias rastreáveis e a internet das coisas Uma das mais antigas tecnologias de propagação de informação de identificação de produtos, os códigos de barras, consiste em informações codificadas em uma dimensão, com intervalos de alternância de refletividade difusa (cores preto e branco), representados por retângulos que não carregam informações detalhadas de um produto, mas facilitam o processo de inserção da sua identificação por meio de leitores especiais, sem a necessidade de digitação (PAVLIDIS, SWARTS e WANG, 1990). Com a evolução do código de barras unidimensional, surgiram os códigos de barra 2D ou QR Codes, desenvolvidos no Japão em 1994, e que vem sendo usados para várias aplicações de logística, manufatura e aplicações em venda. Cada símbolo do código consiste em uma região de codificação e uma série de funções padronizadas, contribuindo para a localização, tamanho e inclinação do código em relação ao leitor (LIU, YANG, LIU, 2008). Outra tecnologia que vem contribuindo para a melhoria dos processos logísticos são as tags de RFID, as quais são etiquetas com chips que contém informações sobre determinado produto, podendo ser automaticamente lidas e os dados lançados em um sistema de 7

8 computador quando estiverem próximas a uma antena e um leitor (SILVA et al., 2013). O registro de processos, em conjunto com um sistema de informações que viabilize o acesso a informações de todas as etapas da cadeia, permite a elaboração de sistemas eficientes de rastreabilidade do produto, contribuindo para que a utilização da etiqueta apresente um menor número de mudanças no processo em que é inserida (KELEPOURIS et al., 2007). Uma das aplicações da tecnologia de RFID são as chamadas Gôndolas Inteligentes (do inglês, Smart Shelves), as quais são compostas por software e hardware específicos, que visam ter os produtos corretos, na quantidade correta, sem a necessidade de sistemas intermediários. Esse sistema permite gerenciar vários agentes de suprimento ao mesmo tempo, visualizando a demanda com quase nenhuma interferência humana (SILVA, SILVA, VILLAR, 2011). Cada gôndola consegue gerenciar automaticamente a cadeia de suprimentos na qual se encontra inserida, seguindo o conceito da IoT, fazendo uso de sensores, identificação (RFID) e meios de comunicação, como a telefonia celular (ATZORI,2010). A IoT pode trazer facilidades nas tomadas de decisão, podendo garantir quais modificações de posição e estado que um dado produto sofreu, podendo rastreá-lo de modo que monitorar a sua qualidade até o final da cadeia, facilitar retirada de lotes com problemas, além de poder auxiliar no processo de descarte dos produtos, contribuindo para todo o seu ciclo de vida. 4. O setor de medicamentos no brasil No Brasil, o setor de medicamentos representava em % do PIB, contribuindo com 75 mil empregos diretos e 500 mil indiretos, gerando 18 bilhões de receita para o custeio e investimento da administração pública (ABCFARMA, 2014). A cadeia de suprimentos de medicamentos no Brasil contempla desde a pesquisa, os fornecedores de matérias-primas, laboratórios, transportadores, até o cliente final, conforme é exemplificado pela Figura 3 (MOORI et al., 2005). Figura 3 - Exemplificação da Cadeia de Suprimentos de Medicamentos 8

9 Fonte: Moori et al. (2005) Em 2009, foi proposto o código bidimensional DataMatrix como tecnologia padrão de rastreabilidade de medicamentos no Brasil. Todas as informações serão reunidas no IUM (Identificador Único de Medicamento), de cada medicamento comercializado e impresso em etiquetas de segurança. Todas as etapas devem ser registradas e disponíveis para ANVISA, segundo a proposta de resolução do mesmo órgão (ANVISA, 2013). Vale salientar que até o presente ano, as indústrias não se adequaram a esse padrão. 5. Metodologia O presente trabalho é considerado um estudo exploratório, segundo Cooper e Schindler (2001), pois por meio do estudo dos modelos já existentes, propõe um novo modelo, visando melhorar o processo já existente e identificar possibilidades de pesquisas futuras. Realizou-se um levantamento do uso da tecnologia RFID em diferentes produtos, utilizandose como materiais artigos publicados em periódicos científicos e eventos internacionais de grande importância. Em seguida, fez-se um estudo dos métodos e tecnologias de rastreabilidade de medicamentos utilizados no Brasil e no mundo, e sua efetividade com 9

10 relação aos seguintes requisitos: garantia da informação ao longo do seu ciclo de vida, diminuição da falsificação de medicamentos, rastreabilidade do lote de maneira rápida, qualidade com que chega ao cliente final e informações disponíveis sobre o medicamento para o mesmo. Por fim, elaborou-se um modelo de rastreabilidade, com base no modelo proposto por Silva, Silva e Villar (2011), considerando medicamentos como produto inteligente. A proposta considera a cadeia de suprimentos de medicamentos de uma forma concisa, visando expandila conforme a aceitação do modelo. 6. Modelo de rastreabilidade de medicamentos A inserção de uma etiqueta de RFID em medicamentos, transformando-o em um produto identificável, aliada a um modelo que considere o conceito de IoT, pode trazer para os modelos de rastreabilidade de medicamentos informações em tempo real e durante todo o ciclo de vida do produto, contribuindo para a minimização de possíveis problemas como: medicamentos falsificados, degradação de produtos por questões de transporte e armazenamento, identificação de lotes com problemas, o que possibilita uma rápida tomada de ação caso haja necessidade de se recolher algum lote de medicamentos para a indústria. Considerando as tecnologias e os conceitos anteriores, foi elaborado um modelo de rastreabilidade de medicamentos de alto valor agregado. A escolha dessa categoria de produtos é devido ao retorno mais rápido do investimento que a indústria farmacêutica deverá fazer para implantar a rastreabilidade. Considerando que uma parte importante dos remédios de alto valor agregado é destinada ao tratamento de câncer, Aids e outras doenças que exigem medicação continua, isso restringe ainda mais a cadeia e requer que ela seja eficiente. Na Figura 4 tem-se o modelo simplificado do ciclo de vida do produto, o qual será considerado como base no processo, ilustrado em 5 etapas: Unidade Produtiva, Centro de Distribuição, Gôndola, Cliente Final e Descarte. 10

11 Figura 4 - Modelo simplificado do ciclo de vida de medicamentos Fonte: Autores (2015) Considerou-se a tecnologia de rastreabilidade em todas as etapas, transmitindo dados para o sistema, comunicando via web, e a tecnologia utilizada para monitorar o ambiente. Em todas as etapas as informações são enviadas para a nuvem, a qual representa um sistema online de banco de dados, que pode interagir com as diferentes etapas (Figura 5). A Etapa 1 consiste na fabricação do medicamento, na qual é fixada a etiqueta RFID na embalagem em que o medicamento é acondicionado, e algumas informações já são gravadas nessa etiqueta, como: número de identificação, fornecedor da matéria-prima, data em que o remédio foi fabricado, lote a que pertence, pessoas que foram responsáveis por esse processo, entre outras possíveis informações. Antes de embarcar para o Centro de Distribuição, a etiqueta RFID do medicamento é associada a outra etiqueta RFID que estará na caixa contendo todos os medicamentos requisitados, possibilitando o seu rastreamento. A informação contida na etiqueta RFID permanecerá guardada em um banco de dados, o qual conterá as informações de todos os medicamentos dessa indústria, visando a integração desse banco de dados com o órgão do governo responsável, a ANVISA. Figura 5 - Modelo de rastreabilidade proposto para medicamentos detalhado 11

12 Fonte: Autores (2015) No Centro de Distribuição, Etapa 2, o remédio é despachado para hospitais e farmácias, passando por uma esteira com uma antena e um leitor de etiquetas RFID, para que a sua localização e possíveis informações nessa etapa sejam armazenadas no banco de dados (seu destino, caminhão, horário de embarque, entre outras possíveis informações repassadas). Com a tecnologia de comunicação de dados por meio da telefonia celular GPRS (Serviço de Rádio de Pacote Geral, do inglês General Packet Radio Service), nessa etapa o caminhão se comunica com o banco de dados, e dessa forma os remédios são monitorados durante o trajeto realizado pelo caminhão, podendo identificar o roubo ou desvio da carga, viabilizando uma ação rápida caso esse lote seja extraviado. Caso haja necessidade, o caminhão pode contar com um sistema de monitoramento das condições de transporte, como a temperatura do interior do caminhão, cujo valor será transmitido para a nuvem, podendo dessa forma garantir a qualidade do medicamento a ser entregue. A Etapa 3 diz respeito à colocação do medicamento nas gôndolas. Trata-se de uma gôndola inteligente, na qual todos os medicamentos ali armazenados são monitorados, ou seja, ela possui um software integrado, o qual determina: quantos medicamentos estão ali armazenados, sua temperatura, quantos foram retirados, sendo possível contabilizar quantos medicamentos foram descartados (logística reversa- a qual tem como foco os produtos que retornam as empresas). Essas informações serão repassadas para nuvem, contribuindo para o planejamento logístico da indústria de medicamentos. O cliente final, Etapa 4, pode interagir com esse medicamento, caso possua um aparelho celular com um aplicativo específico e com NFC (Near Field Communication), dessa forma ele terá acesso às informações sobre todos os processos nos quais o medicamento passou. 12

13 Além disso, pode-se realizar um monitoramento de ingestão das doses por meio desse aplicativo, podendo registrar eventuais efeitos colaterais e alertando a indústria quando o medicamento está acabando. Ao término do medicamento, a embalagem vazia pode ser depositada na mesma gôndola de retirada, fechando o ciclo de vida do produto e viabilizando a logística reversa. Como próximos passos, serão realizadas simulações do fluxo proposto em softwares como o ARENA (2015) e Rifidi (2015) e pesquisas de campo, visando validar os resultados obtidos, estimar custos, tempos e frequência de erros ao longo da cadeia, buscando a elaboração de um modelo aplicável ao mercado brasileiro. 7. Considerações finais No setor de medicamentos, a rastreabilidade garante a qualidade do produto, a segurança ao consumidor e a possibilidade de se realizar a logística reversa, garantindo um total mapeamento do ciclo de vida dos medicamentos. Para ser implementada, essa mudança no modelo tradicional não deve ser brusca e as etapas devem ser respeitadas. O uso das tecnologias citadas no modelo proposto garante o rastreamento do medicamento até o seu destino final, bem como a sua qualidade, diminuindo, dessa forma, o número de casos de remédios falsificados e contribuindo para uma rápida resposta, caso haja necessidade de se tirar um medicamento de circulação por algum motivo. Da mesma forma, contribui para a logística reversa desses produtos, garantindo a sustentabilidade do processo. O modelo proposto faz uso da tecnologia RFID, transformando o medicamento em um produto unicamente identificável, que em conjunto com outras tecnologias pode tornar o produto inteligente, o qual interage com o ambiente no qual está inserido, possibilitando a inclusão e o acesso aos dados em tempo real, por qualquer usuário. REFERÊNCIAS ABCFARMA- Associação Brasileira do Comércio Farmacêutico. Indústria, Crescimento Consistente. 13

14 Disponível em: < Acesso em 04 mai ANVISA. Rastreamento de Medicamentos- Proposta de Resolução- 40ª Reunião ordinária.do Conselho Consultivo Anvisa. Disponível em: < AB&url=http%3A%2F%2Fportal.anvisa.gov.br%2Fwps%2Fwcm%2Fconnect%2Fd bbfa950f9dc 5a12ff52%2FCCA_40_RO_Rastreabilidade_de_Medicamentos.ppt%3FMOD%3DAJPERES&ei=HyS- 6nsOergsASy34H4Aw&usg=AFQjCNF8sMAYywQdRYzkrWBiNwy_xAuIYg&sig2=EG0-7E8KnrC1kTKVYsMQPA&bvm=bv ,d.cWc>. Acesso em 03 mai ARENA SIMULATION SOFTWARE. Disponível em: < Acesso em 04 mai ATZORI, Luigi, IERA, Antonio e MORABITO, Giacomo. The Internet of Things: a Survey. In Computer Networks, v.54, pages , COOPER, Donald R. e SCHINDLER, Pamela S. Métodos de Pesquisa em Administração (7ªed.). Bookman, Porto Alegre, Brasil, EFMI-European Federation for Medical Informatics. EFMI WG Trace Trace ability of Supply Chains (2009) Disponível em: < Acesso em 04 mai KELEPOURIS, Thomas, PRAMATARI, Katerina e DOUKIDIS, Georgios. RFID-enabled traceability in the food supply chain. Industrial Management & Data Systems, v. 107, n. 2, p , LIU, Yue, YANG, Ju e LIU, Mingjun. Recognition of QR Code with Mobile Phones. Chinese Control and Decision Conference (CCDC), pp , LOVIS, Christian. Traceability in Healthcare: Crossing Boundaries. IMIA Yearbook of Medical Informatics, p , MACHADO, Rosa T. M. Rastreabilidade, Tecnologia da Informação e Coordenação de Sistemas Agroindustriais, 224f. Tese (Doutorado em Administração) Faculdade de Economia Administração e 14

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