Skip to main content
Seda lehte kuvatakse automaatse tõlke abil. Vaata hoopis inglise keeles?
Niels Vandervoort firmalt J&J Innovative Medicine ja Nicolas Catrysse Siemensist

Digital Process Twin vähendab J&J tootmisaega ja kulusid

Kui olete farmaatsiatööstuses, võib lühike turustamisaeg päästa elusid. Sellepärast kasutab J&J Innovative Medicine tootmise tõhusamaks muutmiseks Siemensi Digital Process Twin'i.

J&J Digital Twin: Innovatsiooni kiirendamine

Uute toodete turule jõudmine võimalikult kiiresti — kell J&J uuenduslik meditsiin Belgias — see ei ole pelgalt majanduse küsimus; sageli on see elu ja surma küsimus. Tootmisprotsesside optimeerimiseks käivitas ettevõte pilootprojekti, kasutades Siemensi Digital Process Twini. "Tulemused olid muljetavaldavad," ütleb J&J Innovative Medicine'i katsetehase andmete ja süsteemide vanemjuht Niels Vandervoort. "Pilootprojekt aitas meil oluliselt kärpida töötlemisaegu, keemiatoodete tarbimist ja kulusid."

Toiduvalmistamine farmaatsiatoodetega

Kuidas J&J Innovative Medicine'is ravim tekib? Labor töötab välja järkjärgulise keemilise plaani (protsessi) uue toimeaine valmistamiseks. Kui laborifaas on tehtud, kiirendatakse valmistamist mitmes etapis alatesüks liiter kuni kümneid tuhandeid liitreid kaubandusliku tootmise korral. Arendus toimub kahes Belgia rajatises: Chemical Development Mini Plant (CDMP, Beerse) ja Chemical Development Pilot Plant (CDPP, Geel).

"Keemiatoodete valmistamine on natuke nagu toiduvalmistamine," selgitab Niels. "Segate koostisained reaktsioonianumas ja välja tuleb midagi uut. Toiduvalmistamise protsessis peate keskenduma palju olulistele parameetritele, nagu temperatuur, rõhk ja segamiskiirus, et saaksite alati ohutult ja usaldusväärse kvaliteediga õigeid tooteid. Me jälgime neid parameetreid.pidevalt.”

J&J-s püüame oma tootmisprotsesside keskkonnamõju minimeerida. Seetõttu lõime pilootprojekti Siemensi Digital Process Twiniga.
Niels Vandervoort, Tehase andmete ja süsteemide pilootjuht, J&J uuenduslik meditsiin

Lahustumisest kristalliseerumiseni

"Reaktori anum sisaldab lahustit, milles keemiatooted lahustatakse õigetes tingimustes, et omavahel parimal viisil reageerida. Seejärel tuleb värskelt moodustunud keemiatooted anumast välja tuua, et valmistada lõplik ravim," räägib Niels. "Selleks on oluline vältida uute keemiatoodete lahustumist ning panna need hoopis uuesti tahkuma või kristalliseeruma.lahustuv lahusti asendatakse kristalliseeriva lahustiga: : lahusti lüliti. Lülitamine toimub sageli destilleerimise või keetmise teel. Tuhandeliitrise paagi puhul võib see palju aega ära süüa. Näiteks kui süntees võtab kokku 80 tundi, võib ainuüksi lahusti lüliti kasutada kuni 20 tundi.

„Kui optimeerime lahusti lülitit, siis me säästa palju aega ja suurendab tõhusust kõikjal. Iga ettevõte soovib toota nii tõhusalt kui võimalik, kuid asjad muutuvad veelgi kiireloomulisemaks, kui tegemist on inimeluga. Optimeeritud lüliti aitab meil kasutada ka vähem keemiatooteid. Mis on oluline, sest J&J-s püüame minimeerida oma tootmisprotsesside keskkonnamõju. Sellepärast käivitasime Siemensi Digital Process Twin pilootprojekti — esialgu optimeerides ühe lahustiga lülitit, mille lõppeesmärk on optimeerida kõiki lülitid.”

Mudel teeb pidevalt prognoose, mida seejärel võrdleb tegelike andmetega. See võimaldab meil protsessi pidevalt täiustada.
Nicolas Catrysse, BD Digitaliseerimislahendused, Siemens

Virtuaalne lahusti lüliti

„Kõigepealt lõime protsessi mudeligPROMS FormulatedProducts, , täiustatud protsesside modelleerimise platvorm. See on revolutsiooniline tarkvara, mis võimaldab meil koguda mehaanilisi teadmisi – kuidas peaksite eeldama, et selline reaktsioon (bio)teaduslikul alusel kulgeb. Seega on protsessimudel tegelikult tootmisprotsessi virtuaalne koopia ja see on Digital Twini üks põhikomponente. Mis tähendab, et sellel tasemel erineb meie lähenemisviis rohkem andmetele keskendunud mudelist. See annab meile palju eeliseid – võimaldab teostada suuremahulisi optimeerimisi, vajame tohutult vähem andmeid (viis korda) ja me saame muudatused kiiremini kasutusele võtta, vaid neid on lihtsam ka hooldada,“ selgitab Nicolas Catrysse, Siemensi äriarenduse digitaliseerimislahenduste osakonnast.

"Pärast mudeli koostamist kalibreerisime selle protsessist tuletatud andmetega, mis tähendab tegelikku elu. Nende andmete põhjal koostasime digitaalse rakendusevõi gDAP. See protseduur toimub avatud ahelas. Seejärel vaatasime, kuidas mudel reageeris protsessijuhtimissüsteemi sisendile, ja lõpetasime suletud ahelaga. gDAP teeb pidevalt ennustusi teel, mida ta seejärel võrreldakse tegelike andmetega. See võimaldab meil protsessi pidevalt täiustada.”

„Ma võrdlen seda sageli GPS-iga,” lisab Niels. „Me reisime teatud lahustite koostisest - asukohast A, teise koostisse - asukohta B. Mudel juhendab meid A-st B-ni reaalajas lühimat või kiiremat või ökoloogilisemat teed pidi. See annab välja ideaalse marsruudi ja optimeerib seda vastavalt tegelikele tingimustele – kas on ümbersõit või õnnetus?”

Kogukulud vähenesid 35% võrra

Pilootprojekti tulemused olid muljetavaldavad. Digital Process Twin võimaldas vähendada lahusti tarbimist 30%.Vahetusaega lühendati 35% ja nii ka kogumaksumus. „Tulemused ületasid meie ootusi,” selgitab Niels.

"Tõhusus pole mitte ainult majanduslikult kasulik, vaid ka jõulisem. Täna oleme laiendanud pilootprojekti veel neljale lahustilülitile, kus loodame saada sarnaseid tulemusi, sest need säästud ei piirdu ainult selle konkreetse kasutusjuhtumiga."

"Lisaks on uute protsesside seadistamisel ka olulisi eeliseid. Olemasolevate lahustilülitite optimeerimine on iseenesest väga tulus. Ja kui suudame mudelit rakendada enne tootmise laiendamist – see tähendab laboris –, säästame veelgi rohkem aega ja ressursse.Lõppude lõpuks on laboris katsetamine palju odavam kui katsetamine tööstuslikus mastaabis. Nii et nüüd uurime, kuidas saaksime laboriandmeid kasutada mudelite loomiseks, mida saaksime hiljem suuremahulise tootmise jaoks rakendada.”

Testi läbiviimine säästis meil palju aega ja ressursse.
Niels Vandervoort, Tehase andmete ja süsteemide pilootjuht, Johnson & Johnson uuenduslik meditsiin

Rakendage mudeleid GMP keskkonnas

Nende mudelite kasutamine hea tootmistava (GMP) keskkonnas esitlebmärkimisväärseid väljakutseid. Kõik peab vastama USA Toidu- ja Ravimiameti (FDA) ja Euroopa Euroopa Ravimiameti (EMA) GMP standarditele. See tähendab kontrolljälgede, versioonide loomise, andmete terviklikkuse, turvalisuse ja palju muuga tegelemist. Nicolas: "Kui rakendame mudeleid kommertstootmise mastaabis, katame kõik lisanõuded meie SIPAT-i tarkvaraplatvormi kaudu. Seda saame teha tänu oma teadmistele protsessianalüütilisest tehnoloogiast (PAT). Lisaks on SIPATil võimalus toimidakeskne PAT kvaliteediandmete haldussüsteem, nii laboris, katsetehases kui ka kommertsmastaabis. See süsteem muudab need mudelid praktiliseks, tõhusaks ja kiireks ning annab suurepäraseid tulemusi.”

Mudelite lai kättesaadavus

"Just hiljuti kasutasime Digital Process Twini ka uue protsessi arendamiseks, mis hõlmas külmkuivatamist. See oli reaktsioon, mille tõttu temperatuur reaktsioonianumas tõusis, kuid temperatuur tuli hoida ka teatud väärtusest madalamal, vastasel juhul reaktsioon ebaõnnestub. Protsess toimis laboris, kuid tööstuslikule mastaabile laienemine muudab selle parameetrid virtuaalseks. Sel juhul peaksime seadistama õige konfiguratsiooni ja katsetada, kuni parameetrid on õiged. näitas, et protsess lihtsalt ei tööta sellises mahus.Nii et see säästis meile palju aega ja ressursse.”

Virtuaalne kuni laborist apteegini

Digital Process Twins on farmaatsiasektori jaoks väga paljutõotavad, järeldab Niels. “See on alles algus. Selgelt on palju võimalusi Toota palju tõhusamalt ja keskkonnale vähem mõjutades. Selle tehnoloogia abil suudame tulevikus ka palju kiiremini uusi protsesse arendada ning Siemensiga on meil selleks ideaalne partner – tänu nende tarkvaraalaste teadmiste, meie valdkonna teadmiste ja farmaatsia- ja muude sektorite protsesside kogemusele.

Lõpuks saame kasutada virtuaalseid mudeleid alates arendusetapist kuni kommertstootmiseni. Aeg, mis meid päästab, päästab ka palju elusid.“

Two smiling technicians in a modern industrial facility

Võtke ühendust meie ekspertidega

Would you like to improve your own production with Digital Process Twin? Just contact us, and we'll work out a customized solution together.

Võta meiega ühendust