Vauhdin tehostaminen - rokotteiden kehittäminen ja tuotanto

Digitaalinen kaksoset: todellinen ja digitaalinen maailma suljetussa silmu

kassa Tarjoamme innovatiivisen valikoiman Digital Enterprise ratkaisut — se kattaa tuotesuunnittelun, joka on tässä rokotteen kehittäminen ja vaikuttavan aineen valmistaminen, jota muuten kutsutaan ensisijaiseksi jalostukseksi, ja itse lääkkeen valmistaminen tai toissijainen käsittely. Teimme yhteistyössä GSK:n ja ATOSin kanssa innovatiivisen konseptin nimeltä digital twin, joka yhdistää todellisen ja digitaalisen maailman suljetussa silmukassa.

GSK keskittyy adjuvanttitekniikoihin

Ensimmäisenä sovelluksena digitaalisen kaksosen testaamiseen GSK, Siemens ja ATOS ovat kehittäneet konseptitodistuksen digitaalisen kaksosen erityisesti adjuvanttiteknologioiden kehittämiseen ja valmistukseen. Adjuvantit ovat rokotteen lisäaineita, jotka lisäävät immuunivastetta. Tällä voi olla olennainen rooli suojellessaan ihmisiä, joilla on heikompi immuunijärjestelmä, kuten vanhempia aikuisia ja immuunimasentuneita ihmisiä. Adjuvantit auttavat myös vähentämään jokaiselle rokoteannokselle tarvittavan antigeenin määrää, mikä mahdollistaa enemmän rokoteannoksia, kun kysyntä on suuri.

Vahva ohjelmisto haastavaan tehtävään

Simulaatiota varten adjuvanttien hiukkasten ”musta laatikko” oli ensin dekoodattava. Mekaanisten mallien ja tekoälyn (AI) avulla kumppanit kehittivät hybridimallin prosessin simuloimiseksi ja seuraamiseksi. Sellaisenaan digitaalinen kaksos yhdistää prosessiparametrit adjuvantin laatuun. Anturit ja prosessianalyyttinen tekniikka (PAT) tarjoavat tietoa, joka ruokkii kaksosta tuotteen laadun ennustamiseksi. Mahdolliset poikkeamat optimaalisesta laadusta odotetaan, ja kaksoset vaikuttavat prosessiparametreihin korjaamaan ja täyttämään tavoitevaatimukset. Tässä tulee esiin erilaisia ohjelmistoratkaisuja:

• PAT tarjoaa Simatic SIPAT, joka varmistaa rajoittamattoman tiedon läpinäkyvyyden tuotekehityksestä alkaen ja syöttää korreloidut tiedot takaisin prosessiin.
• Täysin integroitu automaatioportaali (TIA Portal) integroi laitteistot, ohjelmistot ja palvelut, mikä helpottaa täydellistä pääsyä koko digitaaliseen automaatiojärjestelmään ja muodostaa perustan toteutuksessa käytetylle suunnitteluprosessille.
Prosessimall
• innuksessa ja visualisoinnissa käytettiin simulaatio-ohjelmistoa. Prosessia tukee myös koneoppiminen.

Simulaatio: laskennallinen virtausdynamiikka (CFD)

Aikakerroin oli kuitenkin erityinen haaste adjuvanttisimulaatiolle. Koska adjuvanttien hiukkassimulointi on erittäin laskentavaltaista, laskentaprosessi voi kestää useita tunteja. Se on ongelma reaaliaikaisessa vuorovaikutuksessa digitaalisen kaksosen ja todellisen maailman välillä.

Siksi projektikumppanit poimivat tässä kuvatun prosessin ja simuloivat sitä laskennallisen virtausdynamiikan (CFD) avulla. Tämä antoi heille mahdollisuuden luoda ja tallentaa simulaatiotiedostoja kaikenlaisiin tapauksiin etukäteen. Yhdessä tilastollisen koesuunnittelun (DoE) ja koneoppimisen tietojen kanssa tämä antaa heille mahdollisuuden ennustaa adjuvanttien hiukkaset, jotka syntyvät jokaisen kriittisten parametrien muutoksen yhteydessä. Tämän seurauksena malli on reaaliaikainen.

Digitalisaatio: nopeampi vauhti uusien rokotteiden kehittämiselle ja valmist

Digitaalisten kaksosten avulla on nyt mahdollista kerätä tietoa, jotta voidaan ymmärtää tarkalleen mitä rokotteiden tuotannon aikana tapahtuu reaaliajassa, mikä mahdollistaa toiminnan optimoinnin. Se mahdollistaa monimutkaisten prosessien seurannan lisäksi myös ennustaa, miten muutokset vaikuttavat niihin.

Lyhyesti sanottuna siirtyminen digitalisaatioon auttaa nopeuttamaan asioita GSK:ssa. Seuraavassa vaiheessa GSK haluaa työskennellä kanssamme tukeakseen näkemystään uusien digitaalisten kaksosten perustamisesta ja käyttöönotosta koko uusien rokotteiden kehittämisprosessissa. Siten tuotteen, tuotannon ja suorituskyvyn digitaaliset kaksoset yhdistetään toisiinsa.

Toukokuu 2021