A ütem növelése - vakcinafejlesztés és -gyártás

Digitális iker: a valós és a digitális világ zárt hurkban

A digitális vállalati megoldások innovatív portfólióját kínáljuk, amely magában foglalja a terméktervezést, amely a vakcina fejlesztését és a hatóanyag előállítását, más néven elsődleges feldolgozást, valamint maga a gyógyszer gyártását vagy a másodlagos feldolgozást jelenti. Együttműködtünk a GSK-vel és az ATOS-szal egy innovatív, digital twin ikernek nevezett koncepció kidolgozásában, amely zárt körben ötvözi a valós és a digitális világot.

Összpontosítson a GSK-nél az adjuváns technológiákra

A digital twin tesztelésére szolgáló első alkalmazásként a GSK, a Siemens és az ATOS kifejlesztett egy koncepcióbizonyító digital twin ikert, amely kifejezetten adjuváns technológiák fejlesztésére és gyártására szolgál. Az adjuvánsok olyan vakcina-adalékanyagok, amelyek fokozzák az immunválaszt. Ez alapvető szerepet játszhat a gyengébb immunrendszerrel rendelkező emberek, például az idősebb felnőttek és az immundepressziós emberek védelmében. Az adjuvánsok segítenek csökkenteni az egyes oltóanyag-adagokhoz szükséges antigén mennyiségét is, lehetővé téve a nagyobb oltóanyag adag kínálását, ha nagy a kereslet.

Erős szoftver kihívást jelentő feladatokhoz

A szimulációhoz először az adjuvánsok részecskéinek „fekete dobozát” kellett dekódolni. Mechanikus modellek és mesterséges intelligencia (AI) felhasználásával a partnerek hibrid modellt fejlesztettek ki a folyamat szimulálására és figyelemmel kísérésére. Mint ilyen, a digital twin összekapcsolja a folyamat paramétereit az adjuváns minőségével. Az érzékelők és a folyamatanalitikai technológia (PAT) olyan információkat szolgáltatnak, amelyek táplálják az ikertestet, hogy megjósolják a termék minőségét. Az optimális minőségtől való bármilyen eltérés várható, és az iker a folyamat paramétereire hat, hogy kijavítsa és megfeleljen a célkövetelményeknek. Különböző szoftveres megoldások játszanak itt:

• A PAT-t a Simatic SIPAT biztosítja, amely a termékfejlesztéstől kezdve korlátlan adatátláthatóságot biztosít, és a korrelált adatokat visszaadja a folyamatba.
• A teljesen integrált automatizálási portál (TIA Portal) integrálja a hardvereket, szoftvereket és szolgáltatásokat, megkönnyítve a teljes digitalizált automatizálási rendszerhez való teljes hozzáférést, és megalapozza a megvalósítás során alkalmazott mérnöki folyamat alapját.
• Szimulációs szoftvert használtak a folyamatmodellezésben és a vizualizációban. A folyamatot a Machine Learning is támogatja.

Szimuláció: számítási áramlási dinamika (CFD)

Az időtényező azonban különös kihívást jelentett az adjuváns szimuláció számára. Mivel az adjuvánsok részecskesimulációja nagyon számítási igényes, a számítási folyamat több órát is igénybe vehet. Ez problémát jelent a digital twin és a való világ közötti valós idejű interakció szempontjából.

A projektpartnerek ezért kivonták az itt bemutatott folyamatot, és számítási áramlási dinamika (CFD) segítségével szimulálták. Ez lehetővé tette számukra, hogy előzetesen generáljanak és mentsenek szimulációs fájlokat mindenféle esetre. A statisztikai kísérlettervezés (DoE) és a gépi tanulás adataival kombinálva ez lehetővé teszi számukra, hogy megjósolják az adjuvánsok részecskéit, amelyek a kritikus paraméterek minden változásával keletkeznek. Ennek eredményeként a modell valós időben képes.

Digitalizáció: gyorsabb ütem az új vakcinák fejlesztéséhez és gyártásához

A digitális ikrek segítségével mostantól adatokat gyűjthetünk annak érdekében, hogy pontosan megértsük, mi történik valós időben az oltás előállítása során, lehetővé téve a műveletek optimalizálását. Ez nemcsak a komplex folyamatok figyelemmel kísérését teszi lehetővé, hanem azt is megjósolja, hogy a változások hogyan befolyásolják őket.

Röviden, a digitalizáció felé fordulás segít felgyorsítani a dolgokat a GSK-nél. A következő lépésben a GSK együttműködik velünk annak érdekében, hogy támogassa jövőképét az új digitális ikrek létrehozásáról és bevezetéséről az új vakcinák teljes vakcinafejlesztési folyamatához. Így a termék, a termelés és a teljesítmény digitális ikrei összekapcsolódnak.

Május 2021