속도 향상 - 백신 개발 및 생산

디지털 트윈: 폐쇄형 루프의 실제 세계와 디지털 세계 당사는 다음과 같은

혁신적인 포트폴리오를 제공합니다. Digital Enterprise 솔루션 — 백신 개발 및 활성 성분 제조 (1차 공정이라고도 함), 의약품 자체 제조 또는 2차 공정을 포함하는 제품 설계를 다룹니다.우리는 GSK 및 ATOS와 협력하여 디지털 트윈이라는 혁신적인 개념을 개발했습니다. 디지털 트윈은 현실 세계와 디지털 세계를 폐쇄형 루프로 결합합니다.

GSK의 보조 기술에 집중

디지털 트윈을 테스트하기 위한 첫 번째 애플리케이션인 GSK, Siemens 및 ATOS는 특히 보조 기술의 개발 및 제조를 위한 개념 증명 디지털 트윈을 개발했습니다.보조제는 면역 반응을 향상시키는 백신 첨가제입니다.이는 고령자나 면역 저하 환자 등 면역 체계가 약한 사람들을 보호하는 데 필수적인 역할을 할 수 있습니다.또한 보조제는 각 백신 접종에 필요한 항원의 양을 줄여 수요가 많을 때 더 많은 양의 백신을 공급할 수 있도록 합니다.

어려운 작업을 위한 강력한 소프트웨어입니다

. 시뮬레이션의 경우 보조제 입자의 “블랙박스”를 먼저 해독해야 했습니다.파트너들은 기계 모델과 인공 지능 (AI) 을 사용하여 프로세스를 시뮬레이션하고 모니터링할 수 있는 하이브리드 모델을 개발했습니다.따라서 디지털 트윈은 공정 파라미터를 보조제의 품질과 연결합니다.센서와 공정 분석 기술 (PAT) 은 쌍이 제품의 품질을 예측하는 데 필요한 정보를 제공합니다.최적 품질과의 편차가 발생할 것으로 예상되며, 트윈은 공정 파라미터에 따라 작용하여 목표 요구 사항을 수정하고 충족합니다.여기에는 다양한 소프트웨어 솔루션이 활용됩니다

• Simatic SIPAT에서 제공하는 PAT는 제품 개발부터 시작해서 제한 없는 데이터 투명성을 보장하고 상관관계가 있는 데이터를 프로세스에 다시 공급합니다.
• 완전 통합 자동화 포털 (TIA Portal) 는 하드웨어, 소프트웨어 및 서비스를 통합하여 전체 디지털화된 자동화 시스템에 대한 완전한 액세스를 용이하게 하고 구현에 사용되는 엔지니어링 프로세스의 기반을 형성합니다.
• 프로세스 모델링 및 시각화에는 시뮬레이션 소프트웨어가 사용되었습니다.이 프로세스는 머신 러닝에서도 지원됩니다.

시뮬레이션: 전산유동 역학 (CFD)

하지만 시간 인자는 보조 시뮬레이션에 특히 어려움을 안겨주었습니다.보조제의 입자 시뮬레이션은 계산 집약적이기 때문에 계산 과정에 몇 시간이 걸릴 수 있습니다.이는 디지털 트윈과 현실 세계 간의 실시간 상호 작용에서 문제가 발생합니다.

따라서 프로젝트 파트너들은 여기에 설명된 프로세스를 추출하고 CFD (전산 흐름 역학) 를 사용하여 시뮬레이션했습니다.이를 통해 모든 종류의 사례에 대한 시뮬레이션 파일을 미리 생성하고 저장할 수 있었습니다.이를 통계적 시험 계획 (DoE) 및 머신 러닝의 데이터와 함께 사용하면 중요 파라미터가 변경될 때마다 생성될 보조제 입자를 예측할 수 있습니다.따라서 이 모델은 실시간으로 사용할 수 있습니다.

디지털화: 새로운 백신 개발 및 제조의 속도 가속화

이제 디지털 트윈을 사용하면 데이터를 수집하여 백신 생산 과정에서 실시간으로 어떤 일이 벌어지는지 정확히 파악할 수 있으므로 운영을 최적화할 수 있습니다.이를 통해 복잡한 프로세스를 모니터링할 수 있을 뿐만 아니라 변화가 프로세스에 미치는 영향을 예측할 수 있습니다.

요컨대, 디지털화로 전환하면 GSK의 작업 속도를 높일 수 있습니다.다음 단계로 GSK는 당사와 협력하여 새로운 백신의 전체 백신 개발 프로세스에 새로운 디지털 트윈을 구축하고 도입하려는 비전을 지원하고자 합니다.따라서 제품, 생산, 성능의 디지털 트윈이 서로 연결될 것입니다.

2021년 5월