속도 높이기 - 백신 개발 및 생산

디지털 트윈: 폐쇄형 루프 속의 현실 세계와 디지털 세계

우리는 혁신적인 디지털 엔터프라이즈 솔루션 포트폴리오를 제공해요. 여기에는 백신 개발과 활성 성분 제조 (1차 공정이라고도 함) 와 의약품 자체 제조 또는 2차 가공을 포함하는 제품 설계가 포함돼요.우리는 GSK, ATOS와 협력해서 디지털 트윈이라는 혁신적인 개념을 개발했어요. 디지털 트윈은 현실 세계와 디지털 세계를 폐쇄형 루프로 결합해요.

GSK에서는 보조 기술에 집중하세요

디지털 트윈을 테스트하는 첫 번째 애플리케이션으로 GSK, Siemens, ATOS는 보조 기술의 개발 및 제조를 위해 특별히 개념 증명 디지털 트윈을 개발했어요.보조제는 면역 반응을 촉진하는 백신 첨가제예요.이것이 노인이나 면역 저하자 등 면역 체계가 약한 사람들을 보호하는 데 필수적인 역할을 할 수 있어요.보조제는 또한 각 백신 접종에 필요한 항원의 양을 줄이는 데 도움이 돼서 수요가 많을 때 백신 용량을 더 공급할 수 있어요.

어려운 작업을 위한 강력한 소프트웨어예요

시뮬레이션을 위해 보조제 입자의 “블랙박스”를 먼저 해독해야 했어요.파트너들은 기계 모델과 인공 지능 (AI) 을 사용하여 프로세스를 시뮬레이션하고 모니터링하는 하이브리드 모델을 개발했어요.따라서 디지털 트윈은 공정 파라미터를 보조제의 품질과 연결해요.센서와 공정 분석 기술 (PAT) 이 쌍둥이가 제품 품질을 예측하는 데 필요한 정보를 제공해요.최적 품질과의 편차가 발생할 것으로 예상되며 트윈이 공정 매개변수에 작용하여 목표 요구 사항을 수정하고 충족해요.다양한 소프트웨어 솔루션이 여기서 플레이돼요:

• PAT는 Simatic SIPAT에서 제공해요. 제품 개발부터 무제한 데이터 투명성을 보장하고 상관된 데이터를 프로세스에 다시 공급해요.
• 완전 통합 자동화 포털 (TIA Portal) 은 하드웨어, 소프트웨어, 서비스를 통합하여 디지털화된 자동화 시스템 전체에 대한 완전한 액세스를 용이하게 하고 구현에 사용되는 엔지니어링 프로세스의 기반을 형성해요.
• 프로세스 모델링하고 시각화에는 시뮬레이션 소프트웨어가 사용됐어요.그 과정은 기계 학습으로도 지원돼요.

시뮬레이션: 전산 흐름 역학 (CFD)

그런데 보조 시뮬레이션에는 시간 요소가 특히 어려웠어요.보조제의 입자 시뮬레이션은 매우 계산 집약적이기 때문에 계산 과정에 몇 시간이 걸릴 수 있어요.그건 디지털 트윈과 현실 세계 간의 실시간 상호 작용에 문제가 있어요.

그래서 프로젝트 파트너들이 여기에 설명된 프로세스를 추출하고 전산 흐름 역학 (CFD) 으로 시뮬레이션했어요.이를 통해 모든 종류의 경우에 대한 시뮬레이션 파일을 미리 생성하고 저장할 수 있었어요.통계적 시험 계획 (DoE) 하고 머신 러닝에서 얻은 데이터와 결합하면 중요한 파라미터가 바뀔 때마다 생성될 보조제의 입자를 예측할 수 있어요.그 결과, 모델은 실시간으로 가능해요.

디지털화: 새로운 백신 개발 및 제조의 속도를 가속화해요

디지털 트윈을 사용하면 이제 데이터를 수집하여 백신 생산 중에 실시간으로 정확히 무슨 일이 일어나는지 이해할 수 있어 운영을 최적화할 수 있어요.복잡한 프로세스를 모니터링할 수 있을 뿐만 아니라 변경이 프로세스에 미치는 영향도 예측할 수 있어요.

간단히 말해서, 디지털화로 전환하면 GSK에서 작업 속도를 높이는 데 도움이 돼요.다음 단계에서 GSK는 우리와 협력하여 새 백신의 전체 백신 개발 프로세스에 새로운 디지털 트윈을 구축하고 도입하겠다는 비전을 지원하고자 해요.따라서 제품, 생산, 성능의 디지털 트윈이 서로 연결될 거예요.

2021년 5월요