Skip to main content
Šis puslapis rodomas naudojant automatinį vertimą. View in English instead?
Niels Vandervoort iš “J&J Innovative Medicine” ir Nicolas Catrysse iš “Siemens”

“Digital Process Twin” sumažina “J&J” gamybos laiką ir išlaidas

Kai esate farmacijos pramonėje, trumpas laikas patekti į rinką gali išgelbėti gyvybes. Štai kodėl “J&J Innovative Medicine” naudoja “Siemens” “Digital Process Twin”, kad gamyba būtų efektyvesnė.

“J&J” skaitmeninis dvynys: spartinančios inovacijos

Naujų produktų patekimas į rinką kuo greičiau prie J&J novatoriška medicina Belgijoje Tai nėra vien ekonomikos klausimas; tai dažnai gyvybės ir mirties klausimas. Siekdama optimizuoti savo gamybos procesus, bendrovė sukūrė bandomąjį projektą, naudodama “Siemens” Digital Process Twin dvynį. “Rezultatai buvo įspūdingi”, - sako Nielsas Vandervortas, “J&J Innovative Medicine” vyresnysis vadovas “Pilot Plant Data & Systems”. “Bandomasis projektas padėjo mums smarkiai sumažinti perdirbimo laiką, cheminių produktų suvartojimą ir išlaidas.”

Laboratory technician in protective gear examining vials in a pharmaceutical manufacturing facility

Virimas su farmaciniais ingredientais

Kaip “J&J Innovative Medicine” atsiranda vaistas? Laboratorija kuria laipsnišką cheminį planą (procesą), skirtą paruošti naują veikliąją medžiagą. Baigus laboratorinę fazę, gamyba pagreitinama keliais etapais, nuo nuo vieno litro iki dešimčių tūkstančių litrų komercinės gamybos atveju. Plėtra vyksta dviejuose Belgijos objektuose: chemijos plėtros mini gamykloje (CDMP, Beerse) ir bandomojoje chemijos plėtros gamykloje (CDPP, Geel).

“Cheminių produktų gamyba yra šiek tiek panaši į virimą”, - aiškina Nielsas. “Sumaišote ingredientus reakcijos inde, ir išeina kažkas naujo. “Virimo” procese turite daug dėmesio skirti svarbiems parametrams, tokiems kaip temperatūra, slėgis ir maišymo greitis, kad visada saugiai ir patikimai gautumėte tinkamus produktus. Mes stebime šiuos parametrus nuolat.”

“J&J” stengiamės kuo labiau sumažinti savo gamybos procesų poveikį aplinkai. Štai kodėl mes sukūrėme bandomąjį projektą su “Siemens” “Digital Process Twin”.
Nielsas Vandervortas, Pilotų gamyklos duomenų ir sistemų vyresnysis vadovas, J&J Inovatyvi medicina

Nuo tirpimo iki kristalizacijos

“Reaktoriaus inde yra tirpiklis, kuriame cheminiai produktai ištirpinami tinkamomis sąlygomis, kad kartu reaguotų geriausiu būdu. Tada jūs turite gauti naujai suformuotus cheminius produktus iš indo, kad gautumėte galutinį vaistą “, - sako Nielsas. “Norint tai padaryti, svarbu, kad nauji cheminiai produktai neištirptų ir priverstų juos vėl sukietėti arba kristalizuotis. Norėdami tai pasiekti, tirpstantis tirpiklis pakeičiamas kristalizuojančiu tirpikliu: tirpiklio jungiklis. Jungiklis dažnai atliekamas distiliuojant arba verdant. Už tūkstančio litrų baką tai gali suvalgyti daug laiko. Pavyzdžiui, jei sintezė iš viso trunka 80 valandų, vien tirpiklio jungiklis gali sunaudoti iki 20 tų valandų.

“Jei optimizuosime tirpiklio jungiklį, sutaupykite daug laiko ir padidinkite efektyvumą visame pasaulyje. Bet kuris verslas nori gaminti kuo efektyviau, tačiau reikalai tampa dar skubesni ten, kur dalyvauja žmonių gyvybės. Optimizuotas jungiklis taip pat padeda mums naudoti mažiau cheminių produktų. Tai svarbu, nes “J&J” stengiamės kuo labiau sumažinti savo gamybos procesų poveikį aplinkai. Štai kodėl mes sukūrėme bandomąjį projektą su “Siemens” “Digital Process Twin” - iš pradžių optimizuoti vieną tirpiklio jungiklį, kurio galutinis tikslas - optimizuoti visus jungiklius.”

Modelis nuolat teikia prognozes, kurias tada lygina su faktiniais duomenimis. Tai leidžia mums nuolat tobulinti procesą.
Nicolas Catrysse, BD skaitmeninimo Solutions, Siemens

Virtualus tirpiklio jungiklis

“Pirmiausia sukūrėme proceso modelis į gPROMS FormulatedProducts, pažangi procesų modeliavimo platforma. Tai revoliucinė programinė įranga, leidžianti mums surinkti mechanines žinias - kaip turėtumėte tikėtis, kad tokia reakcija vyks (bio) moksliniu pagrindu. Taigi proceso modelis iš tikrųjų yra virtuali gamybos proceso kopija ir tai yra vienas iš pagrindinių skaitmeninio dvynio komponentų. Tai reiškia, kad šiame lygmenyje mūsų požiūris skiriasi nuo labiau į duomenis orientuoto modelio. Tai suteikia mums daug privalumų — tai leidžia atlikti didesnio masto optimizacijas, mums reikia masiškai mažiau duomenų (kas daugiau kaip penkis kartus) ir ne tik galime greičiau pradėti vykdyti pakeitimus, bet ir juos lengviau prižiūrėti “, — aiškina Nicolas Catrysse, “Siemens” verslo plėtros skaitmeninimo Solutions vadovas.

“Sukūrę modelį, sukalibruojome jį su duomenimis, gautais iš proceso, reikšmingais iš realaus gyvenimo. Turėdami šiuos duomenis, sukūrėme skaitmeninę programą su gPROMS skaitmeninių programų platforma, arba GdAP. Ši procedūra atliekama atviroje kilpoje. Tada mes pažvelgėme, kaip modelis reagavo į įvestį iš proceso valdymo sistemos, ir mes likviduojama su uždara kilpa. GdAP nuolat prognozuoja pakeliui, kurį tada lygina su faktiniais duomenimis. Tai leidžia mums nuolat tobulinti procesą.”

“Dažnai lyginu tai su GPS”, - priduria Nielsas. “Keliaujame iš tam tikros tirpiklių sudėties — vietos A, į kitą kompoziciją — vietą B. Modelis padės mums nuo A iki B realiu laiku trumpiausiu, greičiausiu ar ekologiškiausiu maršrutu. Jis išveda idealų maršrutą ir nuolat optimizuoja jį pagal faktines sąlygas — ar yra apvažiavimas, ar avarija?”

Bendros išlaidos sumažėjo 35%

Bandomojo projekto rezultatai buvo įspūdingi. “Digital Process Twin” leido sumažinti tirpiklių suvartojimą 30%. Perjungimo laikas buvo sutrumpintas 35%, taip pat ir visos išlaidos. “Rezultatai viršijo mūsų lūkesčius”, - aiškina Nielsas.

“Efektyvumas yra ne tik ekonomiškai vertingas, bet ir tvirtesnis. Šiandien mes išplėtėme bandomąjį projektą iki dar keturių tirpiklių jungiklių, kur tikimės sulaukti panašių rezultatų, nes šios ekonomikos neapsiriboja tik šiuo konkrečiu naudojimo atveju”.

“Be to, nustatant naujus procesus yra ir didelių pranašumų. Tiesiog optimizuoti esamus tirpiklių jungiklius yra labai pelninga viskas savaime. Ir jei galime pritaikyti modelį prieš plečiant gamybą — tai reiškia laboratorijoje — sutaupysime dar daugiau laiko ir išteklių. Galų gale eksperimentuoti laboratorijoje yra daug pigesnis nei eksperimentuoti pramoniniu mastu. Taigi dabar mes žiūrime, kaip galime naudoti laboratorijos duomenis, kad sukurtume modelius, kuriuos vėliau galėtume pritaikyti didesnės apimties gamybai.”

Bandymo atlikimas praktiškai sutaupė daug laiko ir išteklių.
Nielsas Vandervortas, Pilotų gamyklos duomenų ir sistemų vyresnysis vadovas, “Johnson & Johnson” novatoriška medicina

Modelių taikymas GMP aplinkoje

Šių modelių naudojimas geros gamybos praktikos (GMP) aplinkoje pristatomas dideli iššūkiai. Viskas turi atitikti JAV maisto ir vaistų administracijos (FDA) ir Europos vaistų agentūros (EMA) nustatytus GMP standartus. Tai reiškia, kad reikia spręsti audito sekas, versijų sudarymą, duomenų vientisumą, saugumą ir dar daugiau. Nicolas: “Kai mes taikome modelius komercinio gamybos mastu, mes padengiame visus papildomus reikalavimus būdu mūsų SIPAT programinės įrangos platforma. Tai galime padaryti dėka mūsų žinių apie procesų analitines technologijas (PAT). SIPAT papildomai turi galimybę veikti kaip centrinė PAT kokybės duomenų valdymo sistema, tiek laboratorijoje, tiek bandomojoje gamykloje, tiek komerciniu mastu. Ši sistema daro šiuos modelius praktiškus, efektyvius ir greitus, o rezultatai stulbinami.”

Platus modelių prieinamumas

“Neseniai mes taip pat panaudojome “Digital Process Twin” naujam proceso vystymui, apimančiam džiovinimą šalčiu. Tai buvo reakcija, dėl kurios temperatūra reakcijos indo viduje pakilo, tačiau temperatūra taip pat turėjo būti žemesnė už tam tikrą vertę, kitaip reakcija žlugs. Procesas veikė laboratorijoje, tačiau plečiantis pramoniniu mastu parametrai keičiasi. Tokiu atveju paprastai nustatytume bandymo konfigūraciją ir eksperimentuotume, kol gausime tinkamus parametrus. Bet šį kartą mes galėjome paleisti konfigūraciją virtualiai ir modelis parodė, kad procesas tiesiog visiškai neveiks tokiu mastu. Tai mums sutaupė daug laiko ir išteklių.

Virtualus nuo laboratorijos iki vaistinės

“Digital Process Twins” yra labai perspektyvūs farmacijos sektoriui, daro išvadą Nielsas. “Tai tik pradžia. Akivaizdu, kad yra daug būdų Gaminti daug efektyviau ir darant mažesnį poveikį aplinkai. Naudodami šią technologiją ateityje taip pat galėsime kurti naujus procesus daug greičiau, o kartu su “Siemens” turime idealų partnerį tai padaryti — dėl jų programinės įrangos žinių, mūsų srities žinių ir patirties, susijusios su farmacijos ir kitų sektorių procesais.

Galų gale mes galėsime naudoti virtualius modelius nuo kūrimo etapo iki komercinės gamybos. Laikas, kuris mus išgelbės, taip pat išgelbės daug gyvybių.”

Two smiling technicians in a modern industrial facility

Susisiekite su mūsų ekspertais

Ar norėtumėte patobulinti savo produkciją naudodami “Digital Process Twin”? Tiesiog susisiekite su mumis ir mes kartu parengsime individualų sprendimą.