Tempa palielināšana - vakcīnu izstrāde un ražošana

Digitālais dvīnis: reālā un digitālā pasaule slēgtā cilp

ā Mēs piedāvājam inovatīvu portfeli Digital Enterprise risinājumi — tas aptver produkta dizainu, kas šeit izstrādā vakcīnu un ražo aktīvo vielu, ko citādi sauc par primāro apstrādi, un pašu farmaceitisko līdzekļu ražošanu vai sekundāro pārstrādi. Mēs sadarbojām ar GSK un ATOS, lai izstrādātu inovatīvu koncepciju ar nosaukumu digital twin, kas apvieno reālo un digitālo pasauli slēgtā cilpā.

centrējieties uz adjuvantu tehnoloģijām GSK

Kā pirmais pieteikums digitālo dvīņu testēšanai, GSK, Siemens un ATOS ir izstrādājuši koncepcijas pierādījumu digitālo dvīņu, kas īpaši paredzēts adjuvantu tehnoloģiju izstrādei un ražošanai. Palīgvielas ir vakcīnu piedevas, kas pastiprina imūnreakciju. Tam var būt būtiska loma, lai palīdzētu aizsargāt cilvēkus ar vājāku imūnsistēmu, piemēram, vecākus pieaugušos un cilvēkus ar imūndepresiju. Palīgvielas arī palīdz samazināt katrai vakcīnas devai nepieciešamo antigēna daudzumu, ļaujot piegādāt vairāk vakcīnas devu, kad pieprasījums ir liels.

Spēcīga programmatūra izaicinošam uzdev

umam Simulācijai vispirms bija jāatšifrē palīgvielu daļiņu “melnā kaste”. Izmantojot mehāniskos modeļus un mākslīgo intelektu (AI), partneri izstrādāja hibrīda modeli, lai simulētu un uzraudzītu procesu. Tādējādi digitālais dvīnis saista procesa parametrus ar palīgvielas kvalitāti. Sensori un procesu analītiskā tehnoloģija (PAT) sniedz informāciju, kas baro dvīni, lai prognozētu produkta kvalitāti. Ir paredzama jebkura novirze no optimālās kvalitātes, un dvīņi iedarbojas uz procesa parametriem, lai labotu un izpildītu mērķa prasības. Šeit tiek izmantoti dažādi programmatūras risinājumi:

• PAT nodrošina Simatic SIPAT, kas nodrošina neierobežotu datu pārredzamību, sākot ar produktu izstrādi, un korelētos datus ievada atpakaļ procesā.
• Pilnīgi integrēts automatizācijas portāls (TIA Portal) integrē aparatūru, programmatūru un pakalpojumus, atvieglojot pilnīgu piekļuvi visai digitalizētajai automatizācijas sistēmai un veidojot pamatu ieviešanā izmantotajam inženiertehniskajam procesam.
Procesu
• modelēšanā un vizualizācijā tika izmantota simulācijas programmatūra. Šo procesu atbalsta arī mašīnmācīšanās.

Simulācija: skaitļošanas plūsmas dinamika (CFD)

Laika faktors tomēr radīja īpašu izaicinājumu adjuvantu simulācijai. Tā kā palīgvielu daļiņu simulācija ir ļoti intensīva skaitļošanai, aprēķināšanas process var ilgt vairākas stundas. Tā ir problēma reāllaika mijiedarbībai starp digitālo dvīņu un reālo pasauli.

Tāpēc projekta partneri ieguva šeit ilustrēto procesu un simulēja to, izmantojot skaitļošanas plūsmas dinamiku (CFD). Tas ļāva viņiem iepriekš ģenerēt un saglabāt simulācijas failus visu veidu gadījumiem. Kombinācijā ar datiem no statistisko izmēģinājumu plānošanas (DoE) un mašīnmācīšanās tas dod viņiem iespēju paredzēt palīgvielu daļiņas, kas tiks izveidotas ar katru kritisko parametru maiņu. Tā rezultātā modelis ir spējīgs reāllaikā.

Digitalizācija: ātrāks temps jaunu vakcīnu izstrādei un ražošanai Izmantojot digitālos dvīņus, tagad ir

iespējams savākt datus, lai precīzi saprastu, kas notiek reāllaikā vakcīnas ražošanas laikā, ļaujot optimizēt darbības. Tas ļauj ne tikai uzraudzīt sarežģītus procesus, bet arī prognozēt, kā izmaiņas tos ietekmēs.

Īsāk sakot, pievēršanās digitalizācijai palīdz paātrināt situāciju GSK. Nākamajā solī GSK vēlas sadarboties ar mums, lai atbalstītu savu redzējumu izveidot un ieviest jaunus digitālos dvīņus visā jauno vakcīnu izstrādes procesā. Tādējādi produkta, ražošanas un veiktspējas digitālie dvīņi tiks savienoti kopā.

Maijs 2021