Zwiększenie tempa - rozwój i produkcja szczepionek

Cyfrowy bliźniak: świat rzeczywisty i cyfrowy w zamkniętej pętli

Oferujemy innowacyjne portfolio Digital Enterprise rozwiązania — obejmuje projektowanie produktu, który polega tutaj na opracowywaniu szczepionki i wytwarzaniu składnika aktywnego, zwanego inaczej przetwarzaniem pierwotnym, oraz wytwarzaniem samego środka farmaceutycznego lub przetworzeniem wtórnym. Współpracowaliśmy z GSK i ATOS, aby opracować innowacyjną koncepcję o nazwie digital twin, która łączy świat rzeczywisty i cyfrowy w zamkniętej pętli.

Skoncentruj

się na technologiach adiuwantowych w GSK

Jako pierwsza aplikacja do testowania cyfrowego bliźniaka, GSK, Siemens i ATOS opracowały cyfrowy bliźniak z potwierdzeniem koncepcji specjalnie do opracowywania i produkcji technologii adiuwantowych. Adjuwanty to dodatki do szczepionek, które wzmacniają odpowiedź immunologiczną. Może to odgrywać istotną rolę w ochronie osób o słabszym układzie odpornościowym, takich jak osoby starsze i osoby z depresją immunologiczną. Adjuwanty pomagają również zmniejszyć objętość antygenu wymaganą dla każdej dawki szczepionki, umożliwiając dostarczenie większej ilości dawek szczepionki, gdy popyt jest wysoki.

Silne oprogramowanie do trudnego zadania W

przypadku symulacji najpierw musiała zostać zdekodowana „czarna skrzynka” cząstek adiuwantów. Korzystając z modeli mechanicznych i sztucznej inteligencji (AI), partnerzy opracowali model hybrydowy do symulacji i monitorowania procesu. W związku z tym cyfrowy bliźniak łączy parametry procesu z jakością adiuwanta. Czujniki i technologia analityczna procesu (PAT) dostarczają informacji, które zasilają bliźniaka w celu przewidywania jakości produktu. Przewiduje się wszelkie odchylenia od optymalnej jakości, a bliźniak działa na parametry procesu, aby poprawić i spełnić docelowe wymagania. W grę wchodzą różne rozwiązania programowe:

• PAT jest dostarczany przez Simatic SIPAT, który zapewnia nieograniczoną przejrzystość danych począwszy od rozwoju produktu i przekazuje skorelowane dane z powrotem do procesu.
• Całkowicie zintegrowany portal automatyzacji (TIA Portal) integruje sprzęt, oprogramowanie i usługi, ułatwiając pełny dostęp do całego zdigitalizowanego systemu automatyzacji i tworząc podstawę procesu inżynieryjnego wykorzystywanego przy wdrożeniu.
W
• modelowaniu i wizualizacji procesów zastosowano oprogramowanie symulacyjne. Proces ten jest również wspierany przez uczenie maszynowe.

Symulacja: obliczeniowa dynamika przepływu (CFD)

Współ

czynnik czasu stanowił jednak szczególne wyzwanie dla symulacji adiuwantowej. Ponieważ symulacja cząstek adiuwantów jest bardzo wymagająca obliczeń, proces obliczeniowy może zająć kilka godzin. To problem dla interakcji w czasie rzeczywistym między cyfrowym bliźniakiem a prawdziwym światem.

Dlatego partnerzy projektu wyodrębnili przedstawiony tutaj proces i symulowali go za pomocą obliczeniowej dynamiki przepływu (CFD). Umożliwiło to im generowanie i zapisywanie plików symulacyjnych dla wszystkich rodzajów przypadków z wyprzedzeniem. W połączeniu z danymi z planowania badań statystycznych (DoE) i uczenia maszynowego daje im to możliwość przewidywania cząstek adiuwantów, które będą tworzone przy każdej zmianie krytycznych parametrów. W rezultacie model jest zdolny do pracy w czasie rzeczywistym.

Cyfr

yzacja: szybsze tempo rozwoju i produkcji nowych szczepion

ek

Dzięki cyfrowym bliźniakom możliwe jest teraz zbieranie danych, aby dokładnie zrozumieć, co dzieje się w czasie rzeczywistym podczas produkcji szczepionek, umożliwiając optymalizację operacji. Pozwala nie tylko na monitorowanie złożonych procesów, ale także przewiduje wpływ zmian na nie.

Krótko mówiąc, przejście do cyfryzacji pomaga przyspieszyć sytuację w GSK. W następnym kroku GSK chce współpracować z nami, aby wesprzeć swoją wizję tworzenia i wprowadzania nowych cyfrowych bliźniaków do całego procesu opracowywania szczepionek dla nowych szczepionek. W ten sposób cyfrowe bliźniaki produktu, produkcji i wydajności zostaną ze sobą powiązane.

Maj 2021