Digital Process Twin reduce timpul și costurile de producție J&J

„Vasul reactor conține un solvent în care produsele chimice sunt dizolvate în condițiile potrivite pentru a reacționa între ele în cel mai bun mod. Apoi trebuie să scoateți produsele chimice nou formate din vas pentru a obține medicamentul final”, spune Niels. „Pentru asta, este important să împiedicați noile produse chimice să se dizolve și, în schimb, să le faceți să se re-solidifice sau să cristalizeze. Pentru a realiza acest lucru, solventul de dizolvare este înlocuit cu un solvent de cristalizare: schimbarea de solvent. Această schimbare se face adesea prin distilare sau fierbere. Pentru un rezervor de o mie de litri, acest proces poate consuma mult timp. De exemplu, dacă o sinteză durează în total 80 de ore, doar schimbarea solventului poate ocupa 20 dintre aceste ore.”

„Mai întâi am creat un model de proces în gPROMS FormulatedProducts, o platformă avansată de modelare a proceselor. Este un software revoluționar care ne permite să colectăm cunoștințe mecanice — cum ar trebui să decurgă o reacție de acest tip pe o bază (bio)științifică. Astfel, modelul de proces este, de fapt, o replică virtuală a procesului de producție și este una dintre componentele de bază ale unui Digital Twin. Asta înseamnă că, la acest nivel, abordarea noastră diferă de un model mai orientat pe date. Acest lucru ne oferă multe avantaje — ne permite să realizăm optimizări la scară mai mare, avem nevoie de mult mai puține date (de cinci ori mai puține), iar nu doar că putem pune în aplicare schimbările mai rapid, dar acestea vor fi și mai ușor de întreținut”, explică Nicolas Catrysse, Business Development Digitalization Solutions la Siemens.

Rezultatele proiectului pilot au fost impresionante. Digital Process Twin a făcut posibilă reducerea consumului de solvenți cu 30%. Timpul de comutare a fost redus cu 35%, la fel și costul total. „Rezultatele ne-au depășit așteptările”, explică Niels.

„Eficiența nu este doar utilă din punct de vedere economic, ci și mai robustă. Astăzi am extins proiectul pilot la încă patru switch-uri de solvenți, unde sperăm să obținem rezultate similare, deoarece aceste economii nu se limitează doar la acest caz specific de utilizare.”

Aplicarea modelelor într-un mediu GMP

Utilizarea acestor modele într-un mediu de bune practici de fabricație (GMP) prezintă provocări considerabile. Totul trebuie să îndeplinească standardele GMP stabilite de Administrația SUA pentru Alimente și Medicamente (FDA) și Agenția Europeană a Medicamentelor (EMA). Asta înseamnă să te ocupi de traseele de audit, gestionarea versiunilor, integritatea datelor, securitatea și multe altele. Nicolas: „Când aplicăm modele la scară comercială de producție, acoperim toate cerințele suplimentare prin intermediul platformei noastre software SIPAT. Putem face acest lucru datorită cunoștințelor noastre despre tehnologia analitică a proceselor (PAT). SIPAT are, în plus, capacitatea de a acționa ca sistemul central de gestionare a datelor de calitate PAT; atât în laborator, la o instalație pilot, cât și la scară comercială. Acest sistem face ca aceste modele să fie practice, eficiente și rapide, cu rezultate uimitoare.”

Complet virtual, de la laborator până la farmacie.

„Digital Process Twins sunt foarte promițători pentru sectorul farmaceutic”, concluzionează Niels. „Acesta este doar începutul. Există în mod clar multe modalități de a produce mult mai eficient și cu un impact mai redus asupra mediului. Cu această tehnologie vom putea, de asemenea, să dezvoltăm noi procese mult mai rapid în viitor, iar cu Siemens avem un partener ideal pentru a face acest lucru — datorită combinației dintre expertiza lor în software, cunoașterea domeniului nostru și experiența lor cu procese din industria farmaceutică și alte sectoare.

În cele din urmă, vom putea folosi modele virtuale de la etapa de dezvoltare până la producția comercială. Timpul economisit astfel va salva, de asemenea, multe vieți.”