Creșterea ritmului - dezvoltarea și producția de vaccinuri

Gemeni digitali: lumea reală și digitală într-o buclă închisă

Oferim un portofoliu inovator de soluții Digital Enterprise - acoperă proiectarea produsului, care este aici dezvoltarea vaccinului și fabricarea ingredientului activ, denumit altfel procesare primară, și fabricarea produsului farmaceutic în sine sau procesarea secundară. Am colaborat cu GSK și ATOS pentru a dezvolta un concept inovator numit digital twin, care combină lumea reală și cea digitală într-o buclă închisă.

Concentrați-vă pe tehnologiile adjuvante la GSK

Ca prima aplicație pentru testarea digital twin, GSK, Siemens și ATOS au dezvoltat un digital twin proof-of-concept special pentru dezvoltarea și fabricarea tehnologiilor adjuvante. Adjuvanții sunt aditivi pentru vaccin care stimulează răspunsul imun. Acest lucru poate juca un rol esențial pentru a ajuta la protejarea persoanelor cu sistem imunitar mai slab, cum ar fi adulții în vârstă și persoanele cu depresie imună. Adjuvanții ajută, de asemenea, la reducerea volumului de antigen necesar pentru fiecare doză de vaccin, permițând furnizarea de mai multe doze de vaccin atunci când cererea este mare.

Software puternic pentru o sarcină provocatoare

Pentru simulare, „cutia neagră” a particulelor adjuvanților trebuia mai întâi decodificată. Folosind modele mecanice și inteligență artificială (AI), partenerii au dezvoltat un model hibrid pentru a simula și monitoriza procesul. Ca atare, digital twin leagă parametrii procesului de calitatea adjuvantului. Senzorii și tehnologia analitică a procesului (PAT) furnizează informații care alimentează gemenul pentru a prezice calitatea produsului. Orice abatere de la calitatea optimă este anticipată, iar gemenul acționează asupra parametrilor procesului pentru a corecta și îndeplini cerințele țintă. Diferite soluții software vin să joace aici:

• PAT este furnizat de Simatic SIPAT, care asigură transparența nerestricționată a datelor începând cu dezvoltarea produsului și alimentează datele corelate înapoi în proces.
• Portalul de automatizare integrată (TIA Portal) integrează hardware, software și servicii, facilitând accesul complet la întregul sistem de automatizare digitalizat și formând baza procesului de inginerie utilizat în implementare.
• Software-ul de simulare a fost utilizat în modelarea și vizualizarea proceselor. Procesul este susținut și de Machine Learning.

Simulare: dinamica fluxului computațional (CFD)

Cu toate acestea, factorul de timp a reprezentat o provocare specială pentru simularea adjuvantă. Deoarece simularea particulelor adjuvanților este foarte intensă în calcul, procesul de calcul poate dura câteva ore. Aceasta este o problemă pentru interacțiunea în timp real între digital twin și lumea reală.

Prin urmare, partenerii proiectului au extras procesul ilustrat aici și l-au simulat folosind dinamica fluxului computațional (CFD). Acest lucru le-a permis să genereze și să salveze fișiere de simulare pentru tot felul de cazuri în avans. În combinație cu datele din planificarea studiilor statistice (DoE) și învățarea automată, acest lucru le oferă capacitatea de a prezice particulele adjuvanților care vor fi create cu fiecare modificare a parametrilor critici. Drept urmare, modelul este capabil în timp real.

Digitalizarea: un ritm mai rapid pentru dezvoltarea și fabricarea de noi vaccinuri

Cu gemenii digitali, acum este posibilă colectarea datelor pentru a înțelege exact ce se întâmplă în timp real în timpul producției de vaccinuri, permițând optimizarea operațiunilor. Permite nu numai monitorizarea proceselor complexe, ci și prezice modul în care schimbările le-ar afecta.

Pe scurt, apelarea la digitalizare ajută la accelerarea lucrurilor la GSK. În următorul pas, GSK dorește să colaboreze cu noi pentru a-și susține viziunea de a stabili și introduce noi gemeni digitali pentru întregul proces de dezvoltare a vaccinurilor pentru noi vaccinuri. Astfel, gemenii digitali ai produsului, producției și performanței vor fi legați împreună.

Mai 2021