Підвищення темпів - розробка та виробництво вакцин

Цифровий близнюк: реальний і цифровий світи в замкнутому цик

лі Ми пропонуємо інноваційне портфоліо Digital Enterprise рішення - він охоплює дизайн продукту, який полягає в розробці вакцини та виробництві активного інгредієнта, інакше званого первинною обробкою, та виготовлення самого фармацевтичного засобу або вторинної переробки. Ми співпрацювали з GSK та ATOS, щоб розробити інноваційну концепцію під назвою digital twin, яка поєднує реальний та цифровий світ у замкнутому циклі.

Зосередьтеся на допоміжних технологіях у GSK

Як перше застосування для тестування цифрових близнюків, GSK, Siemens та ATOS розробили цифровий близнюк із підтвердженням концепції спеціально для розробки та виробництва допоміжних технологій. Ад'юванти - це вакцинні добавки, які посилюють імунну відповідь. Це може відігравати важливу роль у захисті людей зі слабшою імунною системою, таких як літні люди та люди з імунодепресією. Ад'юванти також допомагають зменшити обсяг антигену, необхідний для кожної дози вакцини, дозволяючи постачати більше доз вакцини, коли попит високий.

Сильне програмне забезпечення для складного завдання

Для моделювання спочатку потрібно було розшифрувати «чорну скриньку» частинок ад'ювантів. Використовуючи механічні моделі та штучний інтелект (AI), партнери розробили гібридну модель для моделювання та моніторингу процесу. Таким чином, цифровий близнюк пов'язує параметри процесу з якістю ад'юванта. Датчики та технологія аналізу процесів (ПАТ) надають інформацію, яка живить близнюка для прогнозування якості продукту. Будь-яке відхилення від оптимальної якості передбачається, і близнюк діє на параметри процесу, щоб виправити та задовольнити цільові вимоги. Тут грають різні програмні рішення:

• PAT надається Simatic SIPAT, який забезпечує необмежену прозорість даних, починаючи з розробки продукту та повертає корельовані дані назад у процес.
• Повністю інтегрований портал автоматизації (TIA Portal) інтегрує апаратне забезпечення, програмне забезпечення та послуги, полегшуючи повний доступ до всієї цифрової системи автоматизації та формуючи основу для інженерного процесу, який використовується при впровадженні.
• Для моделювання та візуалізації процесів було використано програмне забезпечення для моделювання та візуалізації. Процес також підтримується машинним навчанням.

Моделювання: обчислювальна динаміка потоку (CFD) Ко

ефіцієнт часу, однак, поставив особливу проблему для ад'ювантного моделювання. Оскільки моделювання частинок ад'ювантів є дуже інтенсивним для обчислень, процес обчислення може зайняти кілька годин. Це проблема взаємодії в режимі реального часу між цифровим близнюком та реальним світом.

Тому партнери проекту витягли ілюстрований тут процес і змоделювали його за допомогою обчислювальної динаміки потоку (CFD). Це дозволило їм заздалегідь генерувати та зберігати файли моделювання для всіх видів випадків. У поєднанні з даними статистичного планування випробувань (DoE) та машинного навчання це дає їм можливість передбачати частинки ад'ювантів, які будуть створюватися з кожною зміною критичних параметрів. В результаті модель працює в режимі реального часу.

Цифровізація: швидші темпи розробки та виробництва нових вакци

цифровим близнюкам тепер можна збирати дані, щоб зрозуміти, що саме відбувається в режимі реального часу під час виробництва вакцин, що дозволяє оптимізувати операції. Це дозволяє не тільки контролювати складні процеси, але й прогнозувати, як зміни вплинуть на них.

Коротше кажучи, звернення до цифровізації допомагає прискорити роботу в GSK. На наступному кроці GSK хоче співпрацювати з нами, щоб підтримати своє бачення створення та впровадження нових цифрових близнюків для всього процесу розробки вакцин для нових вакцин. Таким чином, цифрові близнюки продукту, виробництва та продуктивності будуть пов'язані між собою.

Травень 2021