加快步伐——疫苗的开发和生产

数字双胞胎：闭环中的现实世界和数字世界

我们提供创新的产品组合 Digital Enterprise 解决方案 — 它涵盖产品设计，即开发疫苗和制造活性成分，也称为初级加工，以及药品本身的制造或二次加工。我们与葛兰素史克和ATOS合作开发了一个名为数字双胞胎的创新概念，它将现实世界和数字世界闭环相结合。

关注葛兰素史克的辅助技术

作为第一个测试数字双胞胎的应用程序，葛兰素史克、西门子和ATOS开发了专门用于开发和制造辅助技术的概念验证数字双胞胎。佐剂是增强免疫反应的疫苗添加剂。这可以发挥至关重要的作用，帮助保护免疫系统较弱的人，例如老年人和免疫抑制者。佐剂还有助于减少每剂疫苗所需的抗原量，从而在需求旺盛时可以供应更多剂量的疫苗。

适用于艰巨任务的强大软件

为了进行模拟，必须首先解码辅助剂粒子的 “黑匣子”。合作伙伴使用机械模型和人工智能 (AI) 开发了混合模型来模拟和监控过程。因此，数字双胞胎将工艺参数与辅助剂的质量联系起来。传感器和过程分析技术（PAT）提供信息，为双胞胎提供信息，以预测产品的质量。任何与最佳质量的偏差都是可以预见的，双胞胎会作用于工艺参数以纠正和满足目标要求。各种软件解决方案在这里发挥作用：

• PAT 由 Simatic SIPAT 提供，可确保从产品开发开始不受限制的数据透明度，并将相关数据反馈到流程中。
• 完全集成的自动化门户 (TIA Portal) 集成了硬件、软件和服务，便于完全访问整个数字化自动化系统，并为实施中使用的工程流程奠定了基础。
• 仿真软件用于过程建模和可视化。机器学习也支持该过程。

模拟：计算流体动力学 (CFD)

但是，时间因素对辅助仿真构成了特殊的挑战。由于辅助剂的粒子模拟是高度计算密集型的，因此计算过程可能需要几个小时。这是数字双胞胎与现实世界之间的实时交互的问题。

因此，项目合作伙伴提取了此处所示的过程，并使用计算流体力学（CFD）对其进行了模拟。这使他们能够提前生成和保存各种案例的模拟文件。结合来自统计试验计划 (DoE) 和机器学习的数据，这使他们能够预测关键参数每次变化都会产生的辅助剂颗粒。因此，该模型具有实时能力。

数字化：加快新疫苗开发和制造的步伐

有了数字双胞胎，现在可以收集数据，以准确了解疫苗生产过程中发生的实时情况，从而优化运营。它不仅可以监控复杂的过程，还可以预测变化将如何影响它们。

简而言之，转向数字化有助于GSK加快速度。下一步，葛兰素史克希望与我们合作，支持其为新疫苗的整个疫苗开发过程建立和引入新的数字双胞胎的愿景。因此，产品、生产和性能的数字双胞胎将相互关联。

2021 年 5 月