gesponsertPharmaunternehmen im Wettlauf gegen die Zeit Neue Medikamente schneller vom Labor zum Patienten bringen

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Siemens AG

Mit durchgängigen digitalen Lösungen beschleunigen Pharmaunternehmen jeden Schritt ihrer Wertschöpfungskette. Mit Digitalen Zwillingen, intelligenter Automatisierung und industrieller KI können sie Daten wie nie zuvor nutzen und den Wettlauf gegen die Zeit gewinnen.

Warum sollte die Entwicklung eines neuen Medikaments 10 Jahre dauern, wenn es auch viel schneller geht? Bis ein neues Medikament auf den Markt kommt, vergeht in der Regel bis zu einem Jahrzehnt. Allein der Weg vom neuen Wirkstoff bis zum Produktionsstart kann bis zu drei Jahre dauern. Wertvolle Zeit, die den Patienten oft fehlt.

Wie können Pharmaunternehmen den Wettlauf gegen die Zeit gewinnen?

Die Lösung liegt in der Digitalisierung der gesamten Wertschöpfungskette. Mit Digitalen Zwillingen, adaptiver Produktion und einer durchgängigen Datenbasis können Unternehmen in jeder Phase von der Forschung über die Entwicklung bis hin zur Produktion und Abfüllung Zeit und Kosten sparen.

Digitale Zwillinge beschleunigen die Entwicklung

Bereits bei der Entwicklung neuer Wirkstoffe spielt der Digitale Zwilling eine wichtige Rolle. Die Simulation auf molekularer Ebene hilft, den Wirkstoff zu stabilisieren und seine Wirksamkeit im Körper sicherzustellen: Durch die Simulation von Partikelgrößen und der Zusammensetzung von Tabletten lässt sich im Labor die optimale Formulierung ermitteln, damit ein Medikament an der richtigen Stelle im Körper seine Wirkung entfaltet.

Auch die Herstellung lässt sich simulieren: Erst im kleinen Laborreaktor, dann im industriellen Maßstab. Diese Experimente finden nicht in realen Bioreaktoren statt, sondern virtuell im Computer. Künstliche Intelligenz ermöglicht es, die Zahl der notwendigen Experimente zu reduzieren und so noch mehr Zeit zu sparen. Mit digitalen Lösungen von Siemens lassen sich in dieser Phase bis zu 30 % des Materialverbrauchs, bis zu 50 % der Markteinführungszeit und bis zu 70 % der Energiekosten einsparen. Letzteres gilt, wenn moderne Grafikbeschleuniger (GPUs) die Berechnung der Simulationen anstelle einer herkömmlichen CPU übernehmen.

Konsistente Daten reduzieren die Zeit bis zum Produktionsstart

Ist der Wirkstoff produktionsreif, verkürzt die Digitalisierung den so genannten Technologietransfer erheblich. Alle bis dahin gesammelten Daten und Erkenntnisse können nahtlos in die Produktion übernommen werden. Diese industrielle Intelligenz ermöglicht es, die Daten für das Prozessdesign im industriellen Maßstab zu nutzen. Die Anlage für diesen Prozess wird ebenfalls digital entworfen, simuliert und anschließend gebaut. Mit Hilfe des Digitalen Zwillings der Anlage kann diese virtuell in Betrieb genommen und der Prozess vorab optimiert werden. Im Betrieb kann der Digitale Zwilling mit realen Produktionsdaten kombiniert werden, um die Prozesse kontinuierlich zu optimieren und z.B. den Energieverbrauch zu senken.

Weniger Papier und mehr Flexibilität in der Produktion

In der stark regulierten Pharmaindustrie muss jeder Schritt des Produktionsprozesses dokumentiert werden. Ein papierloses Produktionskonzept von Siemens ersetzt hunderte Seiten Papier durch elektronische Chargenprotokolle. Das macht die Qualitätskontrolle wesentlich einfacher und schneller und ermöglicht eine vollständige Transparenz des Produktionsprozesses. Weitere Zeitersparnis bei der Erstellung der notwendigen Dokumentation ermöglicht KI: Ein Chatbot kann die Dokumente erfassen und die komplexen Inhalte analysieren und kontextualisieren.

Und wenn sich die Nachfrage kurzfristig ändert? Eine adaptive Produktion mit vorgefertigten Modulen ermöglicht es der Prozessindustrie, zu der auch die Wirkstoffproduktion gehört, schnell Kapazitäten zu erhöhen oder neue Varianten herzustellen. Dank modularer Produktion mit Module Type Package (MTP), auch als Plug-and-Produce-Ansatz bekannt, können Maschinenbauer ihre Module vorab testen, um sie schnell und einfach in eine laufende Anlage zu integrieren. Lösungen von Siemens für eine intelligente und adaptive Produktion halbieren die Time-to-Market und reduzieren Zeit und Aufwand um bis zu 80 %. Die Flexibilität kann bis zu 80 % gesteigert werden.

Simulation und KI beschleunigen den Maschinenbau

Apropos Maschinenbau: Auch der diskrete Teil der Pharmaproduktion, die Abfüllung und Verpackung, profitiert von der Digitalisierung. Pharmahersteller benötigen intelligente, digital unterstützte Spezialmaschinen, die mithilfe des Digitalen Zwillings schneller in Betrieb genommen werden können. Noch bevor eine Maschine gebaut wird, kann sie digital entworfen, entwickelt, konstruiert, simuliert, validiert und optimiert werden. Auch die Schulung von Maschinenbedienern ist mit der virtuellen Maschine lange vor der Inbetriebnahme dank des Digitalen Zwillings möglich.

Auch das Engineering kann beschleunigt werden: Eine künstliche Intelligenz, der Industrial Copilot von Siemens für das Engineering, kann komplexen Automatisierungscode im Auftrag des Ingenieurs schnell generieren, optimieren und debuggen. Ingenieure können repetitive Aufgaben an den Industrial Copilot delegieren, was ihren Arbeitsaufwand deutlich reduziert und Entwicklungszeiten verkürzt. Der Digitale Zwilling und die Industrielle KI ermöglichen eine bis zu 50 % schnellere Schulung und Qualifizierung, eine bis zu 70 % schnellere Inbetriebnahme von Maschinen und einen bis zu 40 % geringeren Energieverbrauch.

Das Erfolgsrezept: Als Digital Enterprise die reale und die digitale Welt nahtlos verbinden

Möglich wird dies durch End-to-End-Lösungen von Siemens für die Pharmaindustrie. Ein ganzheitlicher Ansatz, das Enterprise Recipe Management, optimiert und beschleunigt den Transfer der Rezeptur in die Produktion und ermöglicht eine wissensbasierte Rezepturumsetzung. Dies verbindet die reale und die digitale Welt und ermöglicht einen durchgängigen Datenfluss. Pharmaunternehmen können so zu einem nachhaltigen Digital Enterprise werden, das die Lebenszyklen von Produkt und Produktion verbindet. Mit Siemens Xcelerator, der einfachen, flexiblen und offenen digitalen Geschäftsplattform, unterstützt Siemens Unternehmen aller Größen und Branchen dabei, diesen Wandel zu beschleunigen. So können Pharmaunternehmen den Wettlauf gegen die Zeit gewinnen!