利用制造过程的数字副本，制药行业正在探索虚拟技术的能力，以提高生产链的效率和敏捷性，并加快上市时间
COVID-19大流行尖锐地提醒世界，当需要疫苗时，生命就处于危险之中，时间至关重要。
为了加快疫苗的开发和生产，生命科学公司越来越多地利用一种在汽车制造和航空航天等行业已经使用多年的技术。数字双胞胎正在以超出预期的方式带来改变。
每天生产约200万剂疫苗的葛兰素史克公司是领先的公司之一。它与数字技术领导者西门子和Atos合作，试行数字双胞胎，以创建整个疫苗制造过程的完整和实时模拟。
在合作一周年之际，我采访了马特·哈里森葛兰素史克科学、数字创新和商业战略主管，谈到了该公司的经验教训，这对制药科学和商业可能意味着什么，以及他对疫苗开发的未来的预测。
也许首先要解决未来问题，我问马特，我们现在是否正在看着小规模生产设备的消亡。他说:“我认为短期内不会。”
马特·哈里森
“不，我认为这是工业4.0的一个很好的例子，代表了将物理世界的不锈钢与计算机、软件、数据和先进算法结合在一起，为制药制造业的变革创造机会时所能取得的进步。”
“我们利用数字双胞胎所做的事情超越了小规模的研发(R&D)，一直延伸到规模化和生产，并提供了一种控制制造过程关键质量属性的方法。这无疑是向前迈出的一步，我们对此感到非常高兴;我们也相信这是一个信息丰富的故事，对整个行业都有好处。”
“这是否意味着传统或批量制造的终结?不，它没有。就像其他行业一样，这意味着我们可以混合使用不同的技术，其中一些是完全自主的，另一些则依赖于运营商。这是基于我们所了解到的，我们开始提出的整体模型。”
我建议一个关键的驱动因素是流程优化，从而减少开发时间并加快推向市场的时间。
“绝对可以，”马特表示同意:“如果你能做的不是一直呆在实验室里制定实验计划，解决一个特定的问题或增加你对一个过程的理解——这可能需要几周或几个月的时间来运行这些测试，整理数据并制定下一步要做的事情等等——而是使用数字双胞胎，那么你就可以在世界上任何地方同时运行多个模拟，一天24小时。”
“这样做的目的是加速你对特定过程的深入理解。就关键质量属性而言，关键工艺参数的相互依赖性越大，程序就越复杂，探索每个参数如何影响其他参数就越重要。”
“目前，要达到这种程度的认识，就意味着让人类进入实验室，经历一个学习、理解和验证他们发现的过程。”
“数字双胞胎可以加速这一进程，并提高药物开发的通过率。当然，这只是故事的一部分;所有疫苗和药物都取决于临床试验的成功。”
“所以，是的，你可以加快人类的理解、药物开发、制造过程等，但你也需要快速跟踪临床研究的时间框架，以获得充分的效果。”
“最终，”马特继续说，“你对工艺参数之间的相互关系了解得越多，就越有可能使商业规模的生产更加灵活。
虽然加速开发过程可以获得好处，但如果你能随着时间从质量控制的角度转变为质量保证的角度，那么真正的价值就体现在制造环境中。”
“然后，你就进入了实时发布的领域，实际上，你甚至可以在制作之前预测产品的最终质量。对我来说，这才是它真正的价值所在。”
“这是我们的运营合作伙伴正在研究如何将这一愿景——以及试点规模实验的结果——从研发到制造环境。”
“与此同时，我们正在运行其他一些双胞胎来研究我们在疫苗方面的不同平台，研究(研究)如何流向运营和全面生产。这项工作仍在进行中，但我们认为这项应用确实令人兴奋。”
我不得不同意并建议，特别是在开发领域，使用数字孪生技术意味着你可以调查侵略性或边缘点，并推动任何过程的参数，而不用担心浪费任何活性成分或破坏设备，因为这都是数字模拟。
“的确如此，”马特说，“有各种各样的好处，从可持续性到减少浪费，而且不需要做那么多实验。在这种情况下，你可以从各种角度进行研究;最终，数字双胞胎测试平台使您能够更努力地推动，在您拥有的时间内做更多和更快的事情。它可以让你真正理解参数的相互依赖性，而这在现实环境中可能是不可能的。”
我们拥有更多的实验自由，更少的时间限制和更低的风险，这将以各种不同的方式为设计和开发空间带来更多灵活性。”葛兰素史克发现数字双胞胎技术的好处包括以下方面:
工业4.0的不断发展和实施意味着数据无处不在。当然，当涉及到优化运营卓越性或调整cqa并能够自信地进入下一个阶段时，大量的实时信息提供了对正在开发的流程或产品的更全面和更全面的视图。
“是的，”Matt说，“我们可以使用这个孪生系统来控制不同的单元操作——或者模拟它们——但我们也使用这个系统在一个放大的设置中物理控制一个过程。”
“当你在开发一种疫苗——或小分子——和/或做任何一种工艺改进时，CMC(化学和生产控制)有两个作用;它产生的数据使我们能够阐明过程到一个阶段，从而可以转移到操作;从本质上讲，它提供了我们需要的知识，能够告诉监管机构我们如何实际控制这一过程。”
“通过数字双胞胎，我们产生了大量数据，这些数据对一个组织具有内在价值，有助于进一步了解如何开发下一代产品。”
“这项技术所做的就是把所有的意识集中在一起，让你从几乎所有的实验中受益。与单独进行实验相比，您可以从这个实验中获得更多的东西，因为您可以访问大量的数据来增强和推动开发过程。与此同时，你也在用它来推动企业的知识和理解。”
最后，Matt补充道:“潜力是巨大的!我们GSK的长期计划是在我们的一些发现活动和未来所有新疫苗的生产中扩展和复制这种模式。最终目标是更快地为需要的人提供更多疫苗和药物。”
