制药​自动化:​更​高​产出,​更​低​复杂性

文章制药​与​生命​科学​洞察

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了解​如何​通过​有​针对性​的、​集成化​的​自动化​技术,​在​不​增加​不​必要​的​复杂性​或​导致​工艺​不​稳定​的​情况​下,​提高​制药​产量、​减少​停机​时间、​改善​可​追溯性,​并​提升​现​有​生产线​的​灵活性。

两​名​科尔​伯员工​在​仓库​里​用​平板​电脑​讨论​想法。

“如何​在​不​给​工艺​引入​新​的​不​稳定性​前​提下,​充分​挖​掘现​有​生产线​的​潜力?”​这​是​我们​与​制药、​生物​科技​及​生命​科学​领域​的​生产​负责人​交流​时,​几乎​每​一​次​都​会​听到​的​问题。​需求忽​高​忽低,​产品​组合​日益​复杂,​合规​追溯​的​要求​不断​加码,​这些​都​是​实实​在​在​的​压力。

这​正​是​自动化​发挥​作用​的​地方,​并​不​是​投入​更​多​的​设备,​追求​更快​的​速度​的​普遍​做法,​而​是​作为​一​个​切入点,​解决​流程​中​摩擦​最​多​的​那个​环节

并​非​更​多​自动化,​而​是​更​智能​的​自动化

制​药​产能​的​压力​并​非暂时​现象。​制药​行业内​的​生产​负责人​普遍​反映,​现在​的​需求​波动​越来越​剧烈,​市场​对​交付​延误​的​容忍度​也​在​不断​降低。​与​此​同时,​针对​制药​生产​的​独立​分析​显示,​非计划​停机​经​常​位​列​运营​成本​最​高​的​风险​之一,​甚至​排​在​物料​成本​和​人员​流失​之前。​将​这​两​个​趋势​放​在​一起,​结论​清晰​可见:​制药​企业​需要​更​充分​地​利用​现​有​资产,​让​生产​运行​变得​更​可​预测,​并​更​快响应​需求​变化,​而​这​一切​都​必须​在​不牺​牲​质量​与​符合文档​记录​的​监管​环境​下​实现。

在​这​种​情况​下,​自动化​并​非仅仅​是​技术​上​的​附加功能,​而​是​作为​坚实​的​基础,​以​同时​实现​三​大​目标:​更​高​的​产出、​更​强​的​可​预测性​以及​更​快速​的​响应​能力。

面对​产​能​压力​时,​人们​通常​会​本​能​地​采取​措施,​例如​自动化​个​别流程​环节、​更快​的​一​台​灌装​设备速、​增加​检测​系统​或​引入​新​的​机器​人​解决​方案。​这些​措施​或许​能​起到​一定​帮助,​但​很​少​真正​解决​根本​问题。​实际上,​运营​中​最​大​的​摩擦​并​非来自​单台​设备​本身,​而​是​设备​之间​相互​协作​时​产生​的​种​种​问题。

在​接口​与​交接​环节

当​产品、​数据​或​材料​在​各​工序​之间​需要​手动​交接​时,​等待​时间、​误差​来源​和​信息​丢失​就​会​随之​产生。​即使​生产线​在​纸面​上​实现​了​自动化,​但​每​个​接口​仍​依赖人​工​检查,​整体性​能​依然​受限。

在​物料​流​环节

原​材料、​包装​材料​和​半成品​如何​在​产线​中​流转,​往往​比​任何​单台​设备​的​周期​时间​(cycle time)​更​能​决定​实际​产出。​杂乱​无章​或​依赖​人​工​引导​的​物料​流会​造成​瓶颈,​而​只​有​纵观整​条​产线​时,​这些​瓶颈​才​会​显现。

在​产线​集成​环节

当​灌装、​灯检、​贴标​和​包装​不​是​作为​一​个​互联互通​的​系统​运行,​而​只​是​一​台​台来自​不同​供​应商​的​设备​串联时,​每​一​次​格式​切换、​每​一​次​中断​以及​每​一​次​维护​任务,​都​需要​单独​协同​一次。

在​重复性​人​工工序​环节

流程​中​有​一些​可​预测​的​节点,​比如​说,​人​工​审批、​人工​记录、​人​工​质检,​而​自动化​在​这里​的​效果立竿​见影,​直接​影响​周期​时间​和​错误率,​因为​这些​节点​重复,​有​规则性,​天然​具备​可​自动化​的​条件。

因此,​关键​差异不​在​于​你​上​了​多少​自动化,​而​在​于​你​是否​精准​地​将​自动化​应用​在​正确​的​节点​上。

自动化​能​为​生产​带来​的​具体​效益

当​自动化​应​用于​这些​关键​切入点​时,​其​影响​体​现在​四​个​相互​强化、​相辅​相成​的​维度​上:

  • 更​高​产出。当​接口、​物料​流转​产线集成​实现​协同​优化​时,​有效​产​出​将​显著​提升,​其幅​度​往往​远​超​单​机​优化​的​成效。
  • 更​少​停机​与​人工​干预。每​一​次​人工交接​都​是​一​个​潜在​的​出错点​和​延误点。​自动化​之后,​停机​时间​和​工艺​偏差​都​会​降低。
  • 具有​更​可​预测性​的​运营。自动化​流程​带来​一​致且​可​预测​的​周期​时间。​这​使​得​产​能​规划​更​具韧性,​在​需求​高峰期​或​季节性​波动​时​优势​尤​为​明显。
  • 对​需求变化​响应​更​快。一​条​实现​端​到​端​自动化​与​集成​的​产线,​在​换版、​扩产​或​适配​新​产品​规格​时,​速度​远​快于​那些​在​每​次​转换​中​仍​依赖​人工​协调​的​产线。

因此,​关键​的​切入​点不​在​于​单一​环节​改进​得​多​好,​而​在​于​所有​环节​如何​协同​运作。

在​实践​应用​中​是​什么​样子?

一​个​例子​就​能​把​这​种​差异​说​清楚。​一​条​由​分别​采购、​各​自​独​立验证​的​灌装、​灯检、​包装​设备​拼凑​而成​的​产线,​平时​运转​尚​可,​直到​需要​换版​的​时候,​问题​就​暴露​了,​每​台​设备​都​有​自己​的​控制​逻辑、​独立​的​数据​接口​和​各自​的​调试​时间。​换版​需要​几天​而​不​是​几​小​时,​因为​没有​人​真正​设计​过​整​条​产线​的​概念,​大家​只是​把​各​个​部分​凑​在​一起​而​已。

如果​从​一​开始​就​把​这​条​产线​当作​一​个​集成​系统来​设计,​采用​统一​的​控制​架构、​一套​共享​的​追踪​追溯​数​据​模型,​以及​从​设计​上​就​避免​瓶颈​的​物料流​的​逻辑,​整个​局面​将​发生​根本性​的​改变。​规格​切换​变成​参数​设定​的​问题,​而​不​是​一​个​个​项目。​某个​工位​出现​中断,​相邻​工位​会​自动​响应,​无需​人​工返工。​检测​数​据​直接​输入​贴标​和​序列​化​工序,​过去​每​天​都​要​耗费​大量​时间​的​人​工​检查​环节​便随之​消失。

结论:​自动化​作为​切入点,​在于​精准,​而​非规模

这​种​差异​不​在​于​部署​了​多​少​种​技术,​而​在​于​这些​技术​是​被​设计​为​一​个​整体​系统,​还是​仅仅​凑​在​一起​的​一​个​个​独立​的​方案。

这​意​味​着​评估​自动化​程度​时,​不​应​将​其​作为​一​个​笼统​的​目标,​而​是​要​对​照​真实​的​流程​数据​去​审视:​最长​的​等待​时间​出现在​哪里?​人​工​干预​最​多​的​地方​在​哪里?​设备​可用性​波动​最​剧烈​的​环节​在​哪里?​推动​自动化​决策​的,​应该​从​这些​实际​问题​出发,​而​不​是​被​新​技术​的​噱头​带​着​走。​如果​合作​伙伴​从​一​开始​就​用​统一​的​系统​逻辑来​审视​工艺​分析、​设备​制造、​检测​技术、​追踪​追溯​和​软件,​那么​他​就​能站​在​整条​产线​的​层面​回答​这些​问题,​而​不​是​逐个​工位​去​回答。​关键不​在​于​技术​由​谁​提供,​而​在​于​产线​的​控制​逻辑、​数据​模型​和​责任​划分,​是否​在​设计​之初​就​统​一​规划。

自动化​本身不​是​目的。​它​的​价值​不​在​于​尽​可能​多​地​覆盖​生产​步骤,​而​在​于​找准​那些​当前​流程​中​摩擦​最​大、​最​不​顺​的​环节​去​优化。​对于​面临​产​能​压力​的​制药​企业​而言,​这​并​非​学术​层面​的​概念​之争,​而​是​一​项​投资​究竟​是​“减少​了​复杂性”​还是​“无意​中​增加​复杂性”​的​分界线。

只要​自动化​用​对​了​地方,​“更​高​产出,​更​低​复杂性”​就​是​可行​的。


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Kevin Hillmann, Chief Digital Officer at Körber Business Area Pharma

Kevin Hillmann

业务​拓展​负责人,​柯尔柏医​药​科技​业务​领域

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