连续工艺如何对应工业4.0？| 颇尔生物制药博客

在我前面的博客“连续工艺未来走向何方”中，我提出工艺集成和强化是连续工艺的关键驱动力，与工业4.0和人工智能（AI）对接。今天我想作进一步阐述。

现在我们经常听到‘工业4.0’¹的说法，这似乎已成为生物制药领域的生物工艺4.0。工业4.0源自于多年前的德国政府高科技战略项目，该项目旨在通过工业4.0推进制造计算机化，其驱动因素包括：

1. 垂直和水平价值链的数字化和集成
2. 产品和服务的数字化
3. 数字商业模式和客户入口

趋势是制造技术的自动化和数据交换，其中包括物联网（IoT）和‘数字孪生’。在这一背景下，我看到若干领域正在对接连续工艺，其中包括：

1. 自动化、控制和数据管理是未来新连续生物工艺的关键因素。
2. 在线分析支持推动提升产品质量和患者安全性以及工厂总产出。
3. 使用虚拟现实（VR）设计工厂布局并优化设备可用性
4. 创造数字孪生以评估各种连续生产场景，制定风险缓解策略

因此，数字孪生对我们意味着什么？数字孪生最初开发用于改进制造工艺，现在正被重新定义为生命体以及非生命体的数字化重现，使数据能够在物理和虚拟世界之间无缝传输。数字孪生可促进所有物理实体功能的监控、理解和优化的方式，对于人类而言，提供连续反馈以提高生活质量和福祉²。因此，数字孪生可描述如下³：

• 生命体以及非生命体的数字化重现
• 通过在物理和虚拟世界之间搭建桥梁，无缝传输数据，使虚拟实体能够与物理实体同时并存。
• 数字孪生是指可用于各种目的物理资产（实体孪生）、过程、人、地点、系统和设备的数字化重现。

通过应用Hakobio的解决方案开发工具平台⁴ ，我们可以创建连续生物工艺工厂的数字孪生，通过虚拟现实（VR）进入该工厂参观。我们可以快速设计连续生物工艺工厂、优化其布局和空间利用率、设备可用性以及工作环境。连续制造工厂的例子如：

如果能够有效进入连续型工厂，我们就可以评估工厂运行的比例布局：

可以继续采用该方法，虚拟现实使个人能够戴上使用专门的动作感应视频屏幕的眼罩，进入工厂。然后，用户可以在该工厂内走动，查看设备四周，好像本人在真实生产环境中。

利用虚拟现实，可以评估在工厂内增加或移动设备的影响，从而优化有限空间内的工厂布局，同时实现最有效地操作性。

展望未来，采用此类数字化方法，将能够实现数字孪生，以评估各种连续型生产场景，制定风险缓解战略，例如：

• 缓冲策略
• 消耗品更换
• 保护关键工艺步骤

利用它转向连续工艺数字化实现哪些附加值？我经常提出这样的问题，但答案是：我不知道！实际上，没有人像我们一样展望未来而不是回看历史！但是，我读过PTC的一本有趣的白皮书⁵，其题目为“定量制造数字化转型的价值”。该书阐述了该问题，或许可以让你深入了解哪里有潜在的节约，以及实施这些新做法可能实现的价值。

下次继续。        

参考文献：

References:

1. www.en.wikipedia.org/wiki/Industry_4.0
2. Digital twins: The convergence of multimedia technologies, Saddick, A. El (2018) IEEE Multimedia 25 87-92
3. www.en.wikipedia.org/wiki/Digital_twin
4. www.hakobio.com
5. Quantifying the Value of Digital Transformation in Manufacturing, White Paper, PTC Inc, 2019