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连续工艺如何对应工业4.0?| 颇尔生物制药博客

2019年8月14日

 

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:

virtual lab builder

 

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:

 

virtual lab

 

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

 

industry 4.0

Peter Levison – 业务开发执行董事

Peter Levison博士拥有曼彻斯特大学生物化学博士学位,他在米尔顿凯恩斯公开大学商学院获得MBA。Peter是各种专业机构的会员。
Peter Levison博士拥有曼彻斯特大学生物化学博士学位,他在米尔顿凯恩斯公开大学商学院获得MBA。Peter是各种专业机构的会员。
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