Digitale Bioprozesse als Schlüssel für industrielle Wettbewerbsfähigkeit
Siemens startet neues „Living Lab“ in Wien.
Der Wettbewerbsdruck in Pharmabranche, chemischer Industrie und Lebensmittelerzeugung steigt kontinuierlich. Diese Industriezweige suchen laufend nach effizienteren, günstigeren und qualitativ hochwertigeren Methoden für die Produkterzeugung und diese basiert zumeist auf der Basis von Bioprozessen mit lebenden Bakterien als Grundstoff.
Um diese Branchen bei qualitativ hochwertigeren und effizienteren Prozessen zu unterstützen, eröffnete nun Siemens in Wien ein „Living Lab“ für die Digitalisierung von Bioprozessen. In diesem Living Lab werden Forschung und Anwendung in realer Umgebung kombiniert und dabei können individuelle Bioprozesse für Kundenbedürfnisse modelliert, simuliert und optimiert werden.
Die Basis dafür sind Daten und ihre intelligente Analyse. Beispielsweise wird der physische, rein biologische Gärungsprozess in einem digitalen Zwilling aus Daten exakt abgebildet. Dadurch wird er steuerbar, wiederholbar und dokumentierbar – was dann auch die Basis etwa für die Zulassung von Medikamenten ist. „Das Bioprozesslabor ist unsere Werkstätte, in der Forschung und Anwendung zusammentreffen, um für unsere Kunden konkrete Wettbewerbsvorteile zu schaffen. Das Ergebnis der Arbeit im Living Lab ist dabei aber kein Produkt sondern Algorithmen und Formeln,“ so Wolfgang Hesoun, CEO von Siemens Österreich.
Wesentlicher Schritt zur Wettbewerbsfähigkeit
Die Entwicklung neuer Produkte in der prozesstechnischen Industrie ist sehr aufwändig und sowohl kosten- als auch zeitintensiv. Egal ob es sich um Medikamente, Lebensmittel oder chemische Produkte handelt : Gesetzliche Vorschriften müssen eingehalten und hohe Qualitätsanforderungen erfüllt werden. Diese Kriterien wurden bisher meist erst nach der Produktion in standardisierten Verfahren überprüft. Das hat im Fehlerfall die Folge, dass die gesamte betroffene Charge nicht freigegeben wird.
Zudem war es oftmals schwierig, die Fehlerquelle zu eruieren – was wiederholte Verluste verursachen konnte. Die Lösung dieses Problems liegt in der Digitalisierung prozesstechnischer Anlagen über ihren gesamten Zyklus : Vom Engineering über den Betrieb bis zur laufenden Optimierung. Dazu ist es nötig, mittels intelligenter Mess- und Automatisierungstechnik den Prozess zu überwachen. Aus hunderten gewonnenen Daten werden mit Hilfe von Algorithmen und statistischen Modellen die richtigen Schlüsse gezogen. In weiterer Folge kann aktiv in den laufenden Prozess eingegriffen werden, um ihn zu optimieren.
Personalisierte Medizin
Maßgeschneiderte Medikamente könnten die Wirkung von Arzneimitteln vorhersehbarer machen und Nebenwirkungen minimieren. Der Trend zur personalisierten Medizin wird künftig die Fertigung kleiner Serien forcieren. Für die Produktionsprozesse bedeutet das, sie müssen erheblich flexibler werden. Der Schlüssel dafür liegt in der entsprechenden Digitalisierung und Automatisierung von Anlagen, die einen schnellen Wechsel von Rezepturen und Prozessfolgen ermöglicht.
Besonders in der Pharmabranche gilt es, mittels Prozessanalysetechnik Qualitätsvorgaben und kritische Prozessparameter während der Produktion in Echtzeit zu überwachen. Treten Abweichung auf, kann der Prozess künftig mit den Innovationen aus dem Biolabor von Siemens nachjustiert werden, ohne den Betrieb unterbrechen zu müssen. Der Vorteil ist, dass die Qualitätskontrolle nicht erst beim Endprodukt stattfindet, sondern bereits im Prozessverlauf geprüft wird. Fehler können frühzeitig vermieden werden, und Chargen schneller freigegeben werden.