Gêmeos digitais — uma réplica digital do chão de fábrica — são uma parte importante da rápida transformação digital da manufatura tradicional conhecida como Indústria 4.0 Farmacêutico 4.0?
Os fabricantes farmacêuticos estão cada vez mais interessados nos princípios da Indústria 4.0, incluindo o uso de gêmeos digitais para simular, testar e otimizar processos de fabricação em um computador antes de usá-los na produção, de acordo com a consultoria de tecnologia Pesquisa ABI. Ele projeta que os gastos dos fabricantes farmacêuticos em ferramentas de análise de dados – incluindo o gêmeo digital – cresçam 27% nos próximos sete anos, atingindo US$ 1,2 bilhão em 2030.
Assim como outros fabricantes, os fabricantes de produtos farmacêuticos planejam usar as ferramentas digitais para aumentar a produtividade e rastrear suas operações.
SaaS AI
A Basetwo, com sede em Toronto, mudou-se recentemente para esse mercado com sua plataforma de inteligência artificial (AI) de software como serviço (SaaS). Hoje, a empresa de um ano anunciou uma próxima rodada de financiamento de sementes de US $ 3,8 milhões liderada pela Glasswing Ventures e Argon Ventures.
“Quando você tem um gêmeo digital, pode usá-lo para executar todos os tipos de cenários. Tipo, se eu mudar essa alavanca ou botão, como esse impacto gera eficiências?” disse Thouheed Abdul Gaffoor, cofundador e diretor executivo da empresa. “Você pode descobrir as melhores maneiras de operar os biorreatores e as colunas de cromatografia em vez de fazê-lo com protótipos reais.”
A McKinsey observa que o tipo de análise que os gêmeos digitais fornecem, em conjunto com outras tecnologias da Indústria 4.0, como robótica e automação, normalmente aumentam a produtividade dos fabricantes farmacêuticos entre 50 e 100%. Instalações de desempenho médio podem ter melhorias de 150 a 200%, de acordo com a empresa de consultoria de gestão.
A plataforma de software sem código Basetwo usa IA para encontrar e aprender correlações entre vários pontos de dados retornados pelo cenário simulado digitalmente.
Na indústria farmacêutica, os biorreatores são usados na indústria para produzir compostos e substâncias com a ajuda de células ou organismos inteiros. Esses compostos são então usados como produtos acabados ou passam por etapas adicionais de processamento para obter um composto isolado, como vacinas ou proteínas. As colunas de cromatografia separam os compostos químicos. Ambos são equipamentos vitais – e caros – que não podem suportar tempo de inatividade e devem operar com eficiência para obter o máximo de economia de custos.
Mas o tempo de inatividade pode acontecer quando, por exemplo, os biorreatores podem ser contaminados por meio de manutenção inadequada, falha de equipamentos ou se as portas de alimentação não forem esterilizadas por tempo suficiente ou em temperaturas altas o suficiente. Às vezes, gaxetas ou O-rings estão ausentes ou vedados incorretamente.
Por esse motivo, os gêmeos digitais também são usados para rastrear problemas de manutenção e operação e identificar peças que estão prestes a falhar, para que possam ser substituídas em breve. Para isso, o gêmeo digital retrata as condições reais de operação, graças às informações recebidas continuamente dos diversos sensores do equipamento via Internet das Coisas (IoT),
Casos de uso abrangendo setores
Gaffoor ofereceu outro exemplo – uma empresa farmacêutica que fabrica terapias biológicas para artrite reumatóide ou tratamento de câncer. A proteína para tal terapia seria produzida em um biorreator.
“Um engenheiro pode usar nossa plataforma para extrair dados do biorreator e construir um modelo de simulação do biorreator e um gêmeo digital”, disse ele. “Então, o engenheiro pode fazer experimentos como, ‘e se eu mudar a temperatura ou o pH da cultura de células?’ Como isso aumentará o rendimento dessa proteína?” disse Gaffor.
A plataforma também pode simular como equipamentos como um biorreator funcionarão com ferramentas a jusante, como um sistema de filtragem, acrescentou.
Embora a ferramenta Basetwo tenha sido desenvolvida para empresas farmacêuticas, ela pode ser usada em indústrias adjacentes, como produtos químicos, alimentos e bebidas e bens de consumo, disse Gaffoor.
Empresas maiores, como a Atos-Siemens, fabricam plataformas digitais gêmeas com inteligência artificial para a indústria farmacêutica. A Dassault Systèmes também fabrica o software. Em ambos os casos, as plataformas não se concentram especificamente na indústria farmacêutica, mas podem ser adaptadas a essa aplicação.
Uma razão para o movimento de gêmeos digitais no espaço farmacêutico é que o número de aprovações de novos medicamentos da FDA tem aumentado constantemente nas últimas duas décadas. Entre 2000 e 2008 a agência aprovou 209 novos medicamentos; esse número saltou para 302 entre 2009 e 2017.
“Tem havido tanto investimento em pesquisa e desenvolvimento, mas o investimento [in analysis software] não alcançou”, disse Gaffoor.
Ele espera ajudar a resolver essa lacuna com o software de análise de baixo custo da Basetwo.
A plataforma de IA também pode ajudar com a escassez de mão de obra que afetou toda a indústria manufatureira nos últimos dois anos. Antes que as plataformas de IA, como a Basetwo, estivessem disponíveis, engenheiros e operadores de processo altamente qualificados rastreariam manualmente como o equipamento estava funcionando. Eles usariam software mais antigo ou até mesmo técnicas baseadas em papel para determinar a melhor forma de melhorar a eficiência e a produção.
A plataforma sem código Basetwo, por outro lado, requer poucas habilidades de programação para construir e implantar modelos digitais rapidamente.
A Basetwo usará o financiamento inicial para contratar cientistas de dados e engenheiros de plataforma para acelerar o desenvolvimento da plataforma, disse Gaffoor.