一.生物制药行业面临的主要问题

在新药研发的过程中，除了药物的安全性、有效性的研究，药物如何以合适的方式做出来也是研究的重点。在这个过程中，需要通过各种不同类型的多次实验来确定合适的工艺路线。在中试过程中，需要用工程化的设备实现药物的生产，工艺的优化、设备的选型都要基于研发技术转移数据和多次物理实验。在工艺放大过程中，如何更有效利用中试的实验数据，减少试生产过程中的试验次数、物料消耗、缩短试产时间，一直是制药企业的关注点。

因此，制药工艺开发是药物发现后最需要大量实验时间、最漫长的环节之一，也是缩短整个药品研发周期的关键，全球的制药企业都在通过新技术、新方法来最大程度缩短这个时间周期。因此，数字孪生在生物制药中的作用性尤为。

二、生物制药数字化运维平台-数字孪生是一个不断迭代的过程

1．数字孪生功能的实现原理：

• 监控视频：通过现实的监控摄像头点位，和虚拟建模的结合，定位到摄像头在虚拟厂房内位置，再通过接入监控摄像头的数据，达到在数字化运维平台上可实时查看厂房内各个监控点的监控视频。

• 智慧门禁：通过门禁感应，了解门打开关闭情况，采集门禁控制器数据，统计各楼层门禁情况。

   

   

• 设备取数：通过设备取数，经过处理后统一在数字化运维平台二维面板和三维模型上展示。

   

   

• 告警：现场安装浮游菌、在线粒子等监测设备，当空气中的各类含量达到阈值，发出告警告警信息，工作人员可及时排查问题点。

   

2.迭代预期：虚拟实验

三、实现功能和效果

1.现阶段实现功能和效果

• 厂房鸟瞰：产房整体外观可视，楼层分层显示，产线排布一目了然

• 监控系统:视频监控摄像头可按楼层分层显示，点击聚焦具体摄像头，显示该摄像头监控画面。

• 能源管控：通过对设备的电流电压数据的接入，实时统计用电情况，出现电量异常情况及时作出有调整，减少用电量。

• 设备管理 ：点击聚焦设备，设备细节查看。厂房中的各类设备数据接入数字化运维平台，实时了解设备各项数据和运行情况。

• 告警系统：对设备进行监测，出现异常数据和情况显示告警信息。

• 消防：厂房内3D消防管道排布图、流向动画展示，让管理者可直观了解厂房安防布局。

• 管道流向：厂房内BMS的各类管道分颜色展示，了解空调系统的送风方向。

   

2.进一步迭代达到效果

①.提高研发效率，优化工艺开发

• 在虚拟世界中进行仿真优化，减少实际实验次数，节省物料与时间。

• 通过表征工艺过程的设计空间，量化并降低风险，保证产品质量。

• 利用实验室或批次生产数据进行模型校准，预测、设计并优化连续生产工艺。

  ②.加速工程化

• 将数据转化为知识与经验，促进工艺放大和技术转移，以更少的实验提高工程化效率、降低技术转移风险。

• 帮助企业评估控制策略，并支持申报。

  ③.提高生产运营效率

• 拥有先进的在线监控和生物反应软测量功能。

• 跟踪批次生产和连续生产中的物料传递。

• 培训操作员，帮助人员进行决策。

• 在虚拟工厂中，对可能出现的干扰和故障对控制系统进行测试。

   

四、关于华智

1.HZ3D简介

华智科技数字孪生可视化平台是一套基于国际 web3D 规范标准开发的B/S架构数字孪生可视化运维平台，主要包含 3D 图形引擎、数字孪生智能中枢、数字孪生数据集成总线。

2.华智科技数字孪生技术在生物制药行业应用的优势：

• 便捷：采用基于物联网架构，方便嵌入第三方业务系统，更容易实现数据模型互动。

• 自主：完全自主核心三维引擎开发，自由度大，可以满足不同客户的个性化需求。

• 经验:核心团队在智能制造领域耕耘20多年，有丰富的行业数字化和自动化经验，同时具有生物制药行业典型应用案例，可以为客户提供专业的数字孪生解决方案，避免少走弯路。

• 模型库：提供的HZ3D构建了生物制药行业的业务模型库、组件库、规则库，可以低成本快速构建同行业企业生物制药智慧解决方案。