GSK帕尔马工厂是意大利的一家生物制药生产基地，专门帮助以科学为主导的全球医疗保健公司GlaxoSmithKline和其他第三方将新产品推向市场。2020年，管理层启动了一项资金项目，用基于新技术的无菌生产设施代替该地点的无菌生产设施。该项目的一个关键目标是最大限度地降低对关键生物制药供应的风险。
对于该项目的分析、规划和决策支持，GSK与屡获殊荣的技术应用公司Decision Lab合作。
问题：制药生产的产能规划
为了满足在无菌环境中生产的监管要求，GSK位于意大利帕尔马的工厂需要升级其药品生产线。最大限度地降低关键药物供应的风险，同时，管理不断增加和变动的需求预测，是成功开展这些工作的主要挑战。
在开始实施之前，管理层决定仿真模拟出制造设施。仿真建模可以在新制药设施开始工作之前，对流程进行安全测试和优化，但它需要考虑大量的输入参数。
成功与否取决于对设施的整体规模和操作模式的准确预测和理解。对于设施，规划人员想要考虑关键设备的数量、大小和容量。而且，对于操作模式，他们需要考虑员工人数、轮班模式、清洁时间表等。
通过仿真模型，管理层想要一种决策支持工具，该工具可以通知设备采购并执行吞吐量优化以提高产能。该模型还将帮助构建潜在设计解决方案的商业案例，并根据关键价值驱动因素对其进行评估：
- 资本支出（capex）
- 运营支出(opex)
- 备用容量
- 设备尺寸
- 净现值（NPV）
- 商品成本（COG）
- 利用率水平
解决方案：药品生产仿真
Decision Lab和GSK分两个阶段创建了生产仿真模型。第一阶段包括生产过程，并使用离散事件仿真来诠释GSK帕尔马工厂的复杂制造活动。
第二阶段是关于信息传递， 可视化，并创建设施的数字孪生。
使用AnyLogic 仿真建模软件的DXF CAD文件导入工具，模型设计者准确地展示了设施场地的平面图。机器的工作流程、操作人员的活动和其他流程，以明确定义主流程和子流程的方式进行了建模和可视化。
由于 AnyLogic仿真建模平台的自定义可扩展性，设计人员可以添加自定义热力图来显示操作人员的活动。此功能对于无菌设施很重要，因为它有助于集中清洁工作。
模型的每个部分都是为了帮助进行场地规划而构建的，因此设计非常灵活。例如，为了对比不同情形，模型操作者可以轻松调整参数，如机器和操作人员的数量。
药品生产工厂决策支持
在设施设计阶段，规划人员使用该模型分析了200多个潜在的业务场景。由于第二阶段对模型可视化特性的工作，仿真的运行结果很易于观察。
仪表板以一种从底层复杂性和并行流程中抽象出来的方式来布置流程。可以在甘特图上查看生产情况以了解流程时间，并以3D形式查看生产情况以了解它们是如何执行的。通过一种简单的方法来查看流程所需要的时间，该模型可以告知何时启动决策。
3D视图有助于吸引各级相关人员，证明该模型不仅仅是一个“提供答案的黑匣子”，并加强了设计阶段的论据。
结果：优化药品生产
与传统分析工具不同，AnyLogic支持的动态仿真方法为未来生产线的配置和操作方式提供了有意义的观察方式。仿真模型为规划人员提供了快速而广泛的场景和选项分析，明确了原始设计中的关键约束和敏感性。
建模阶段的稳健性，以及模型为决策者提供的强大支持，导致项目快速获得批准。在阶段性批准阶段，没有任何延误，项目的下一阶段可以按时开始。
此外，成本节约来自于准确确定设备需求而不是过度采购。出于对设备需求的信心，预计总体资本支出将降低20%。
未来，GSK 制药工厂的工程师将继续使用该模型进行规划，并希望测试机器学习以进一步优化流程。
Decision Lab的Joy Kuo和GSK帕尔马工厂的Giovani Giorgio在AnyLogic 2021年度会议上介绍了该项目及其研究结果——对新制药工厂概念的制造仿真，以支持关键设计决策。
