L'industrie 4.0 au service de l'industrie pharmaceutique : comment promouvoir la fabrication numérique dans les industries réglementées ?

Les fabricants de produits pharmaceutiques et biotechnologiques sont confrontés à un certain nombre de défis uniques à l'ère numérique. Alors que d'autres secteurs continuent de tirer parti des nouvelles technologies et d'accroître considérablement la productivité grâce à l'amélioration continue des processus, les secteurs réglementés sont souvent à la traîne en raison d'un taux d'adoption relativement plus lent. Les exigences strictes en matière de documentation, d'intégrité des données et de validation des processus consomment tellement la bande passante d'une entreprise qu'il ne reste que peu de ressources à consacrer aux efforts d'amélioration continue.

Malgré toutes ces frictions au changement, les solutions modernes offrent de nouvelles possibilités aux fabricants pour repenser la manière dont ils gèrent leurs opérations. Plusieurs technologies peuvent être déployées pour automatiser les tâches fastidieuses ou éviter les erreurs dans les processus en augmentant le nombre de techniciens.

En connectant les systèmes physiques et numériques, les fabricants peuvent garantir l'intégrité des données, accroître la visibilité de la production et prendre des décisions fondées sur des données afin d'améliorer continuellement leurs opérations.

Ce guide fournit une vue d'ensemble de la fabrication numérique pour l'industrie pharmaceutique, en mettant en évidence des stratégies spécifiques, des cas d'utilisationet des études de cas.

Considérez-le comme votre feuille de route pour développer des capacités numériques dans les industries réglementées.

Pharma 4.0 est un cadre permettant d'adapter les stratégies numériques au contexte unique de la production pharmaceutique.

En termes pratiques, ce cadre introduit une plus grande connectivité, une productivité accrue, une conformité simplifiée et la capacité d'exploiter les informations de production pour répondre aux problèmes dès leur apparition.

Le terme a été déposé par l'International Society for Pharmaceutical Engineers (ISPE ) afin d'aligner les composants cibles et les facilitateurs sur ce terme, et de fournir les meilleures pratiques pour accélérer la maturation numérique dans l'ensemble de l'industrie pharmaceutique.

Le cadre Pharma 4.0 préconise une approche holistique, en définissant des priorités pour les entreprises, l'informatique et la fabrication tout au long du cycle de vie d'un produit pharmaceutique.

Il s'agit d'aider les organisations à atteindre leurs "objectifs commerciaux en fonctionnant plus rapidement, en réduisant les coûts et en étant plus compétitives et plus souples".

Pharma 4.0 est plus qu'une simple approche des technologies numériques : Il s'agit d'un changement d'état d'esprit. Les fabricants doivent trouver de nouvelles façons d'identifier les problèmes et de mettre en œuvre des technologies avancées pour accroître l'efficacité et l'efficience dans le respect des exigences de conformité.

Qu'il s'agisse de connecter les travailleurs, d'introduire des flux de travail plus centrés sur l'humain ou de faire évoluer la culture d'entreprise, les humains sont au cœur de Pharma 4.0. En tant que tels, les entreprises doivent faire plus qu'automatiser les processus.

Pour atteindre ce niveau de fonctionnement, vous devez prendre en compte les éléments suivants :

• L'élimination des processus et de la documentation sur papier

• L'élimination des silos de données avec une meilleure communication tout au long du cycle de vie des médicaments

• Une relation moins conflictuelle avec les organismes de réglementation grâce à l'amélioration de la collecte et du partage des données.

• le passage à une approche intégrée et fondée sur le risque pour la validation

• la mise en œuvre d'une stratégie de contrôle holistique liée à la validation

• L'importance accrue des données pour l'assurance qualité et la conformité.

Pharma 4.0 envisage un paradigme de fabrication qui permet aux fabricants d'être agiles, d'évoluer rapidement, de connecter les ressources et les travailleurs et, en fin de compte, de produire des produits de meilleure qualité avec de meilleurs résultats pour les patients.

La maturité numérique est l'un des éléments facilitateurs du modèle opérationnel Pharma 4.0. D'une manière générale, il existe six stades de maturité numérique, comme le souligne l'Indice de maturité de l'industrie 4.0. Managing the Digital Transformation of Companies - UPDATE 2020. Pour atteindre la pleine maturité numérique, la transformation doit commencer dès maintenant - en commençant par l'informatisation pour rendre les opérations plus efficaces.

Au plus haut niveau de maturité, les entreprises s'adapteront d'elles-mêmes - avec la capacité de résister aux périodes de turbulences économiques et de modifier rapidement leurs objectifs commerciaux pour saisir les opportunités.

Pour réussir, les fabricants doivent adopter une approche méthodique dans laquelle chaque étape s'appuie sur la précédente :

1. L'informatisation : La première étape de la maturité consiste à automatiser les processus manuels simples en introduisant la technologie numérique. L'objectif est de trouver des tâches répétitives qui seraient mieux exécutées par des ordinateurs - créant ainsi la base d'une infrastructure numérique.

2. La connectivité : Il existe actuellement des silos de données parce que les systèmes informatiques, informatiques et de communication ne sont souvent pas synchronisés les uns avec les autres. Grâce à l'intégration des systèmes, les données peuvent circuler de manière transparente dans l'ensemble de l'organisation, ce qui permet aux membres du personnel d'accomplir leurs tâches plus efficacement.

3. Visibilité : C'est dans ce domaine que de nombreux fabricants commenceront à voir des améliorations progressives. Les personnes, les machines et les processus connectés créent un enregistrement numérique substantiel de la production qui peut être utilisé pour prendre des décisions en temps réel, fondées sur des données.

4. Transparence : L'augmentation du nombre de données permet d'obtenir de nouvelles informations sur des systèmes complexes. Les analyses avancées vous offrent des possibilités d'amélioration en constante évolution.

5. Prévisibilité : Des dossiers de production détaillés permettent aux fabricants de corriger les problèmes avant qu'ils ne se produisent.

6. Adaptabilité : Les systèmes anticipent les problèmes et prennent d'eux-mêmes les mesures qui s'imposent. À leur stade le plus avancé, ces systèmes deviennent autonomes et s'auto-corrigent.

Nous sommes encore loin d'une réalité dans laquelle les chaînes de fabrication de produits pharmaceutiques détectent les problèmes et s'auto-corrigent. Mais les fabricants peuvent dès à présent prendre des mesures pour passer d'une base de numérisation et de connectivité à des systèmes sophistiqués et prédictifs.

Avec la bonne stratégie en place, cet avenir n'est peut-être pas si éloigné. Les fabricants de produits pharmaceutiques peuvent réaliser des gains significatifs en trouvant de petites opportunités de numérisation et en commençant par là.

Définir une stratégie de transformation numérique ou trouver de petites opportunités d'amélioration évolutives ne sont pas des tâches anodines.

Si l'objectif est de devenir un système autonome et autocorrectif, la question se pose : Comment y parvenir ?

La réponse consiste à adopter une approche agile, en s'orientant vers une évolution régulière qui se traduira par des gains de productivité révolutionnaires. Commencez à apporter des changements dès maintenant et évoluez souvent ; n'attendez pas le big bang. Vous manquerez le train !

Si l'industrie 4.0 est souvent définie comme un ensemble de technologies convergeant vers l'atelier moderne, quelques concepts les relient toutes.

Le premier est l'internet industriel des objets (IIoT). Plus qu'une technologie, l'IIoT fait référence à la mise en réseau d'articles, de capteurs et de personnes disparates dans une installation de fabrication. Cette connectivité crée une image plus holistique des processus de fabrication et contribue à éliminer les silos de données.

L'autre concept clé est celui des systèmes cyber-physiques (CPS). Les CPS sont des réseaux qui combinent les apports humains et mécaniques pour améliorer la communication et le soutien entre les différents acteurs d'une usine. En termes plus simples, les CPS sont des systèmes connectés qui aident les personnes dans l'atelier en contextualisant leur activité dans les domaines numériques et physiques de la fabrication.

Les CPS aident les gens à prendre de meilleures décisions, à trouver de nouvelles possibilités d'amélioration, à optimiser l'affectation des ressources et à améliorer la qualité en créant des systèmes de travail plus réactifs. Avec les CPS, les humains travaillent main dans la main avec les systèmes de fabrication numériques.

Ensemble, l'IIoT et les CPS permettent une approche ascendante de la fabrication pharmaceutique. Les modèles de contrôle hiérarchiques nécessitent davantage d'informations avant de mettre en œuvre des changements. Avec l'IIoT et les CPS, le contrôle est émergent.

Par émergent, nous entendons que de nouveaux modèles apparaissent lorsque les systèmes numériques fonctionnent en harmonie. Plus précisément, l'augmentation de la quantité et de la qualité des informations permet aux fabricants d'identifier les problèmes locaux en temps réel et d'adapter leurs améliorations en conséquence.

Accepter l'émergence, c'est accepter de ne pas avoir toutes les réponses avant de laisser le système fonctionner et d'échantillonner ses résultats. Travailler avec l'émergence est essentiel pour créer de la valeur par l'évolution et non par la révolution.

L'intégrité des données est l'un des domaines dans lesquels Pharma 4.0 peut apporter la plus grande contribution. En fait, l'ISPE présente "l'intégrité des données dès la conception" comme l'un des résultats souhaités de la maturité numérique.

Malgré cela, de nombreuses entreprises pharmaceutiques continuent de s'appuyer sur une documentation papier sujette aux erreurs. Au cours de la fabrication, les ingénieurs enregistrent les états des machines, les informations sur les lots et les calendriers de production sur des formulaires papier. Ces registres demandent beaucoup de travail, sont sujets à des erreurs de transcription et sont difficiles à référencer. Les erreurs relevées à la fin du processus laissent souvent peu d'options disponibles pour les corriger.

Avec les solutions Pharma 4.0, les fabricants peuvent mettre en œuvre des contrôles de processus sur les données les plus critiques et détecter les écarts en temps réel. Il est ainsi possible de fabriquer avec une approche correcte dès la première fois, ce qui permet de gagner du temps dans la gestion des exceptions.

On craint souvent que le passage de flux de travail basés sur le papier à une installation axée sur la Pharma 4.0 nécessite une refonte de vos systèmes et la mise en œuvre d'un logiciel massif et monolithique pour améliorer l'efficacité. Cependant, le marché s'oriente vers des systèmes plus flexibles et adaptables - et la force motrice de ce changement est la composabilité.

Un logiciel composable est un système constitué par la combinaison de "blocs de construction" qui ajoutent de la flexibilité et de la valeur ajoutée à la fonctionnalité du logiciel. Cette structure de système est avantageuse car elle réduit le risque de changement tout en permettant une agilité opérationnelle.

Actuellement, les solutions monolithiques nécessitent des personnalisations ou des solutions ponctuelles pour combler les lacunes en matière de fonctionnalités. Elles obligent également vos processus à fonctionner autour de leurs solutions génériques. Avec une solution composable, en revanche, les entreprises pharmaceutiques peuvent construire leur propre solution qui s'adapte à leurs processus uniques.

Ces solutions permettent également un développement citoyen. De nombreux systèmes composables tendent à avoir des capacités sans code, ce qui accélère le cycle de développement logiciel et permet aux experts en processus de construire des solutions pour des cas d'utilisationspécifiques, en donnant le pouvoir à ceux qui comprennent le mieux les problèmes. Parmi les cas d'utilisation possibles, on peut citer l'élimination des erreurs dans les flux de travail grâce à des instructions de travailnumériques, la demande de signatures électroniques conformes à la norme 21 CFR Part 11 pendant les flux de travail et la création de tableaux de bord personnalisables afin d'obtenir une visibilité opérationnelle en temps réel.

L'avenir est composable car, contrairement à un système monolithique - qui nécessite des personnalisations coûteuses et de longs délais de mise en œuvre - les logiciels composables ont un temps de retour sur investissement plus rapide, ce qui permet aux entreprises pharmaceutiques de voir grand, de commencer à petite échelle et d'avancer rapidement.

Voyons comment les fabricants créent déjà de la valeur grâce aux solutionsPharma 4.0.

Les journaux de bordélectroniques documentent automatiquement les informations de production pertinentes, rationalisant ainsi un processus manuel tout en améliorant considérablement l'intégrité des données. Ces journauxpeuvent compiler et intégrer des informations provenant des machines et des opérateurs, ce qui accroît la visibilité du processus. En outre, les journaux électroniques peuvent intégrer des photos, des notes, des codes de raison, des enregistrements de l'historique des appareils et des emplacements, fournissant ainsi un enregistrement plus holistique de la production que les formulaires papier.

Les registresélectroniques garantissent que les informations sont attribuables, lisibles, contemporaines, originales et exactes (ALCOA).

Comme ces registres sont numériques, ils sont facilement accessibles pour prouver la conformité.

De nombreux processus de dédouanement des lignes sont des changementscomplexes qui prennent beaucoup de temps. Avec les processus sur papier, les travailleurs peuvent passer beaucoup de temps à chercher l'étape suivante ou à valider l'exécution de l'étape précédente, ce qui réduit le temps dont ils disposent pour progresser dans la procédure.

Les applications interactives et numériques de dédouanement des lignes peuvent faciliter la navigation. Les instructions de travailnumériques, compatibles avec l'IoT, guident les utilisateurs à travers les SOP - ce qui augmente l'efficacité tout en garantissant que le travail est exécuté correctement et validé automatiquement. Les applications enregistrent la durée de chaque étape du processus, ce qui sert à améliorer la visibilité du processus et permet aux ingénieurs de localiser les zones d'amélioration du processus. Comme ces applications collectent et communiquent des données en temps réel, les ingénieurs peuvent visualiser l'état du processus au fur et à mesure que le travail se déroule, ce qui permet de réduire les temps d'arrêt et d'améliorer la planification.

L'examen des dossiers de lot nécessite l'agrégation et l'examen d'une quantité substantielle de données de fabrication et de documentation sur les processus.

Une grande partie du travail consacré au processus de révision consiste à identifier les entrées incorrectes ou illisibles et à corriger les enregistrements afin que toutes les informations de production soient disponibles pour un lot donné.

Grâce aux outils de Pharma 4.0, les fabricants peuvent faire de la collecte et de la validation des données une partie continue et transparente du processus de fabrication. Les informations sur les processus de fabrication sont automatiquement collectées au fur et à mesure que les opérateurs et les machines travaillent, et toutes les données sont ainsi attribuables, lisibles, contemporaines, originales et exactes.

Lorsque le moment est venu d'examiner le dossier de lot, les informations nécessaires sont accessibles et faciles à lire. Les fabricants peuvent consacrer plus de temps à assurer la qualité d'un produit et moins de temps à corriger les erreurs de transcription. Avec plus de données disponibles, il est plus facile de signaler les éléments à examiner par exception.

Le plus grand obstacle à l'amélioration des processus dans la fabrication de produits pharmaceutiques n'est pas toujours lié aux contraintes réglementaires. Dans de nombreux cas, il peut s'agir d'un manque de visibilité des processus.

Grâce aux appareils IoT et aux applications de fabrication centrées sur l'homme, les fabricants peuvent décomposer les processus complexes en leurs étapes constitutives, créant ainsi une image granulaire des performances des travailleurs sur la ligne. Les applications permettent aux ingénieurs de suivre les performances de chaque opérateur à chaque étape. Cela permet aux ingénieurs d'identifier les situations dans lesquelles une formation supplémentaire peut s'avérer nécessaire. Elles les aident également à faire la différence entre une mauvaise performance de l'opérateur et une mauvaise conception du processus.

D'après notre expérience, bon nombre de ces changements sont progressifs et peuvent entraîner des gains significatifs en termes de qualité et d'efficacité sans déclencher d'audit ni nécessiter de revalidation.

L'IIoT permet de réagir aux changements des conditions environnementales au fur et à mesure qu'ils se produisent. Cette capacité permet de gagner un temps considérable dans la surveillance des salles blanches qui nécessitent normalement la présence d'un technicien sur place qui se soumet à un processus d'habillage et d'aseptisation, enregistre les informations sur papier et documente les données dans un ordinateur. Les capteurs connectés peuvent détecter si les conditions dépassent les seuils établis et alerter les techniciens pour qu'ils prennent les mesures appropriées avant d'interrompre la production.

De nombreux processus de fabrication nécessitent un investissement important dans la formation. Ce défi est encore exacerbé pendant les périodes de forte rotation du personnel, qui se traduisent par une perte de connaissances spécialisées au sein de l'équipe. La formation peut être lente, car les fabricants ont souvent du mal à reproduire des scénarios de production réels dans leurs programmes de formation. Les longues durées de formation sont coûteuses, diminuent la productivité et réduisent la qualité si les techniciens ne sont pas formés correctement.

Grâce aux applications de fabrication, les fabricants peuvent concevoir des applications de formation spécifiques à l'industrie pharmaceutique afin que les employés soient rapidement opérationnels. Les ingénieurs peuvent décomposer les processus à plusieurs étapes en leurs éléments constitutifs à l'aide de modules ciblés et intégrer des médias tels que des vidéos et des images pour faciliter la transmission des informations à différents types d'apprenants. S'il n'est pas possible de retirer les travailleurs de la chaîne de production pendant les périodes de recyclage, les applications de formation peuvent être configurées pour faciliter la formation sur le lieu de travail.

Les fabricants peuvent même simuler des processus en exécutant des applications de formation dans un environnement d'essai à l'aide d'espaces de travail. Cela permet de créer un environnement distinct qui vous permet de suivre les performances des opérateurs sans que les données de formation n'influent sur les données de production.

Les fabricants génèrent quotidiennement une quantité considérable de données dans le cadre de leurs activités. Pourtant, la plupart de ces données ne sont pas utilisées comme base d'informations sur la production. Cela est dû au fait qu'elles peuvent être trop lourdes ou non structurées pour être utiles (on parle également de "Data Rich, Information Poor" ou DRIP).

L'une des promesses de Pharma 4.0 est l'amélioration de l'interprétation des données collectées tout au long du cycle de vie d'un produit. Grâce aux progrès de l'intelligence artificielle (IA) et de l'apprentissage automatique, les systèmes sont mieux à même d'analyser et de trouver des liens dans de vastes ensembles de données.

LE DÉFI

Un fabricant de produits pharmaceutiques figurant dans le top 10 utilisait encore des carnets de bordpapier pour saisir les informations au cours des opérations quotidiennes. Cela générait d'énormes quantités de données qui ne pouvaient être consultées que dans des salles blanches. Grâce à une étude interne, ce fabricant pharmaceutique s'est rendu compte qu'il passait des heures par semaine à revêtir l'EPI et à se désinfecter simplement pour entrer dans une salle blanche afin de récupérer des données sur papier. Cette situation était inacceptable.

LA SOLUTION

Le fabricant pharmaceutique a mis en place la solution de carnet de bord électronique de Tulippour capturer automatiquement les données et éviter les erreurs dans leurs flux de travail - ce qui leur a permis de gagner du temps et d'augmenter leur productivité. Ces carnetssont capables d'enregistrer qui accomplit la tâche, où et quand dans une piste vérifiable.

En utilisant des menus déroulants, le fabricant a rendu la saisie des données plus rapide et plus facile. Maintenant que ces informations sont entièrement numérisées, le chef de service est en mesure d'accéder à toutes les données contenues dans les carnets d'équipement à partir de plusieurs salles - de n'importe où et à n'importe quel moment.

LE DÉFI

Un autre fabricant a utilisé les techniques de Pharma 4.0 pour améliorer un changement de ligne complexe. Ce processus prenait 14 jours parce que les opérateurs devaient naviguer dans un SOP papier de 80 pages, documenter chaque étape pour créer une piste vérifiable, et rapporter leurs progrès pour que l'équipe d'opérateurs suivante puisse prendre le relais. Si une étape était omise ou si une erreur était commise, la correction pouvait être extrêmement coûteuse et prendre beaucoup de temps.

LA SOLUTION

Cette entreprise a utilisé des instructions de travailnumériques pour guider les opérateurs étape par étape, avec des images et des vidéos intégrées pour plus de clarté. Ces instructions de travailpeuvent être configurées de manière dynamique avec une logique "si ceci, si cela" pour tenir compte des points de décision dans le processus de changement. Les paramètres et valeurs critiques du processus ont été automatiquement enregistrés dans les données de l'application avec des horodatages et des signatures électroniques pour se conformer aux pratiques GxP.

En rendant ce processus plus centré sur l'humain, l'entreprise pharmaceutique a pu réduire la charge de la documentation et sécuriser ses flux de travail. Les opérateurs n'ont plus besoin d'enregistrer manuellement les informations sur papier, ce qui leur permet de se concentrer sur l'exécution correcte de la tâche dès la première fois.

La numérisation des opérations a également permis de suivre les processus de changement de ligne en temps réel. L'équipe suivante était prête à reprendre toutes les tâches en suspens, avec des mesures concrètes à prendre, et les responsables ont bénéficié d'une visibilité sur les progrès de la production.

L'industrie pharmaceutique évolue rapidement.

Alors que la FDA et les fabricants envisagent tous deux un monde dans lequel la conformité est un exercice collaboratif de moindre importance, l'équilibre entre l'amélioration continue et la conformité restera essentiel dans les années à venir.

La promesse de Pharma 4.0 réside dans sa capacité à libérer un nouveau potentiel de productivité et de qualité tout en faisant de la conformité une partie intégrante du processus de fabrication.

Les fabricants qui prennent les mesures nécessaires pour s'engager dans un avenir numérique peuvent désormais bénéficier d'une conformité transparente, mais cela ne doit pas s'arrêter là.

En adoptant une stratégie Pharma 4.0, vous pouvez accroître la connectivité, l'efficacité et l'agilité.