Modellbildung und Simulation in der Produktion eines Pharmakonzerns; Optimierung und Analyse der praktischen Anwendbarkeit computerunterstützter Simulation in der Praxis

Abstract

Die Aktualität des Themas Simulation ist nach wie vor in vielen Bereichen unserer Gesellschaft gegeben. Gerade in Zeiten wirtschaftlicher Krisen, gilt es Ursachen-Wirkungsprinzipien auszuloten und möglichst gute Prognosen über Veränderungsmöglichkeiten und Optimierungsmaßnamen für Unternehmen und staatliche Systeme zu erstellen.<br />Das zentrale Forschungsziel dieser Arbeit ist, einen Teil eines komplexen pharmazeutischen Produktionsprozess als Simulationsmodell abzubilden und anhand der Ergebnisse die Anwendbarkeit und den Nutzen für das Unternehmen aus pragmatischer Sicht abzuleiten. Nach der Aufarbeitung der wesentlichen wissenschaftlichen Grundlagen im Simulationsbereich, wird die Herstellung der Fraktion II-Paste simuliert. Die Fraktion II-Paste stellt ein aufwendig bereinigtes Proteinzwischenprodukt dar, welches aus menschlichem Blutplasma gewonnen wird und für andere Produkte der Octapharma als Grundlage dient.<br />Im ersten Schritt wird über eine Situationsanalyse das Umfeld des Simulationsprojektes erörtert. Die daraus gewonnenen Erkenntnisse dienen als Basis für die Zielformulierung, den konzeptionellen Modellentwurf und die Planung der Experimente. In der darauf folgenden Modellentwicklung in AnyLogic werden iterativ die Schritte der Verifizierung und Validierung zur Überprüfung des Simulationsmodells, beziehungsweise zur Fehlerbehebung, verwendet. Nach einer abschließenden Gesamtmodellvalidierung ist die Richtigkeit und Gültigkeit für das erstellte Simulationsmodell sichergestellt.<br />Aufbauend auf dem validierten Modell kann eine variantenreiche Simulation die verschiedenen Szenarien der Produktion durchspielen und so helfen, Optimierungen aufzufinden. Anhand des Simulationsmodells des Produktionsprozesses werden durch Experimente planerische und optimierungsrelevante Fragen beantwortet. Im letzten Schritt, der Interpretation, wird eine allgemeine Modellanalyse anhand des Simulationsmodells im definierten Gültigkeitsbereich durchgeführt und anhand der Experimente die prognostische und dynamische Gültigkeit diskutiert.<br />Zusammenfassend kann gesagt werden, dass bei den hier gezeigten Ergebnissen für den Produktionsprozess das Modell nicht mit dem realen System verwechselt oder gar als gleichwertig angesehen werden darf. Die Brauchbarkeit für die Produktion in Pharmaunternehmen ist trotzdem eindeutig gegeben, als Ergebnis dieser Arbeit festgehalten und ausreichend analysiert worden.<br />Um den maximalen Nutzen für das Unternehmen zu erreichen, ist es jedoch erforderlich nicht nur Teilbereiche, sondern die gesamte Produktionslandschaft in Simulationsmodellen abzubilden (besonders wenn die Produktionsprozesse nicht unabhängig von einander ablaufen!).