Einsatz von Prozesssimulation in der pharmazeutischen Industrie. Dr. Norbert Egger Sanofi-Aventis Deutschland GmbH 15.

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Oldwig Morgenstern
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1 Einsatz von Prozesssimulation in der pharmazeutischen Industrie Dr. Norbert Egger Sanofi-Aventis Deutschland GmbH 15. September 2009

2 Übersicht Das Unternehmen sanofi-aventis Dr. Norbert Egger Einführung Ein Prozess Hintergrund - Wirkstoffproduktion Aufgabenstellung Produktionsprinzip Ein Beispiel Kennzahlen des abgebildeten Prozesses Simulation - Einführung Logik - Auswertung Simulation - Ergebnisse Aufgabenstellung erfüllt? Danksagung

3 Das Unternehmen sanofi-aventis 2008 sales: 27.6 billion A broad portfolio of pharmaceutical products: prescription medicines, consumer healthcare (OTC) generics World leader in vaccines Presence across both traditional and emerging markets Nearly 100,000 employees in over 100 countries Quelle ( ):

4 Dr. Norbert Egger Alter: 45 Jahre Beruf: Chemiker Berufserfahrung: Chemische Analytik Qualitätskontrolle Qualitätssicherung Site Manager (Produktion)

5 Einführung Forschung Herstellung - Vertrieb Die Herstellung von Arzneimitteln Wirkstoffproduktion Fertigarzneimittelherstellung Wirkstoffproduktion Herstellung großer Mengen von Wirkstoff Spezialsektor der chemischen Industrie

6 Einführung Ein Prozess Rolle: Kaffeekocher (Mensch) Kaffeemaschine Ressource: N. Egger Kaffeemaschine 1

7 Hintergrund - Wirkstoffproduktion Herstellung von Wirkstoffen erfolgt in Batchverfahren Mehrere Wirkstoffe werden parallel in einem Betrieb hergestellt Herstellung eines Wirkstoffes hat mehrere Syntheseschritte mit oder ohne Isolation des Zwischenproduktes

8 Aufgabenstellung Kann eine Simulation bisher unerkannte Engpässe aufdecken? Nutzen / Aufwand eines nichtchemischen Simulationstools für die chemische Prozessindustrie Erreicht man durch Simulationen eine Optimierung der Ressourcenauslastung

9 Produktionsprinzip A + B Wärme, Rühren Lösemittel 1 C + Y + Z Trennen C Y + Z+ Lösemittel 1 Aufarbeiten Nächster Syntheseschritt Abfall Wiederverwendung Nächster Syntheseschritt Y + Z Lösemittel 1 Abfall Wiederverwendung

10 Ein Beispiel

11 Ein Beispiel Rolle Dauer Aktivität

12 Kennzahlen des abgebildeten Gesamtprozesses Synthese von 3 Produkten mit 28 Syntheseschritte (=Ablaufdiagramme) 317 Aktivitäten (z. B. Erwärmen, Trennen) 400 Objekte (z. B. Rohstoffe, Zwischenprodukte) 270 Rollen (z. B. Mitarbeiter-Rollen, Kessel) 250 Ressourcen (z. B. Kessel IIa, Schichtmitarbeiter 1)

13 Simulation - Einführung Kaffeepulver, Wasser sind in beliebiger Menge vorhanden Rolle: Kaffeekocher (Mensch) Kaffeemaschine Ressource: N. Egger Kaffeemaschine 1 Aktiv (in min.) 5 10 Verfügbarkeit Mo. bis Fr. 1 bis Uhr bis Uhr Mo. bis So. Simulationsergebnis: Menge an produziertem Kaffe pro Tag

14 Logik - Auswertungen Prozessablauf vs. Logik Ziel der Simulation war es Engpässe zu finden Bei Maschinen / Behältern Bei Mitarbeitern Engpässe findet man dadurch dass man Wartezeiten (von Objekten) bzw. Auslastung von Ressourcen analysiert Die Logik des abgebildeten Prozesses darf keine toten Enden Falsche Verzweigungen Falsche Basisdaten (z. B. Aufenthaltszeiten) haben Konsequenz Die Logik muss mit im Ablauf abgebildet werden, was zu zusätzlichen Objekten und Aktivitäten führt

15 Ein Beispiel Logik vs. Prozess: Mitarbeiter Schichtmodell 24 Stunden Schichtmodell 7 Tage die Woche, 365 Tage im Jahr Rhythmus: Tag 1: 5.30 Uhr bis Uhr Tag 2: Uhr bis 5.30 Uhr Tag 3: frei Tag 4: frei... Mit 4 Schichten ist die ganze Woche abgedeckt

16 Schichtmodell In der Simulation wird dargestellt dass die Ressource Schichtarbeiter 24 Std., 7 Tage die Woche zur Verfügung steht, denn die Übergabe einer Aktivität an eine andere Ressource ist während dessen Ausführung nicht möglich Verlorene Information Auslastung in einer Schicht Vorteil Während der Simulation bleiben die Prozesse bei Zielinformation erzwingt eine Anpassung des Modells! Schichtwechsel nicht stehen, was der Realität entspricht

17 Simulationsauswertung Grafische und numerische Darstellung

18 Graph Simulation Heptandestillation Gesamtprozess läuft Einzelne Ressource wird zeitweise ausgelastet 100% vs. 0% Ganzes Jahr Kein Engpass

19 Numerische Präsentation von Simulationsergebnissen Vorlage Vorlage Vorlage Vorlage Trennspitze Destillation Total value added Total Resource Costs Total Execution Costs Total Execution Time (hours) Nr of Execution Steps Activities

20 Auslastung Chemikant 1

21 Auslastung Chemikant 2

22 Auslastung Chemikant 3

23 Auslastung Chemikant 4

24 Simulation Ergebnis 4 Mitarbeiter, 1 Jahr (=8760 Std.) Resource Nr. of executed steps Average Usage (%) Chemikant Nr. 1 Chemikant Nr. 2 Chemikant Nr. 3 Chemikant Nr. 4 Alle Chemikanten Durchschnitt ,2 63,5 42,9 35,5 57,8

25 Aufgabenstellung erreicht? Prozesssoftware ist in der Lage einen komplexen chemischen Betrieb darzustellen und die Prozesse realistisch zu simulieren Man muss die Simulation auf die Zielkenngröße hin ausrichten Die Simulation erlaubt Aussagen über den Prozess, die mit der Erfahrung der Mitarbeiter übereinstimmen Auslastung der Mitarbeiter schwankt stark Engpässe bei Maschinen / Kessel Simulation wird realistisch wenn man größere Zeiträume (z. B. 6 Monate) simuliert

26 Danksagung Sanofi-aventis, insbesondere: W. Sievers, O. Jaenicke, A. Jansen Promatis und Synlogic S. Graf, W. Schiessl, S. Schmitz-Linneweber DictaJet Ingenieurgesellschaft mbh G. Beck, G. Schmidt

Zusammenfassung In diesem Vortrag werden die Abbildung von Geschäftsprozessen, technischen Prozessen und die Simulation derselben dargestellt.

27 Zusammenfassung In diesem Vortrag werden die Abbildung von Geschäftsprozessen, technischen Prozessen und die Simulation derselben dargestellt. Ziel ist die Evaluierung, ob moderne Software in der Lage ist komplexe Geschäftsabläufe realistisch darzustellen und Engpässe im Prozessablauf lokalisieren kann. Die wesentlichen Elemente von Prozessdarstellung und Simulation werden vorgestellt. Ergebnisse und Einschränkungen solch einer Darstellung werden diskutiert.

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