L’usine GSK de Parme est un site de fabrication biopharmaceutique en Italie spécialisé dans la mise sur le marché de nouveaux produits pour la société mondiale de soins de santé GlaxoSmithKline et d’autres tiers. En 2020, la direction a lancé un projet d’immobilisations visant à remplacer l’usine de fabrication stérile du site par une autre basée sur une nouvelle technologie. L’un des principaux objectifs du projet était de minimiser les risques pour l’approvisionnement en médicaments biopharmaceutiques essentiels.
Pour l’analyse, la planification et l’aide à la décision sur le projet, GSK a travaillé avec Decision Lab, l’entreprise primée d’applications technologiques.
Problème : Planification de la capacité de fabrication pharmaceutique
Pour répondre aux exigences réglementaires en matière de fabrication dans un environnement stérile, l’usine de GSK à Parme, en Italie, devait moderniser sa ligne de production pharmaceutique. Les principaux défis à relever pour mener à bien ces travaux comprenaient la minimisation des risques pour l’approvisionnement en médicaments pharmaceutiques critiques, tout en gérant les prévisions de demande accrues et volatiles.
Avant de commencer la construction, la direction a décidé de simuler l’installation de fabrication. La modélisation par simulation permettrait de tester et d’optimiser en toute sécurité les processus avant le début des travaux sur la nouvelle installation pharmaceutique, mais elle devrait tenir compte d’un large ensemble de paramètres pour les données d’entrée.
Le succès résulterait de la compréhension et de la prévision précise de la capacité globale de l’installation en ce qui concerne les machines et les opérations. Pour les machines, les planificateurs voulaient tenir compte de la quantité, de la taille et de la capacité des équipements clés. Et, pour les aspects opérationnels, ils devaient tenir compte des effectifs, des horaires de travail, des horaires de nettoyage, etc.
Avec un modèle de simulation, la direction voulait un outil d’aide à la décision qui informerait pour les achats d’équipement et optimiserait le débit pour améliorer la capacité. Le modèle aiderait également à élaborer l’analyse de rentabilisation des solutions de conception potentielles et à les évaluer par rapport aux principaux facteurs de valeur :
- Dépenses d’investissement (capex)
- Dépenses opérationnelles (opex)
- Capacité inutilisée
- Taille de l’équipement
- Valeur actualisée nette (VAN)
- Coût des marchandises (COG)
- Niveaux d’utilisation
Solution : Simulation de production pharmaceutique
Decision Lab et GSK ont créé le modèle par simulation de production en deux phases. La première phase comprenait les processus de production et utilisait la simulation par événements discrets pour tenir compte des activités de fabrication complexes de l’usine GSK de Parme.
La deuxième phase portait sur la diffusion de l’information, la visualisation et la création d’un jumeau numérique de l’installation.
À l’aide de la fonction d’importation de fichiers CAO DXF du logiciel de modélisation par simulation AnyLogic, les concepteurs de modèles ont représenté avec précision le plan de site de l’installation. Les processus de machines productives, les activités des opérateurs et d’autres processus ont été modélisés et visualisés de manière à définir clairement les processus principaux et les sous-processus.
Grâce à l’extensibilité personnalisée de la plate-forme de modélisation de simulation AnyLogic, les concepteurs ont pu ajouter une carte thermique personnalisée pour montrer l’activité de l’opérateur. Cette caractéristique était importante pour l’installation stérile car elle aidait à concentrer les activités de nettoyage.
Chaque partie du modèle a été construite pour aider à la planification du site, de sorte que la conception était très flexible. Par exemple, pour comparer des scénarios, l’opérateur du modèle pourrait facilement ajuster des paramètres, tels que le nombre de machines et d’opérateurs.
Aide à la décision pour les installations de production pharmaceutique
Au cours de la phase de conception de l’installation, les planificateurs ont utilisé le modèle pour analyser plus de 200 scénarios de fonctionnement potentiels. Les résultats des simulations ont été faciles à lire grâce au travail de la phase deux sur les caractéristiques de visualisation du modèle.
Un tableau de bord a présenté les processus d’une manière qui s’éloigne de la complexité sous-jacente et des processus parallèles. La production pouvait être visualisée sur un diagramme de Gantt pour comprendre les délais des processus, et en 3D pour comprendre comment ils étaient exécutés. Avec un moyen facile de savoir combien de temps les processus prendraient, le modèle pourrait éclairer les décisions sur le moment de leur démarrage.
La vue 3D a aidé à impliquer les parties prenantes à tous les niveaux, démontrant que le modèle n’était pas seulement une « boîte noire apportant des réponses » mais aussi a renforcé les arguments de la phase de conception.
Résultat : Une fabrication pharmaceutique optimisée
L’approche de simulation dynamique, rendue possible par AnyLogic, a fourni un aperçu significatif de la façon dont la future ligne de production devrait être configurée et exploitée, contrairement aux outils analytiques traditionnels. Le modèle de simulation a fourni aux planificateurs une analyse rapide et approfondie des scénarios et des options qui a révélé les contraintes et les sensibilités clés dans la conception originale.
La robustesse des phases de modélisation et la force du soutien apporté par le modèle aux décideurs ont conduit à une approbation rapide du projet. Lors de l’approbation entre les d’étapes, il n’y a pas eu de retard et la prochaine phase du projet a pu commencer à temps.
De plus, les économies de coûts provenaient de la détermination précise des besoins en équipement et non de l’achat excessif. Les dépenses d’investissement globales devraient être inférieures de 20 % grâce à la confiance dans les besoins en équipement.
À l’avenir, les ingénieurs de l’usine GSK de Parme continueront d’utiliser le modèle pour la planification et cherchent à tester l’apprentissage automatique pour optimiser davantage les processus.
Le projet et ses résultats ont été présentés par Joy Kuo de Decision Lab et Giovani Giorgio de l’installation GSK parme lors de la conférence AnyLogic 2021 - Simulation de fabrication pour un nouveau concept d’installation pharmaceutique pour soutenir les décisions de conception clés.
