L'industrie 4.0 dans le secteur pharmaceutique : comment mettre en œuvre la fabrication numérique dans les secteurs réglementés

Les fabricants du secteur pharmaceutique et des biotechnologies sont confrontés à un certain nombre de défis spécifiques à l'ère numérique. Alors que d'autres secteurs continuent de tirer parti des nouvelles technologies et d'accroître considérablement leur productivité grâce à l'amélioration continue des processus, les secteurs réglementés accusent souvent un retard en raison d'un rythme d'adoption relativement plus lent. Les exigences strictes en matière de documentation, d'intégrité des données et de validation des processus mobilisent une part si importante des ressources d'une entreprise qu'il ne reste que peu de moyens à consacrer aux Amélioration continue .

Malgré toutes ces résistances au changement, les solutions modernes ouvrent de nouvelles perspectives qui permettent aux fabricants de repenser la manière dont leurs activités sont gérées. Plusieurs technologies peuvent être mises en œuvre pour automatiser les tâches fastidieuses ou sécuriser les processus en apportant un soutien aux techniciens.

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

Ce guide offre un aperçu complet de la fabrication numérique dans l'industrie pharmaceutique, en mettant en avant des stratégies spécifiques, des cas d'utilisation et des études de cas.

Considérez ceci comme votre feuille de route pour développer des capacités numériques dans les secteurs réglementés.

Pharma 4.0 est un cadre permettant d'adapter les stratégies numériques au contexte spécifique de Fabrication pharmaceutique.

Concrètement, ce cadre permet d'améliorer la connectivité, d'accroître la productivité, de simplifier la mise en conformité et d'exploiter les données de production pour réagir aux problèmes dès leur apparition.

Ce terme a été déposé par l'International Society for Pharmaceutical Engineers (ISPE) afin d'harmoniser les composantes cibles et les catalyseurs avec cette notion, et de proposer des bonnes pratiques visant à accélérer la maturation numérique dans l'ensemble du secteur pharmaceutique.

Le cadre Pharma 4.0 préconise une approche globale, en définissant les priorités pour les activités commerciales, l'informatique et la fabrication tout au long du cycle de vie d'un médicament.

Ils s'efforcent d'aider les organisations à atteindre leurs « objectifs commerciaux en accélérant leurs processus, en réduisant leurs coûts et en renforçant leur compétitivité et leur agilité ».

« Pharma 4.0 » ne se résume pas à une simple approche des technologies numériques : il s'agit d'un véritable changement de mentalité. Les fabricants doivent trouver de nouvelles façons d'identifier les problèmes et mettre en œuvre des technologies de pointe afin d'améliorer leur efficacité et leur efficience dans le respect des exigences réglementaires.

Qu'il s'agisse de mettre en relation les collaborateurs, d'introduire des processus de travail plus centrés sur l'humain ou de favoriser une évolution de la culture d'entreprise, l'humain est au cœur de Pharma 4.0. C'est pourquoi les entreprises doivent aller au-delà de la simple automatisation des processus.

Pour atteindre ce niveau de fonctionnement, vous devez tenir compte des éléments suivants :

• La suppression des procédures et des documents sur support papier

• La suppression des silos de données grâce à une meilleure communication tout au long du cycle de vie des médicaments

• Une relation moins intense avec les autorités de régulation à mesure que la collecte et le partage des données s'améliorent

• Une transition vers une approche intégrée et fondée sur les risques en matière de validation

• La mise en œuvre d'une stratégie de contrôle globale associée à la validation

• L'importance croissante accordée aux données dans le cadre de l'assurance qualité et de la conformité

Pharma 4.0 envisage un nouveau modèle de fabrication qui permet aux fabricants de faire preuve d'agilité, d'itérer rapidement, de mettre en relation les ressources et les collaborateurs, et, au final, de produire des produits de meilleure qualité offrant de meilleurs résultats pour les patients.

L'un des facteurs clés du modèle opérationnel Pharma 4.0 est la maturité numérique. D'une manière générale, on distingue six étapes de maturité numérique, telles que décrites dans l'« Industrie 4.0 Maturity Index. Managing the transformation numérique companies – MISE À JOUR 2020 ». Pour atteindre une maturité numérique complète, la transformation doit commencer dès maintenant, en commençant par l'informatisation afin de rendre les opérations plus efficaces.

Au plus haut niveau de maturité, les entreprises seront capables de s'adapter de manière autonome : elles sauront résister aux périodes de turbulences économiques et réorienter rapidement leurs objectifs commerciaux pour saisir les opportunités qui se présentent.

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

1. Informatisation : La première étape de maturité consiste à automatiser des processus manuels simples grâce à l’introduction des technologies numériques. L’objectif est d’identifier les tâches répétitives qui seraient mieux exécutées par des ordinateurs, jetant ainsi les bases d’une infrastructure numérique.

2. Connectivité : Les silos de données existent actuellement parce que les systèmes informatiques (IT), opérationnels (OT) et de communication ne sont souvent pas synchronisés entre eux. Grâce à l’intégration des systèmes, les données peuvent circuler de manière fluide au sein de votre organisation, permettant ainsi aux membres du personnel d’accomplir leurs tâches plus efficacement.

3. Visibilité : C'est dans ce domaine que de nombreux fabricants commenceront à constater des améliorations progressives. La mise en réseau des personnes, des machines et des processus génère un ensemble considérable de données de production qui peut être utilisé pour prendre des décisions en temps réel, fondées sur ces données.

4. Transparence : grâce à un volume accru de données, de nouvelles perspectives sur les systèmes complexes se dessinent. L'analyse avancée vous offre des possibilités d'amélioration en constante évolution.

5. Prévisibilité : grâce à des registres de production détaillés, les fabricants peuvent corriger les problèmes avant même qu'ils ne surviennent.

6. Capacité d'adaptation : les systèmes anticipent les problèmes et prennent d'eux-mêmes les mesures qui s'imposent. À leur niveau le plus avancé, ces systèmes deviennent autonomes et capables de s'autocorriger.

Nous sommes encore loin d'une réalité où Fabrication pharmaceutique seraient capables de détecter les problèmes et de les corriger automatiquement. Cependant, ce cheminement, qui part d'une base de numérisation et de connectivité pour aboutir à des systèmes prédictifs sophistiqués, est un objectif que les fabricants peuvent dès à présent s'efforcer d'atteindre.

Avec une stratégie bien pensée, cet avenir n'est peut-être pas si lointain. Les laboratoires pharmaceutiques peuvent réaliser des gains considérables en identifiant de petites opportunités de numérisation et en commençant par là.

Élaborer une stratégie de transformation numérique identifier des possibilités d'amélioration modestes mais évolutives ne sont pas des tâches anodines.

Si l'objectif est de devenir un système autonome et capable de s'autocorriger, la question qui se pose est la suivante : comment y parvenir ?

La solution consiste à adopter une approche agile, en privilégiant une évolution progressive qui débouchera sur des gains de productivité spectaculaires. Commencez dès maintenant à mettre en place des changements et adaptez-vous régulièrement ; n’attendez pas le grand bouleversement. Vous risqueriez de rater le coche !

Si l'Industrie 4.0 est souvent définie comme un ensemble de technologies qui convergent vers l'atelier moderne, certains concepts permettent de les relier entre elles.

Le premier est l'Internet industriel des objets (IIoT). Plus qu'une simple technologie, IIoT la mise en réseau d'éléments, de capteurs et de personnes disparates au sein d'un centre de fabrication. Cette connectivité permet d'obtenir une vision plus globale 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 contributions humaines et celles des machines afin d'améliorer la communication et la coordination entre les différents acteurs d'une usine. En termes plus simples, les CPS sont des systèmes connectés qui aident à soutenir les opérateurs en atelier en replaçant leur activité dans son contexte, tant dans le domaine numérique que dans le domaine physique de la fabrication.

Les systèmes de production co-créés (CPS) aident les personnes à prendre de meilleures décisions, à identifier de nouvelles possibilités d'amélioration, à optimiser l'allocation des ressources et à améliorer la qualité en mettant en place des systèmes de travail plus réactifs. Grâce aux CPS, les humains travaillent main dans la main avec les systèmes de fabrication numériques.

Conjugués, IIoT les systèmes cyber-physiques (CPS) permettent une approche ascendante de Fabrication pharmaceutique. Les modèles de contrôle hiérarchiques nécessitent davantage d'informations avant de mettre en œuvre des changements. Avec IIoT les CPS, le contrôle est émergent.

Par « émergent », nous entendons que de nouveaux schémas 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 que l'on ne peut pas avoir toutes les réponses avant de laisser le système fonctionner et d'en observer les 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 effet, l'ISPE présente le concept d'« intégrité des données dès la conception » comme un résultat escompté de la maturité numérique.

Bien qu'elles en soient conscientes, de nombreuses entreprises pharmaceutiques continuent de s'appuyer sur une documentation papier sujette aux erreurs. Au cours de la fabrication, les ingénieurs consignent l'état des machines, les informations relatives aux lots et les calendriers de production sur des formulaires papier. Ces registres nécessitent beaucoup de main-d'œuvre, sont sujets aux erreurs de transcription et difficiles à consulter. Les erreurs détectées à la fin du processus laissent souvent peu de possibilités de correction.

Grâce aux solutions Pharma 4.0, les fabricants peuvent mettre en place des contrôles de processus sur les données les plus critiques et détecter les écarts en temps réel. Cela permet de produire en respectant le principe du « bon du premier coup », ce qui fait gagner du temps dans la gestion des exceptions.

On craint souvent que le passage de processus papier à une installation axée sur le concept « Pharma 4.0 » nécessite une refonte complète de vos systèmes et la mise en place de logiciels massifs et monolithiques pour améliorer l'efficacité. Cependant, le marché s'oriente vers des systèmes plus flexibles et adaptables — et c'est la composabilité qui est le moteur de cette évolution.

Composable est un système constitué d’« éléments modulaires » qui apportent davantage de flexibilité et de valeur ajoutée aux fonctionnalités du logiciel. Cette structure présente l’avantage de réduire les risques liés au changement tout en favorisant l’agilité opérationnelle.

À l'heure actuelle, les solutions monolithiques nécessitent des adaptations ou des solutions ponctuelles pour combler les lacunes fonctionnelles. Elles obligent également vos processus à s'adapter à leurs solutions génériques. Grâce à une composable , en revanche, les entreprises pharmaceutiques peuvent créer leur propre solution, parfaitement adaptée à leurs processus spécifiques.

Ces solutions favorisent également le développement par les utilisateurs. De nombreux composable intègrent généralement des fonctionnalités « no-code », qui accélèrent le cycle de développement logiciel et permettent aux experts métier de créer des solutions adaptées à des cas d'utilisation spécifiques, donnant ainsi les moyens d'agir à ceux qui comprennent le mieux les problèmes. Parmi cas d'utilisation , on peut citer la sécurisation des flux de travail grâce à des instructions de travail numériques, la demande de signatures électroniques conformes à la norme 21 CFR Part 11 au cours des flux de travail, et la création de tableaux de bord personnalisables pour bénéficier d'une visibilité opérationnelle en temps réel.

L'avenir est composable , contrairement à un système monolithique — qui nécessite des personnalisations coûteuses et de longs délais de mise en œuvre —, composable offrent un retour sur investissement plus rapide, ce qui permet aux entreprises pharmaceutiques de voir grand, de commencer modestement et d'avancer rapidement.

Voyons comment certains fabricants créent déjà de la valeur grâce aux solutions Pharma 4.0.

Les registres électroniques consignent automatiquement les informations de production pertinentes, ce qui permet de rationaliser un processus manuel tout en améliorant considérablement l'intégrité des données. Ces registres peuvent compiler et intégrer des informations provenant des machines et des opérateurs, améliorant ainsi la visibilité sur les processus. De plus, les registres électroniques peuvent intégrer des photos, des notes, des codes de motif, l'historique des appareils et les emplacements, offrant ainsi un enregistrement plus complet de la production que les formulaires papier.

Les registres électroniques garantissent que les informations sont identifiables, lisibles, contemporaines, authentiques et exactes (ALCOA).

Comme ces registres sont numériques, il est facile d'y accéder pour prouver la conformité.

De nombreux processus de débroussaillage constituent des changements complexes et chronophages. Avec les procédures sur support papier, les travailleurs peuvent passer beaucoup de temps à rechercher l'étape suivante ou à vérifier la bonne exécution de la précédente, ce qui réduit le temps dont ils disposent pour avancer concrètement dans la procédure.

Les applications numériques interactives dédiées au débroussaillage facilitent la gestion de ces opérations. Des instructions de travail numériques, IoT, guident les utilisateurs à travers les procédures opérationnelles standard (SOP), ce qui améliore l'efficacité tout en garantissant que le travail est effectué correctement et validé automatiquement. Les applications enregistrent la durée de chaque étape du processus, ce qui permet d'améliorer la visibilité du processus et permet aux ingénieurs d'identifier les domaines à améliorer. Comme ces applications collectent et communiquent des données en temps réel, les ingénieurs peuvent visualiser l'état d'avancement du processus au fur et à mesure que le travail se déroule, ce qui permet de réduire les temps d'arrêt et d'optimiser la planification.

L'examen des dossiers de lot nécessite de rassembler et d'analyser une quantité importante de données de fabrication et de documentation relative aux processus.

Une grande partie du travail consacré au processus de vérification consiste à repérer les données erronées ou illisibles et à corriger les enregistrements afin que toutes les informations de production soient disponibles pour un lot donné.

Grâce aux outils Pharma 4.0, les fabricants peuvent intégrer la collecte et la validation des données de manière continue et transparente au processus de fabrication. Les informations relatives aux processus de fabrication sont collectées automatiquement au fur et à mesure que les opérateurs et les machines travaillent, ce qui garantit que toutes les données sont traçables, lisibles, contemporaines, authentiques et précises.

Lorsqu'il est temps de procéder à la révision des dossiers de lot, les informations nécessaires sont accessibles et faciles à consulter. Les fabricants peuvent ainsi consacrer davantage de temps à garantir la qualité d'un produit et moins de temps à corriger les erreurs de transcription. Grâce à la disponibilité d'un plus grand nombre de données, il est plus facile de signaler les éléments à examiner de manière ciblée.

Le principal obstacle à l'amélioration des processus dans le secteur de Fabrication pharmaceutique toujours lié aux contraintes réglementaires. Dans de nombreux cas, il peut s'agir d'un manque de visibilité sur les processus.

Grâce IoT et aux applications de fabrication centrées sur l'humain, les fabricants peuvent décomposer les processus complexes en étapes distinctes, ce qui leur permet d'obtenir une vision détaillée des performances des ouvriers sur la chaîne de production. Ces applications permettent aux ingénieurs de suivre les performances de chaque opérateur à chaque étape. Cela leur permet d'identifier les situations dans lesquelles une formation supplémentaire pourrait s'avérer nécessaire. Cela les aide également à faire la distinction entre les performances insuffisantes d'un opérateur et une conception défaillante du processus.

D'après notre expérience, bon nombre de ces changements sont progressifs et peuvent apporter des gains significatifs en termes de qualité et d'efficacité sans nécessiter de contrôle ni de nouvelle validation.

IIoT de réagir aux changements des conditions environnementales dès qu'ils surviennent. Cette fonctionnalité permet de gagner un temps considérable dans la surveillance des salles blanches, qui nécessitent habituellement la présence d'un technicien sur place devant se soumettre à une procédure d'habillage et de désinfection, noter les informations sur papier et saisir les données dans un ordinateur. Les capteurs connectés peuvent détecter lorsque les conditions risquent de dépasser les seuils fixés et alerter les techniciens afin qu'ils prennent les mesures appropriées avant que la production ne soit interrompue.

De nombreux processus de fabrication nécessitent un investissement important en matière de formation. Ce défi est encore accentué en période de forte rotation du personnel, qui entraîne une perte de savoir-faire au sein de l'équipe. La formation peut s'avérer longue, car les fabricants ont souvent du mal à reproduire des situations de production réelles dans leurs programmes de formation. Des formations trop longues sont coûteuses, nuisent à 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 au secteur pharmaceutique afin de permettre aux employés d'intégrer rapidement les chaînes de production. Les ingénieurs peuvent décomposer les processus en plusieurs étapes en modules ciblés et y intégrer des supports tels que des vidéos et des images afin de transmettre plus efficacement les informations à différents types d'apprenants. S'il n'est pas possible de retirer les employés de la chaîne de production pendant les périodes de reconversion, les applications de formation peuvent être configurées pour faciliter la formation en cours d'emploi (OJT).

Les fabricants peuvent même simuler des processus en exécutant des applications de formation dans un environnement de test à l'aide de Workspaces. Cela permet de mettre en place un environnement distinct qui vous permet de suivre les performances des opérateurs sans que les données de formation n'affectent vos données de production.

Les fabricants génèrent chaque jour un volume de données véritablement colossal dans le cadre de leurs activités. Pourtant, la plupart de ces données ne servent pas de base à l'analyse de la production. Cela s'explique par le fait qu'elles peuvent être trop volumineuses ou trop peu structurées pour être exploitables (ce que l'on appelle aussi le phénomène « Data Rich, Information Poor », ou DRIP).

L'une des promesses de Pharma 4.0 réside dans une meilleure interprétation des données collectées tout au long du cycle de vie d'un produit. Grâce aux progrès de l'intelligence artificielle (IA) et de Apprentissage machine, les systèmes sont désormais mieux à même d'analyser et de mettre en évidence des liens au sein de vastes ensembles de données.

LE DÉFI

L'un des dix plus grands fabricants pharmaceutiques utilisait encore des registres papier pour consigner les informations au cours de ses opérations quotidiennes. Cela générait d'énormes quantités de données auxquelles on ne pouvait accéder qu'en salle blanche. À la suite d'une étude interne, ce fabricant pharmaceutique s'est rendu compte qu'il passait plusieurs heures par semaine à enfiler des EPI et à se désinfecter, simplement pour entrer dans une salle blanche et récupérer des données sur papier. Cette situation était inacceptable.

LA SOLUTION

Le laboratoire pharmaceutique a mis en place la solution de registres électroniques Tulipafin de capturer les données automatiquement capturer les données d'éliminer les erreurs dans ses processus, ce qui lui a permis de gagner du temps et d'accroître sa productivité. Ces registres permettent de consigner qui a effectué la tâche, où et quand, dans une piste d'audit.

Grâce à l'utilisation de menus déroulants, le fabricant a rendu capture des données et plus simple. Ces informations étant désormais entièrement numérisées, le responsable de service peut accéder à toutes les données contenues dans les carnets d'entretien de son matériel depuis plusieurs salles, où qu'il se trouve et à tout moment.

LE DÉFI

Un autre fabricant a eu recours aux techniques de Pharma 4.0 pour optimiser un changement de ligne complexe. Ce processus prenait 14 jours, car les opérateurs devaient se référer à une procédure opérationnelle standard (SOP) papier de 80 pages, documenter chaque étape afin de créer une piste d'audit et rendre compte de l'avancement des travaux à l'équipe suivante. Si une étape était omise ou si une erreur était commise, la correction pouvait s'avérer extrêmement coûteuse et prendre beaucoup de temps.

LA SOLUTION

Cette entreprise a utilisé des instructions de travail numériques pour guider les opérateurs étape par étape, en y intégrant des images et des vidéos pour plus de clarté. Ces instructions de travail peuvent être configurées de manière dynamique à l'aide d'une logique « si ceci, alors cela » afin de prendre en compte les points de décision dans le processus de changement de production. Les paramètres et valeurs critiques du processus ont été automatiquement enregistrés dans les données de l'application, accompagnés d'horodatages et de signatures électroniques, afin de se conformer aux pratiques GxP.

En axant davantage ce processus sur l'humain, le laboratoire pharmaceutique a pu alléger la charge administrative et sécuriser ses processus contre les erreurs. Les opérateurs n'ayant plus besoin de consigner manuellement les informations sur papier, ils ont pu se concentrer davantage sur la bonne exécution de leur tâche dès le premier essai.

La numérisation de leurs opérations leur a également permis de suivre en temps réel les processus de changement de ligne. L'équipe de la garde suivante était ainsi prête à prendre le relais pour les tâches en cours, avec des mesures concrètes à mettre en œuvre, tandis que les responsables bénéficiaient d'une meilleure visibilité sur l'avancement de la production.

Fabrication pharmaceutique évolue à un rythme effréné.

Si la FDA et les fabricants envisagent tous deux un monde où la conformité serait un processus collaboratif nécessitant moins d'intervention, il restera essentiel, dans les années à venir, de trouver un juste équilibre Amélioration continue la conformité.

La promesse de Pharma 4.0 réside dans sa capacité à libérer un nouveau potentiel en matière de productivité et de qualité, tout en intégrant de manière transparente la conformité au processus de fabrication.

Les fabricants qui prennent dès aujourd’hui les mesures nécessaires pour se tourner vers l’avenir numérique ont tout à gagner d’une mise en conformité sans faille, mais ils ne doivent pas s’arrêter là.

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