MSD Animal Health steigerte die Impfstoffproduktion durch Optimierung um bis zu 50 %.

Im Werk Boxmeer von MSD Animal Health werden Impfstoffe und Therapeutika mit lebenden Zellen hergestellt, wodurch der Ertrag von Charge zu Charge und die Durchlaufzeit stark schwanken. Biosicherheitsvorschriften fügten zwischen den Stufen eine strikte Warteverbotsbedingung hinzu, und die Arbeits- und Ausrüstungskosten machten eine Kapazitätserweiterung unpraktikabel.

Ein multidisziplinäres Team arbeitete drei Jahre lang mit der Technischen Universität Eindhoven zusammen, um Optimierungs- und Entscheidungsunterstützungswerkzeuge zu entwickeln. Sie nutzten stochastische Optimierung, Bayes'sche Versuchsplanung und Simulation und verknüpften die Prozessbiologie und -chemie mit finanziellen Zielkonflikten und Geschäftsrisiken.

Die industrielle Umsetzung steigerte den Chargenertrag um bis zu 50 % und erzeugte jährlich zusätzlich 50 Millionen € Umsatz. Die kombinierte Wirkung der Werkzeuge erhöhte die Produktionsleistung im Werk Boxmeer um etwa 97 %, ohne neue Kapitalinvestitionen in Kapazität.

Optimieren Sie die Bioreaktion, nicht nur die Fabrik

Die hohe biologische Variabilität machte erfahrungsbasierte Schätzungen unzuverlässig und kostspielig

Die Biosicherheitsregel des Warteverbots erzwang einen eng gekoppelten, schwer abzustimmenden Prozess

Stochastische Optimierung berücksichtigt die Ertragsunsicherheit, die deterministische Modelle herausmitteln

Mehr Output aus vorhandenen Reaktoren vermied einen sehr teuren Kapazitätsaufbau

Wenn Kapazität nicht gekauft werden kann, liegt der Hebel im Rezept; die Modellierung der Prozessbiologie erschließt Erträge, die kein Neubau liefern könnte.

Die Arbeit wurde im INFORMS Journal on Applied Analytics veröffentlicht, und MSD Animal Health wurde mit der Technischen Universität Eindhoven Finalist des Franz-Edelman-Preises 2022. Den Modellen des Teams wurde zugeschrieben, dazu beigetragen zu haben, lebensrettende Medikamente verfügbarer und bezahlbarer zu machen.