MSD Animal Health, 최적화로 백신 생산량 최대 50% 향상

MSD Animal Health의 Boxmeer 시설은 살아있는 세포로 백신과 치료제를 생산하기 때문에 배치 간 수율과 리드 타임의 불확실성이 매우 큽니다. 생물안전 규정으로 인해 공정 단계 사이에 엄격한 무대기(no-wait) 제약이 추가되었고, 인력과 장비 비용 때문에 생산능력 확장은 비현실적이었습니다.

여러 분야로 구성된 팀이 에인트호번 공과대학과 3년간 협력하여 최적화 및 의사결정 지원 도구를 구축했습니다. 이들은 확률적 최적화, 베이즈 실험 설계, 시뮬레이션을 활용하여 공정 생물학 및 화학을 재무적 상충관계 및 사업 위험과 연결했습니다.

산업 현장 적용으로 배치 수율이 최대 50% 향상되었고 연간 5,000만 유로의 추가 매출이 발생했습니다. 이러한 도구들의 결합된 효과로 Boxmeer 시설의 생산량은 생산능력에 대한 신규 자본 투자 없이 약 97% 증가했습니다.

공장만이 아니라 생물반응을 최적화하라

높은 생물학적 변동성으로 인해 경험에 기반한 추측은 신뢰할 수 없고 비용이 많이 들었습니다

무대기 생물안전 규정은 긴밀하게 결합되어 조정하기 어려운 공정을 강제했습니다

확률적 최적화는 결정론적 모델이 평균화하여 없애버리는 수율 불확실성을 처리합니다

기존 반응기에서 더 많은 생산량을 확보함으로써 매우 비용이 많이 드는 생산능력 구축을 피했습니다

생산능력을 구매할 수 없을 때, 지렛대는 레시피에 있습니다. 공정 생물학을 모델링하면 어떤 새 건물도 달성할 수 없는 수율을 확보할 수 있습니다.

이 연구는 INFORMS Journal on Applied Analytics에 게재되었으며, MSD Animal Health는 에인트호번 대학과 함께 2022년 Franz Edelman Award 결선 진출자가 되었습니다. 팀의 모델은 생명을 구하는 의약품을 더 쉽게 이용하고 더 저렴하게 만드는 데 기여한 것으로 평가받았습니다.