GSK 파르마 퍼실러티는 이탈리아의 바이오 제약 제조 공장으로 과학 주도의 글로벌 보건 회사인 글락소 스미스클라인과 기타 제 3업체를 위해 새로운 제품을 시장으로 가져오는 데 특화되어 있습니다. 2020년 경영진은 공장의 멸균 제조 시설을 새로운 기술에 기반한 시설로 바꾸기 위한 프로젝트를 시작하였습니다. 해당 프로젝트의 핵심 목표는 중요한 바이오 의약품 공급을 공급에 발생할 수 있는 리스크를 최소화하는 것이었습니다.
프로젝트에 관한 분석, 계획, 의사 결정 지원을 위해 GSK는 수상 경력이 있는 기술 응용 회사인 Decision Lab과 함께 작업했습니다.
문제점: 제약 제조 능력 계획
무균 환경의 제조 규제 요건을 충족하기 위해, 이탈리아 파르마의 GSK 시설은 제약 생산 라인을 업그레이드해야 했습니다. 이러한 작업을 성공적으로 수행하는 데 있어 주요한 과제에는 늘어난 데다 불안정한 수요 예측을 관리하면서 중요한 의약품 공급에 발생할 수 있는 리스크를 최소화 하는 것이 포함되었습니다.
건설을 시작하기 전에, 경영진은 제조 시설을 시뮬레이션 해보기로 결정했습니다. 시뮬레이션 모델링의 사용은 새로운 제약 시설에서 작업이 개시되기 전에 프로세스를 테스트하고 최적화를 가능하게 해주었으나, 시뮬레이션 모델링을 사용하려면 많은 입력 변수를 처리해야 했습니다.
설비와 운영에 대한 전반적인 시설의 수용량을 이해하고 정확히 예측해야 성공할 수 있었습니다. 설비에 있어서, 프로젝트 설계자들은 핵심 장비의 수량, 규모, 처리 용량을 설명하고자 하였습니다. 작동 측면에서는 직원 수, 교대 패턴, 청소 시간 등을 고려해야 했습니다.
시뮬레이션 모델과 함께, 경영진은 장비 구매에 영향을 미치고 작업 처리량을 최적화하여 수용량을 개선할 수 있는 의사 결정 지원 도구를 원했습니다. 그 모델은 또한 잠재적인 설계 솔루션에 대한 비즈니스 사례를 구축하고 다음과 같은 핵심 가치 동인을 평가하는 데 도움이 되어야 했습니다.
- 본 지출(CAPEX)
- 운영 지출(OPEX)
- 예비 수용량
- 장비 사이즈
- 순현재가치(NPV)
- 상품 비용(COG)
- 활용 수준
솔루션: 의약품 생산 시뮬레이션
Decision Lab과 GSK는 두 단계로 생산 시뮬레이션을 만들었습니다. 1단계에는 생산 프로세스가 포함되었고 이산 이벤트 시뮬레이션을 사용해 GSK 파르마 시설의 복잡한 제조 활동을 설명하였습니다.
2단계는 정보 전달, 시각화, 제조 시설의 디지털 트윈 생성에 관한 것이었습니다.
애니로직 시뮬레이션 모델링 소프트웨어의 DXF CAD의 파일 가져오기 기능을 사용해 모델 설계팀은 시설 현장의 계획을 정확히 묘사해냈습니다. 설비 프로세스, 오퍼레이터 활동 및 기타 프로세스가 주요 프로세스와 하위 프로세스를 명확히 정의하는 방식으로 모델링되고 시각화되었습니다.
애니로직 시뮬레이션 모델링 플랫폼의 커스텀 확장 가능성으로 인해, 설계팀은 커스텀 적외선 열지도를 추가하여 오퍼레이터의 활동을 나타낼 수 있었습니다. 이 기능은 소독 활동에 초점 활동을 맞출 수 있게 도와주어 무균 시설에서 중요한 기능이었습니다.
모델의 각 부분은 현장 계획을 도울 수 있도록 구축되었으며, 그 결과 유연성이 매우 높은 설계가 완성되었습니다. 예를 들어, 시나리오를 비교하는 경우, 모델 운용자는 설비와 오퍼레이터의 수 등의 변수를 쉽게 조정할 수 있었습니다.
의약품 생산 시설 의사 결정 지원
제조 시설 설계 단계에서 계획 입안자는 이 모델을 사용해 200여 개를 상회하는 비즈니스 시나리오를 분석하였습니다. 시뮬레이션을 실행해 얻은 결과는 모델의 시각화 특성을 가진 2단계에서의 작업으로 인해 쉽게 해석할 수 있었습니다.
대시보드에서는 기저에 깔린 복잡성과 병렬 프로세스를 추상화하는 방식으로 프로세스를 배치하였습니다. 생산은 Gantt 차트에서 볼 수 있어 프로세스의 타이밍을 이해할 수 있었으며, 3D로 생산 방식을 이해할 수 있었습니다. 쉽게 프로세스에 걸리는 시간을 알아봄으로써, 모델은 언제 프로세스를 시작할 것인지에 관한 의사 결정에 영항을 미쳤습니다.
이 3D 뷰를 통해 모든 수준의 이해관 계자를 참여시켜 이 모델이 단순히 '해답을 제공하는 블랙박스'가 아니라 아님을 증명하고 디자인 설계 단계의 타당성 주장을 강화하였습니다.
결과: 최적화된 의약품 제조 과정
애니로직이 지원하는 동적 시뮬레이션 접근법은 기존의 분석틀과 달리 미래의 생산 라인이 어떻게 구성되고 운영되어야 하는지에 관한 통찰력을 제공합니다. 이 시뮬레이션 모델은 계획 입안자에게 신속하고 광범위한 시나리오 및 분석 옵션을 제공하여 기존 설계의 주된 제약과 민감한 부분들을 밝혀냈습니다.
모델링 단계의 견고함과 이 시뮬레이션 모델이 정책 결정자들에게 제공한 지원의 강력함은 이 프로젝트의 승인을 빠르게 이끌어냈습니다. 단계별 승인 시 딜레이는 발생하지 않았으며, 프로젝트의 다음 단계는 제시간에 시작될 수 있었습니다.
이에 더해, 장비의 필요성을 정확하게 판단하고 과도하게 구매하지 않음으로써 비용을 절약할 수 있었습니다. 필요한 장비 수량을 자신할 수 있었기에 전체적인 자본 지출은 20% 감소할 것으로 예상되었습니다.
GSK 파르마 퍼실리티의 엔지니어들은 향후에도 사업 정책 구상에 이 모델을 계속 사용하고 추가적인 프로세스 최적화에 머신 러닝을 테스트하려 합니다.
해당 프로젝트와 그 결과는 Decision Lab 의 조이 쿠오(Joy Kuo)와 GSK 파르마 퍼실리티의 지오바니 조르지오가 2021년 애니로직 컨퍼런스(새로운 제약 시설의 핵심 설계 의사 결정 지원을 위한 제조 시뮬레이션)에서 진행한 프리젠테이션에서 가져왔습니다.
