Bild: Siemens
Living Lab für die Digitalisierung von Bioprozessen
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Im Wiener Living Lab wird an Bioprozessen geforscht

Siemens digitalisiert die Biologie

In Wien wurde ein Living Lab für die Digitalisierung von Bioprozessen eröffnet. Die Forschungsergebnisse könnten Türöffner für personalisierte Medizin werden.

Der Wettbewerbsdruck in der Pharmabranche, der chemischen Industrie und der Lebensmittelerzeugung steigt stark an. Daher suchen auch diese Industriezweige nach effizienteren, günstigeren und qualitativ hochwertigeren Methoden, um ihre Produkte zu erzeugen. Gemeinsam ist diesen Branchen, dass sie ihre Produkte auf Basis von Bioprozessen erzeugen – der Grundstoff sind oft lebende Bakterien. Um Kunden aus diesen Branchen dabei zu unterstützen, qualitativ hochwertigere und effizientere Prozesse aufzusetzen, eröffnet Siemens in Wien ein "Living Lab für die Digitalisierung von Bioprozessen", eine eigenen Angaben zufolge europweit einzigartige Einrichtung. Im Living Lab sollen Forschung und Anwendung in realer Umgebung kombiniert werden, individuelle Bioprozesse für Kundenbedürfnisse können modelliert, simuliert und optimiert werden. Die Basis dafür sind Daten und ihre intelligente Analyse: Vereinfacht gesagt wird der physische, rein biologische Gärungsprozess in einem Digitalen Zwilling aus Daten exakt abgebildet. Dadurch wird er steuerbar, wiederholbar und dokumentierbar – was beispielsweise die Basis für die Zulassung von Medikamenten ist.

Wolfgang Hesoun, CEO von Siemens Österreich: "Das Bioprozesslabor ist unsere Werkstätte, in der Forschung und Anwendung zusammentreffen, um für unsere Kunden konkrete Wettbewerbsvorteile zu schaffen. Das Ergebnis der Arbeit im Living Lab ist dabei aber kein Produkt: Wir brauen Algorithmen und Formeln."

Im Living Lab für die Digitalisierung von Bioprozessen sollen neue Technologien und visionäre Ideen von Forschern realitätsnah getestet und weiterentwickelt werden. Siemens hat in Österreich innerhalb des Konzerns internationale Kompetenzen für die Pharmabranche, die chemische Industrie und die Lebensmittelerzeugung gebündelt. Insgesamt beschäftigt Siemens Österreich rund 1.000 Forscher und Entwickler – alleine 60 Experten für Bioprozesse in der Pharmabranche.

Digitalisierung für Wettbewerbsfähigkeit

Die Entwicklung neuer Produkte in der prozesstechnischen Industrie ist sehr aufwändig und sowohl kosten- als auch zeitintensiv. Egal ob es sich um Medikamente, Lebensmittel oder chemische Produkte handelt: Gesetzliche Vorschriften müssen eingehalten und hohe Qualitätsanforderungen erfüllt werden. Diese Kriterien wurden bisher meist erst nach der Produktion in standardisierten Verfahren überprüft. Das hat im Fehlerfall die Folge, dass die gesamte betroffene Charge nicht freigegeben wird. Zudem war es oftmals schwierig, die Fehlerquelle zu eruieren – was wiederholte Verluste verursachen konnte. Die Lösung dieses Problems liegt für Siemens in der Digitalisierung prozesstechnischer Anlagen über ihren gesamten Zyklus: Vom Engineering über den Betrieb bis zur laufenden Optimierung. Dazu ist es nötig, mittels intelligenter Mess- und Automatisierungstechnik den Prozess zu überwachen. Aus hunderten gewonnenen Daten werden mit Hilfe von Algorithmen und statistischen Modellen Schlüsse gezogen. In weiterer Folge kann aktiv in den laufenden Prozess eingegriffen werden, um ihn zu optimieren.

Türöffner für personalisierte Medizin

Maßgeschneiderte Medikamente könnten die Wirkung von Arzneimitteln vorhersehbarer machen und Nebenwirkungen minimieren. Der Trend zur personalisierten Medizin könnte künftig die Fertigung kleiner Serien forcieren. Für die Produktionsprozesse bedeutet das, sie müssen erheblich flexibler werden. Den Schlüssel dafür sieht Siemens in der entsprechenden Digitalisierung und Automatisierung von Anlagen, die einen schnellen Wechsel von Rezepturen und Prozessfolgen ermöglicht. Besonders in der Pharmabranche gilt es, mittels Prozessanalysetechnik Qualitätsvorgaben und kritische Prozessparameter während der Produktion in Echtzeit zu überwachen. Treten Abweichung auf, könnte der Prozess künftig zum Beispiel mit den Innovationen aus dem Biolabor von Siemens nachjustiert werden, ohne den Betrieb unterbrechen zu müssen. Der Vorteil ist, dass die Qualitätskontrolle nicht erst beim Endprodukt stattfindet, sondern bereits im Prozessverlauf geprüft wird. Fehler können frühzeitig vermieden werden, und Chargen schneller freigegeben werden.

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