Regeneron Pharmaceuticals 如何通过仿真实现产品和流程转型

“你不能丢弃不存在的东西，”Regeneron Pharmaceuticals 建模、仿真和分析团队的副总监兼负责人 Ross Kenyon 说。但是你可以模拟它。

Regeneron 是一家领先的生物技术公司，为患有严重疾病的人发明、开发和商业化改变生命的药物。Kenyon 是一名机械工程师，拥有超过 15 年的计算和实验工作相结合的经验。

其中一项成功是可穿戴机电药物输送装置的跌落测试。 

他说：“如果我们走开发设备、丢弃它、找出问题所在并修复它的传统路线，那么我们就已经在做出设计和制造决策了。” “你受限了。你已经制作了原型和模具；内部组件的排列已修复。如果需要从根本上改变某些事情，那么可以做的事情就会受到严格的限制。在流程的早期进行虚拟跌落测试比创建和重新设计物理原型要容易得多。”

以仿真为主导的设计支持构思

Ansys Mechanical在 Regeneron 的设备开发工作中发挥着重要作用。

“即使我们确定了可行性，Ansys 仿真也在指导这项工作，”Kenyon 说。“模拟与构思密切相关。”

例如，Regeneron 正在使用 Mechanical 分析玻璃药筒内柱塞的相互作用，这两者都是药物输送装置设计中的组件。通过仿真，该公司可以对柱塞特性进行建模、研究摩擦模型并评估柱塞杆变形以预测泄漏裕度。该公司还采用仿真进行热分析，以评估设备在各种温度范围内的稳健性，并预测设备的容器密封性能。这些结果被输入系统模型以建立应用于机械仿真的边界条件。

Kenyon 表示，虽然每台设备都不同，但通过预先使用仿真来开发新设备，而不仅仅是验证物理原型，Regeneron 能够大幅减少产品开发所涉及的时间和费用。

“当你设计一个复杂的设备时，你会经历工程和设计的不同阶段，”他说。“通过模拟，我们不必进行三四次这样的迭代，只需一两次即可完成。因为我们有模拟，我们可以做以前根本做不到的事情，所以我们减少了迭代次数，但我们也开发了具有更多功能的产品。”

Regeneron 使用 Ansys 进行混合中的流体分析，并正在开发对其混合仿真过程的正式验证。

Regeneron 正在使用 Ansys Mechanical 通过对柱塞属性进行建模、采用摩擦模型和评估柱塞杆变形来预测泄漏裕度，从而分析柱塞在玻璃筒内的相互作用。

信任的混合体，但要验证

Regeneron 还使用 Ansys 计算流体动力学 (CFD) 软件进行混合流体分析。可以想象，在医学开发中涉及许多混合应用。混合在整个制造过程中进行，最终产品在冷冻容器中运出，解冻、汇集在一起并混合。

“传统上，我们进行工艺设计和工艺验证的方法是进行一系列测试，以验证混合是否产生了均匀的混合物，并且不会损坏工艺中使用的任何原材料，”Kenyon 说。“我们开始通过回答测试矩阵中未涵盖的各种小问题来引入模拟。”

Kenyon 说他通过能够回答这些问题来建立对模拟的信任。Regeneron 现在正准备对其混合模拟过程进行正式验证。“我不会说我们已经到了取消物理测试的地步，”他说，“但我们肯定能够减少物理测试的数量，并通过仿真实现时间和金钱的节省。”

Regeneron 对模拟的使用继续增长。该公司现在模拟大大小小的挑战，包括对必须经过无菌环境认证的整个设施进行计算机烟雾研究。了解此类设施中的气流是认证要求之一。传统上，这意味着建造设施、安装气流设备并进行物理烟雾研究。

Regeneron 使用 Ansys 仿真对必须通过无菌环境认证的整个设施进行烟雾研究。

Kenyon 说：“如果您对物理烟雾研究有疑问，那么您可以使用的杠杆就那么多。” “我们尚未实施此功能，但我们已经展示了在设施建成前可以使用 CFD 评估烟雾研究的内容。”

沟通是数字化转型的关键

从小的成功到整个设施的气流研究，仿真已成为 Regeneron 数字化转型路线图中的关键组成部分。

Regeneron 由医师科学家创立并领导了近 35 年，Regeneron 反复和始终如一地将科学转化为医学的独特能力导致了众多 FDA 批准的治疗方法和开发中的候选产品，几乎所有这些都是在 Regeneron 的实验室本土开发的。该公司正在投资其未来所需的 IT 基础设施，包括云计算，它与数字化流程和制造数据的努力同步运行。

“现在，模拟为开发过程提供信息，但我们看到他们有可能在我们的验证活动中占据更多的前列，”Kenyon 说。“领导层的支持是这种事情的关键。我们很幸运在这个行业拥有强大的冠军。”

Kenyon 强调了沟通与协作在数字化转型过程中的重要性。

“制造过程中涉及许多不同的群体。你需要有一个明确的沟通计划，”他说。“你必须愿意并且能够对不熟悉仿真技术的人进行培训。”

关键是建立与模拟应用程序的业务连接。

“我们需要向他们学习业务流程，他们需要向我们学习模拟流程，”他说。“我们必须弥合这一差距。”

文章来源：ansys博客