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Jul 17, 2023

Das Wachstum der Sterilherstellung in der Pharmaindustrie

Der Markt für sterile Arzneimittel wird voraussichtlich um mehr als 50 % wachsen

Die sterilen Arzneimittel Es wird erwartet, dass der Markt in den nächsten sieben Jahren um mehr als 50 Prozent wachsen wird (Abbildung 1). Ein wesentlicher Treiber war die COVID-19-Pandemie, die die Nachfrage nach rekombinanten Antikörpern und kleinen Molekülen steigerte. Sterilhersteller müssen schnell mehr Kapazität schaffen, um zusätzliche Marktanteile zu gewinnen.

Aufgrund der erheblichen Investitionen, die für neue Linien erforderlich waren, war es jedoch immer schwierig, die Sterilkapazität zu erhöhen. lange Liefer-, Qualifizierungs- und Validierungszeiten; und der Aufwand, der erforderlich ist, um neue Mitarbeiter auszubilden und zu qualifizieren. Diese Bedingungen erschweren es den Herstellern, auf den prognostizierten Nachfrageschub zu reagieren. Daten aus dem Pharma Operations Benchmarking of Solids (POBOS) von McKinsey aus den letzten fünf Jahren zeigen, dass die Kapazität pro sterilem Produktionsstandort im Mittel nur um 2,6 Prozent gestiegen ist, während die mittlere Gesamtanlageneffizienz (OEE) um 2,7 Prozent gesunken ist.

Die Zeit, die für die Installation einer neuen Sterillinie benötigt wird, liegt in der Regel zwischen zwei und drei Jahren, obwohl die aktuelle globale Versorgungskrise diese Installationszeiten wahrscheinlich erheblich verlängert. Der Mangel an Fachkräften für die Sterilgutherstellung dürfte den Anlauf neuer Produktionslinien noch weiter verzögern. Daher ist es nicht sinnvoll, die Sterilkapazität kurzfristig durch die Installation zusätzlicher Produktionslinien zu erhöhen.

Die kurzfristige Kapazitätssteigerung durch Partnerschaften mit Auftragsfertigungsunternehmen oder Vertragsentwicklungs- und Fertigungsorganisationen (CDMOs) erfordert aufgrund der Komplexität des Technologietransfers, insbesondere bei Abfüllbetrieben, bei denen umfangreiche Prozessvalidierungen erforderlich sind, viel Zeit und Energie.

Es bleibt jedoch ein enormes ungenutztes Potenzial in der operativen Exzellenz. Betrachtet man die Effizienz bestehender Sterillinien, gibt es deutlich Verbesserungspotenzial: Die Auslastung in POBOS liegt im Median bei 51 Prozent. Darüber hinaus zeigt die OEE in POBOS eine Spanne von 11 bis 49 Prozent zwischen dem unteren Quartil und dem oberen Dezil bei sterilen Abfüllvorgängen basierend auf validierter Geschwindigkeit (Abbildung 2). Viele Sterilhersteller schöpfen nicht die größtmögliche Kapazität aus ihren Anlagen. Darüber hinaus besteht bei der OEE eine Leistungslücke von 14 Prozentpunkten zwischen dem obersten Quartil (35 Prozent OEE) und dem obersten Dezil (49 Prozent OEE), was ein deutliches Verbesserungspotenzial zwischen den Leistungsträgern und den Klassenbesten zeigt.

Wenn wir die Produktlinien mit Rückenwind aus der Stichprobe entfernen – also Linien, die nur einem Produkt gewidmet sind oder mit mehr Bedienern als im Durchschnitt besetzt sind –, sehen wir angesichts der intrinsischen Leistung der Linien und der Unterschiede in der betrieblichen Effizienz einen weiteren Anstieg des OEE-Bereichs .

Wir haben mehrere Kunden auf ihrem Weg von der niedrigen zur besten Leistung ihrer Klasse begleitet, während sie die Herausforderungen begrenzter Kapazitäten gemeistert haben. Zwei Erfolgsgeschichten verdeutlichen die potenziellen Auswirkungen einer kapazitätsorientierten Transformation auf Standort- und Netzwerkebene und zeigen die konkreten Vorteile der Konzentration auf operative Exzellenz auf.

Ein großes CDMO musste dringend neue Kapazitäten für die Impfstoffproduktion schaffen und sah sich mit Herausforderungen konfrontiert, darunter mangelnder Erfahrung beim schnellen Kapazitätsaufbau. Die Herausforderungen spiegelten sich in der Basis-OEE wider, die laut POBOS im dritten Quartil lag. Das Unternehmen startete ein netzwerkweites Transformationsprogramm von einem strategischen Standort, um den weltweiten Umsatz innerhalb von fünf Jahren zu verdoppeln.

Wir haben einen dreistufigen Ansatz gewählt. Zunächst unterstützten wir den Kunden bei der grundlegenden Prozessverbesserung und halfen dabei, Systeme und Prozesse zu stabilisieren und zu standardisieren, was schnell zu Ergebnissen führte. Die Schärfung des Prozessbewusstseins trug dazu bei, den Grundstein für die zweite Phase zu legen, in der wir die Bereitschaft zum industriellen Internet der Dinge (IIoT) bewerteten und Fähigkeiten rund um spezifische Lernreisen bauten. Dies ermöglichte es dem Unternehmen, sein digitales Arbeitspotenzial mit Tools wie fortschrittlichem digitalem Leistungsmanagement und digitalen Umstellungsleitfäden auszuschöpfen. In der dritten Phase erschloss das Unternehmen sein volles Potenzial durch die Einführung fortschrittlicher Analysen, um Prognosen zu verbessern und eine zeitnahe, datengesteuerte Entscheidungsfindung zu unterstützen.

Fortschrittliche Praktiken des digitalen Leistungsmanagements, wie die Standardisierung und Schaffung von Transparenz bei Schlüsselprozessen, ermöglichten eine Verbesserung der OEE um 50 bis 60 Prozent. Digitale Leitfäden trugen dazu bei, die Umrüstzeit an den Sterilabfülllinien um 40 Prozent zu reduzieren. Durch die analysebasierte Lösung von Grundursachenproblemen konnten Ausfälle, Geschwindigkeitsverluste und Mikrostopps um 30 bis 40 Prozent reduziert werden. Die Gesamtvorlaufzeit verringerte sich um 20 Prozent und innerhalb von 12 Monaten verdoppelte sich die Kapazität des Standorts, wie in Abbildung 3 dargestellt.

Das zweite Beispiel betraf eine CDMO-Anlage, die sterile injizierbare Produkte auf traditionellen aseptischen Linien herstellte. Um der Kundennachfrage gerecht zu werden, benötigte das Unternehmen eine dreimal so hohe Kapazität wie bisher. Zu den Herausforderungen gehörten die schnelle Einführung eines neuen, komplexeren Produkts, eine instabile Standortorganisation mit mehreren kürzlich erfolgten Führungswechseln und wenig Erfahrung mit operativer Exzellenz.

Wir nutzten traditionelle Lean-Hebel, um Verschwendung zu identifizieren und zu beseitigen, die Flexibilität zu steigern und die Leistung von Menschen und Maschinen ohne erhebliche Investitionen erheblich zu verbessern. Dazu gehörte der Einsatz des Single-Minute-Exchange-of-Die-Ansatzes (SMED), der dazu beitrug, Umrüstungen zu verkürzen und zu standardisieren. Wir haben das Bewusstsein für den Prozessstatus durch stündliche Leistungsverfolgung in der Werkstatt erhöht. Wir halfen auch dabei, den Betrieb zu verfolgen, indem wir ein Wertstrom-Leistungsmanagement an der Linie implementierten, jeden Produktionsschritt (z. B. Compoundieren, Abfüllen und Verpacken) verfolgten und uns zweimal pro Jahr mit Supportfunktionen (z. B. Qualitätssicherung, Qualitätskontrolle und Wartung) verbanden Tag.

Die Pflanze zeigte sofortige Ergebnisse. Die Linien-OEE stieg im dritten Monat der Transformation von 23 Prozent auf fast 60 Prozent, also vom unteren zum oberen Quartil. Die Umrüstzeiten wurden von 15,0 Stunden auf eine stabile Dauer von rund 6,5 Stunden verkürzt.

Basierend auf unserer umfangreichen Erfahrung in der Hand-in-Hand-Arbeit mit Kunden bei der Erforschung und Gestaltung erstklassiger steriler Abläufe haben wir sechs entscheidende Prinzipien ausgewählt, verfeinert und geprüft, die Hersteller nutzen können, um die sterile Kapazität durch operative Exzellenz zu steigern.

Führungskräfte auf allen Ebenen können Bemühungen zur Kapazitätsfreisetzung unterstützen und anregen. Sobald die Ziele festgelegt sind, kann die globale Betriebsleitung eine strukturierte Transformations-Governance entwerfen, um sie mit den Führungskräften der verschiedenen Standorte abzustimmen und gemeinsam eine Change Story zu entwickeln. Diese Geschichte kann dann auf allen Ebenen bis hin zu den Mitarbeitern vor Ort an jedem Standort kommuniziert werden, um die Zustimmung zu maximieren. Dies vermittelt die Dringlichkeit der Initiative und die Zuversicht, dass das Ziel erreichbar ist. Innerhalb eines Netzwerks wird normalerweise ein strategischer Standort ausgewählt, um die Transformation zu steuern und die anschließende Einführung zu informieren.

Ein Kernprinzip der operativen Exzellenz besteht darin, dass sie hervorragende Ergebnisse erzielt, indem sie sich konsequent auf Prozessverbesserungen konzentriert, die einfache Produktionssystemkonzepte nutzen. Eine kurzfristige, kapazitätsorientierte Transformation nutzt operative Exzellenz, um kritische Engpässe entlang der Wertschöpfungskette zu beseitigen und schnell Werte freizusetzen. Während der Standortdiagnosephase können die Engpässe eindeutig identifiziert werden. Beim ersten CDMO unterstützten wir den Kunden zunächst bei der Stabilisierung von Systemen und Prozessen und lieferten dann durch Standardisierung und andere Lean-Praktiken schnelle Ergebnisse.

Während digitale Tools und Analysemethoden im Allgemeinen Kapazitäten freisetzen können, die über klassische Lean-Hebel hinausgehen, sollten wichtige Prozesse vor ihrer Anwendung standardisiert und schlank gemacht werden. Dies kann das Leistungsmanagement erheblich verbessern, die Behebung von Störungen beschleunigen und die Reaktion auf Abweichungen von Standards verkürzen.

Der erste Schritt zur Verbesserung des Leistungsmanagements kann darin bestehen, eine Besprechungskaskade zu entwerfen, die klare Informationsflüsse und Eskalationspfade gewährleistet. Personen, die wichtige Rollen in der Produktion einnehmen, wie Linienmanager oder Schichtleiter, können darin geschult werden, wichtige Besprechungen wie tägliche Besprechungen, Schichtübergaben und Leistungsbeurteilungen zu leiten. Dann kann digitales Performance Management Prozesse durch nahezu Echtzeit- und umfassenden Informationsaustausch stärken.

Auch bei Pannen gilt ein dreistufiger Prozess. Erstens werden sie mindestens täglich verfolgt, zusammen mit anderen Leistungseinbußen wie z. B. Leitungsverlangsamungen. Zweitens können Prozessexperten, Wartungstechniker und Experten für betriebliche Exzellenz im Rahmen täglicher Besprechungen an Korrekturmaßnahmen und der Lösung von Problemen mit der Grundursache (RCPS) teilnehmen. Drittens kann jeder die Wirksamkeit von Korrekturmaßnahmen in wöchentlichen Leistungsbeurteilungsgesprächen messen und überprüfen. Sobald diese grundlegende Routine vorhanden ist, können erweiterte Analysen angewendet werden, um Verlusttreiber durch Datenanalyse systematisch zu identifizieren und Probleme zu verhindern, indem die idealen Parametereinstellungen für eine optimale Leistung berechnet werden.

Auch der Prozess des Abweichungsmanagements – das Schließen identifizierter Leistungslücken – profitiert davon, dass vor der Anwendung analysegestützter Vorhersagen und Berichte ausgewählte Schlüsselschritte durchgeführt werden. Diese ersten Schritte stärken das Bewusstsein und den Zweck und umfassen die Neugestaltung des Prozesses zur Vorfalltriage, die Überarbeitung des Lehrplans für die Ermittlerschulung und der Zertifizierungsanforderungen, die Verbesserung des Untersuchungsprozesses zur Priorisierung von Nacharbeiten, die Verknüpfung von Abweichungs- und Leistungsmanagement zur Förderung der funktionsübergreifenden Zusammenarbeit sowie die Standardisierung von RCPS-Besprechungen und -Überprüfungen Bretter.

Um schließlich Verzögerungen beim Übergang zu Digitaltechnik und Analyse zu vermeiden, sollte jeder Standort eine IIoT-Bereitschaftsbewertung durchführen, bevor ein Umsetzungsplan erstellt wird. Dies ermöglicht ein Verständnis der unterschiedlichen Datenreifegrade im gesamten Netzwerk und ermöglicht eine entsprechende Anpassung des Rollout-Zeitplans. Ein hochgradig standardisierter und bewährter Ansatz für IIoT-Bewertungen erfordert nur drei Wochen und einen geschulten Gutachter, der mit wichtigen Partnern zusammenarbeitet, darunter Anbieter von Standortinformationstechnologie/Betriebstechnologie (IT/OT) und zentrale IT/OT.

Ein gut konzipiertes Pilotprogramm kann die Agilität steigern und das Lernen und die kulturelle Akzeptanz von Operational Excellence beschleunigen. Da Verbesserungshebel am Pilotstandort entworfen und umgesetzt werden, können die dabei entwickelten Kenntnisse und Fähigkeiten zentral kodifiziert und verwaltet werden. Je reproduzierbarer und skalierbarer die Hebel sind, desto schneller erfolgt die Einführung und desto größer ist der Nutzen sowohl digitaler und analytischer als auch traditioneller Lean-Hebel. KPI-Dashboards, Codeblöcke für erweiterte Analysen, Vorlagen für Arbeitsanweisungen und andere wichtige Tools können auf verschiedenen Websites wiederverwendet werden.

Ein erheblicher Teil der Ausfallzeiten einer sterilen Produktionslinie ist auf Vorsichtsmaßnahmen zur Gewährleistung der Sterilität zurückzuführen. Alle Bemühungen, diese Ausfallzeiten zugunsten einer höheren Effizienz zu begrenzen, müssen die Patientensicherheit gewährleisten, indem sie sich auf die Optimierung ausgewählter Betriebsparameter konzentrieren. Beispielsweise macht der automatisierte Clean-in-Place-/Sterilize-in-Place-Zyklus, der zum Reinigen und Sterilisieren von Füllgütern zwischen zwei aufeinanderfolgenden Chargen konzipiert ist, 30 bis 60 Prozent der Umrüstzeit aus. Eine Änderung ist nur durch eine Neuprogrammierung der Abfüllmaschine möglich, was in der Regel der Hersteller vornimmt. Durch starke mikrobiologische Validierung, Änderungskontrolle, Qualitätssicherung und technische Fähigkeiten vor Ort wird sichergestellt, dass die integrierten Reinigungs- und Sterilisationszyklen der Maschine so kalibriert werden, dass sie die Sterilitätsanforderungen effizient erfüllen.

Derzeit mangelt es an Fachkräften für sterile Operationen, und viele Akteure haben relativ gering qualifizierte Arbeitskräfte eingestellt, um der steigenden Nachfrage gerecht zu werden, wie im ersten Beispiel oben deutlich wird. Dies führte zu ineffizienten und kapazitätsbeschränkten Abläufen. Auch wenn es in der Tat sehr schwierig ist, einen hochspezialisierten Steriltechniker direkt einzustellen, lässt sich der Wert dennoch durch die Entwicklung schneller und gezielter Weiterbildungsprogramme maximieren. Der erste Schritt dazu besteht darin, alle erforderlichen Fähigkeiten – zum Beispiel Probenahme, Filtereinrichtung beim Umrüsten, Verwendung des Autoklaven – mit der aktuellen Belegschaft abzugleichen, um aufzuzeigen, wo die Talentlücken bestehen. Dies kann durch eine einfache Kompetenzmatrix erfolgen, die regelmäßig von den Vorgesetzten aktualisiert wird. Sobald der Talentbedarf klar ist, kann die Schichtbesetzung so gestaltet werden, dass erfahrene Arbeitskräfte mit potenziellen Zielen für die Weiterqualifizierung in ausgewählten Tätigkeiten zusammengebracht werden. Im Idealfall erhöht die parallele Durchführung einer solchen auf einer Fertigkeitsmatrix basierenden Übung in allen Produktionslinien die Flexibilität des Systems, indem möglicherweise der Austausch von Arbeitskräften zwischen Linien ermöglicht wird.

Für viele Unternehmen besteht die beste Reaktion auf die wachsende Nachfrage nach Sterilkapazität darin, ihre Herstellungsprozesse zu verbessern und dabei ihre vorhandenen Ressourcen und Arbeitskräfte zu nutzen. Bei der betrieblichen Transformation geht es nicht nur um unmittelbare Kapazitäts- und Effizienzprobleme; Es kann auch tiefgreifende und dauerhafte Vorteile bringen. Wir glauben, dass die Bewertung der in diesem Artikel hervorgehobenen Schlüsseldimensionen der erste Schritt ist, den Sterilhersteller unternehmen können, um eine effizientere Zukunft zu gestalten und den ständig steigenden Bedarf an Sterilkapazität zu decken.