2026基于药物全生命周期的AI技术应用探索实践报告_30页_5mb

基于药物全生命周期的AI技术应用探索实践总结

核心内容

西门子通过其数字化工业软件与工业AI能力，致力于推动制药行业的数字化转型与升级。该平台结合了AI、数字孪生、流程自动化等技术，覆盖药物研发、工艺设计、技术转移、商业化生产等多个环节，旨在提升研发效率、优化生产流程、增强智能运营能力，并实现可持续发展。

主要观点

1. AI技术驱动制药行业全生命周期优化

   • 西门子通过AI技术实现从药物发现到商业化生产的全链条优化，加速研发进程，提高生产效率，降低运营成本。
   • AI技术在药物研发中，能够将科学数据转化为可重用的、AI就绪的知识，从而提升科研效率。
   • AI在工艺设计和优化中，结合仿真技术，提高产品可制造性，加速技术转移至生产阶段。

2. 企业级智能体平台（Intelligence Center X）

   • Intelligence Center X 是一个集上下文、智能、行动、调度和治理于一体的平台，支持多模态工作流和AI增强应用。
   • 该平台结合AI Studio、Graph Studio、Mendix与Fuse Agent，实现智能体开发、编排与调度，提升企业智能化水平。

3. AI原生工业应用与工具

   • 西门子推出了多个AI原生工业应用，如AI Calibre、AI Opcenter、AI Simcenter等，以支持制药行业的智能化需求。
   • Dotmatics Luma 是一个下一代智能平台，简化研发流程，从数据收集分析到成果展示全程覆盖，减少人为错误，提高实验产出质量。

4. AI与数字孪生结合

   • 数字孪生技术与AI结合，实现对药物制造过程的实时监控与优化，提升产品质量与一致性。
   • 通过Simcenter STAR-CCM+、OptiStruct等工具，模拟药物传输、混合、灌装等关键环节，实现工艺参数的动态优化。

5. AI在制造运营中的应用

   • AI技术在制造运营中，通过预测质量缺陷、设备健康、能耗等，实现智能化质量控制和能耗优化。
   • 西门子Insights Hub 作为数据驱动制造平台，支持基于DMAIC的持续改进，提升生产效率和产品质量。

关键信息

AI技术在药物研发中的应用

• 药物发现与开发：AI将历史与实时科学数据转化为可重复使用的知识，提升研发效率。
• 知识图谱：统一结构化与非结构化数据，解锁跨研究洞察。
• AI辅助实验方案设计：通过智能体自动化常规任务，辅助复杂查询，加速研发流程。

AI在制造过程中的应用

• 工艺参数优化：通过AI模型预测药物属性，生成76800种组合，快速筛选符合要求的工艺原料。
• 实时控制与优化：AI驱动的智能体辅助参数调整，减少操作依赖，提升生产稳定性。
• 柔性与无纸化生产：电子作业指导书替代纸质规程，提升生产透明度和可追溯性。

AI在智能制造中的应用

• AI增强的制造应用：如AI Opcenter、AI Simcenter等，支持智能决策、过程优化与实时监控。
• 生成式AI辅助：AI Copilot 支持快速生成、优化和调试自动化代码，提升开发效率。
• AI驱动的持续改进：通过数据驱动的方式，实现制造运营的持续优化和质量提升。

AI在数据管理与分析中的应用

• 数据整合与分析：通过统一的数据模型与集成工具，实现跨系统、跨数据源的高效数据处理。
• 数据合规与治理：AI在数据处理过程中，确保数据的合规性与安全性，支持AI治理和审计功能。
• 知识图谱构建：如GSK案例，通过构建企业级知识图谱，实现跨领域供应链分析与快速查询。

AI技术带来的效益

• 效率提升：通过自动化与AI辅助，减少人为错误，提升实验和生产效率。
• 成本节约：如GSK案例，通过AI知识图谱实现4亿美元的成本节约。
• 可持续发展：AI技术在生产优化中，有助于降低能耗、减少浪费，实现绿色制造目标。

西门子工业AI能力概述

• AI基础平台：支持灵活模型能力，开放对接企业自有系统，实现编排调度与智能体开发。
• 工业基础模型（IFM）：提供统一的AI模型接口，支持企业自定义AI应用与模型训练。
• AI Studio与Graph Studio：支持智能体开发与模型训练，增强AI应用的灵活性与可扩展性。

AI在制药行业的具体应用场景

药物发现与开发

• 数据转换：将科学数据转化为AI就绪格式，提升研发效率。
• 智能体辅助：AI智能体用于自动化常规任务，辅助复杂查询，加速研发流程。

工艺设计与技术转移

• 数字孪生应用：如Simcenter STAR-CCM+ 与 OptiStruct，用于模拟药物传输、混合、灌装等过程。
• 参数优化：通过AI模型预测最佳工艺参数，提升产品一致性与稳定性。

商业化生产

• 智能质量控制：AI预测质量缺陷，减少返工与资源浪费。
• 能耗优化：通过AI分析与预测，优化能源使用，提升生产可持续性。

智能制造

• 制造运营管理（MOM）：AI辅助制造执行与流程优化，提升生产效率。
• AI Copilot：通过生成式AI，提升生产计划与自动化代码生成效率。

西门子工业AI战略

• 平台即战略：西门子Xcelerator 提供完整的工业AI能力，赋能企业长期发展。
• 多领域融合：AI技术与工业元宇宙、数字孪生等技术融合，推动工业智能化。
• 全球影响力：西门子是全球工业AI领域的领导者，拥有1400+名AI专家、500+AI专利，覆盖全球多个行业。

西门子AI技术优势

• 长期积累：178年技术积累，深耕AI领域超过50年。
• 差异化优势：拥有超过30个工业AI应用，支持多模态数据处理与AI模型训练。
• 行业专用解决方案：针对制药行业，提供定制化AI应用与平台支持。

未来展望

• 持续创新：西门子将持续投入AI研发，推动工业AI与数字孪生的深度融合。
• 可持续发展：通过AI优化生产流程，减少资源浪费，提升能源效率。
• 智能化协作：AI技术将促进人机协作，提升科研与制造效率，推动制药行业向智能化、自动化方向发展。