Eine neue Herausforderung für Qualitätsexperten - das Datenqualitätskonzept

Datenqualitätsspirale / Data quality spiral

ACATECH digitale Reifegrade (Quelle: FIR A V. an der Hochschule RWTH Aachen) / ACATECH digital maturity stages (Source: FIR A V. at RWTH Aachen University)

Befähigte, wertorientierte Organisation (EVO - Empowered Value-Driven Organization) / Empowered Value-Driven Organization (EVO)

Abstrakt

Die Rolle der Qualitätssysteme in pharmazeutischen Unternehmen ist in den letzten 15 Jahren schneller gewachsen als jede andere Funktion. In diesem Zeitraum wuchs eine kleine Gruppe, die sich mit der traditionellen Einhaltung von Vorschriften befasste, und erweiterte sich um Qualitätsexperten in Bereichen wie Validierung, Produktfreigabe, Betrieb, Sterilitätssicherung und anderen spezialisierten Funktionen. Das Ziel dieses Wachstums war es immer, eine engere Qualitätsverbindung zwischen Fertigung und Technik herzustellen. Nach und nach wurde die Qualität in jedem Schritt des pharmazeutischen Herstellungsprozesses grundlegend: von einem Silokonzept zu einem fließenden Konzept. Nun steht eine neue Herausforderung bevor.

Die vierte industrielle Revolution (Pharma 4.0™) ist der Beginn der "Smart Facility"-Ära, in der Digitalisierung und Automatisierung zusammenwirken, um sehr komplexe Anwendungen und Lebenszyklen zu erreichen. In diesem brandneuen Rahmen werden Qualitätsexperten vor der Herausforderung stehen, ihre Rolle zu überdenken und die Qualitätssysteme ihrer Pharmaunternehmen neu zu gestalten, damit sie auf den Konzepten der Datenqualität beruhen.

Die ICH-Idee von Pharma

Seit 1990 bemüht sich der Internationale Rat für Harmonisierung (ICH- International Council for Harmonization) um eine weltweit einzigartige Reaktion, um sicherzustellen, dass sichere, wirksame und qualitativ hochwertige Arzneimittel auf möglichst ressourceneffiziente Weise entwickelt und registriert werden. Zwischen 2005 und 2008 erläuterte der Rat mit der Veröffentlichung der Q9- und Q10-Leitlinien, wie die Qualitätssysteme beschaffen sein sollten und wie sie funktionieren sollten, um die höchstmögliche Qualität der Arzneimittel zu gewährleisten.

In diesen Jahren haben die meisten pharmazeutischen Unternehmen weltweit ihr Qualitätssystem an die ICH-Leitlinien angepasst und damit die Rolle der ICH in der pharmazeutischen Organisation gestärkt. Gleichzeitig bestand der Wert und die Herausforderung der ICH im Wesentlichen darin, wissenschaftliche und risikobasierte Qualitätssystemprinzipien anzuwenden, um den gesamten Lebenszyklus des hergestellten Produkts abzudecken.

Die neuen Schlüsselwörter

Die ICH Q9 und Q10 waren die eigentliche Revolution für das, was wir die Blockbuster-Ära der Pharmazie oder "Pharma 2.0" nennen können. Diese Ära war durch die Massenproduktion von homogenen Produkten über längere Zeiträume gekennzeichnet. Die Hauptmerkmale dieser Pharma 2.0-Organisationen waren, dass sie von einer hierarchischen Kultur gesteuert wurden, die auf der Erfahrung der Entscheidungsträger beruhte, und sie waren in Silos organisiert. Nach den ICH-Richtlinien haben die Qualitätsorganisationen diese Mentalität aufgebrochen und die Funktion der Qualitätsabteilungen so durchdringend gemacht, dass sie als fließend wahrgenommen werden konnten. Die Schlüsselperson in dieser nun weniger strukturierten Organisation war der Qualitätsexperte. In seiner Funktion als Fachexperte musste er Informationen aus der Praxis mit seiner eigenen Erfahrung in Qualitätsfragen verknüpfen, um Entscheidungen auf wissenschaftlicher Grundlage zu treffen.

Jetzt ändert sich das Spiel schnell. Der ohnehin schon rasche Übergang von der traditionellen Pharmazie zur Biotechnologie und Genetik wurde durch die COVID-19-Krise, Marktveränderungen und den technischen Fortschritt noch beschleunigt. Dies sind die Triebkräfte, die die pharmazeutische Welt zu einer neuen industriellen Revolution antreiben: oder, wie es die ISPE nennt, Pharma 4.0™.

Wie bei jeder neuen Ära sind einige Schlüsselwörter grundlegend für das Verständnis der entscheidenden Unterschiede zur Vergangenheit. Für die vierte industrielle Revolution sind digitale Reife, Automatisierung und Ganzheitlichkeit die wichtigsten Begriffe, die es zu verstehen gilt.

Vom digitalen Reifegrad zum Datenqualitätskonzept

Einer der stärksten Belege für die vierte industrielle Revolution in der Pharmaindustrie ist das Aufkommen intelligenter Einrichtungen. Nach jahrelanger Entwicklung dieses Konzepts auf dem Papier werden diese technologiegestützten Standorte nun Wirklichkeit. Kurz gesagt, eine Einrichtung ist "intelligent", wenn alle digitalen Reifestufen von Acatech erfüllt sind:

– Stufe 1: Computerisierung.
– Stufe 2: Konnektivität.
– Stufe 3: Sichtbarkeit.
– Stufe 4: Transparenz.
– Stufe 5: Vorhersagefähigkeit.
– Stufe 6: Anpassungsfähigkeit

Die Erfüllung von Stufe 1 bedeutet den Übergang von einem "papierbasierten" zu einem "datenbasierten" Betrieb, während die Gewährleistung der Konnektivität (Stufe 2) den Übergang von isolierten Geräten zu einer Systemintegration mit Daten bedeutet, die von den Diensten gemeinsam genutzt werden können.

Der erste Schritt der Pharma 4.0-Revolution ist die Sichtbarkeitsstufe (Stufe 3), d. h. die Fähigkeit, in Echtzeit zu sehen, was mit den Daten der Sensoren in der in der vorherigen Stufe aufgebauten digitalen Kette geschieht. Es ist offensichtlich, dass sich der größte Teil der Pharmaindustrie in dieser Phase befindet. Dies ist die Phase, in der die wichtigsten Leistungsindikatoren (KPIs) gesammelt und online verfügbar sind. Wie bereits erwähnt, stützt sie sich jedoch nach wie vor auf Qualitätssachverständige, die ihre Entscheidungen zum Teil auf der Grundlage von Erfahrungen und zum Teil auf wissenschaftlicher Basis treffen, indem sie historische Daten offline analysieren.

Der digitale Schatten, der in den ersten drei Stufen geschaffenen Prozesse wird durch die "Automatisierung" in den letzten drei Stufen vervollständigt. Transparenz (Stufe 4) ist definiert durch die Fähigkeit, Interaktionen im digitalen Schatten zu erkennen und zu interpretieren, wenn sie stattfinden, um die wahren Ursachen zu finden (deduktive Fähigkeit). Darüber hinaus ist die Fähigkeit zur Vorhersage (Stufe 5) von grundlegender Bedeutung für die automatische Entscheidungsfindung. In Stufe 4 beginnen die Systeme damit, die Trends zu analysieren und den digitalen Schatten in die Zukunft zu projizieren, um rechtzeitig geeignete Gegenmaßnahmen zu ergreifen. Die letzte Stufe ist die Anpassungsfähigkeit, d. h. die automatisierte Fähigkeit, Prozesse ohne manuelle Eingriffe und trotz veränderter Eingaben und Umstände an korrigierte Ergebnisse anzupassen.

Nicht alle Pharmaunternehmen müssen alle diese Stufen erfüllen. Unternehmen, die beispielsweise große Konsumgüter herstellen, haben möglicherweise nicht die Notwendigkeit, die digitalen Reifegrade zu erreichen. Andererseits wird dieser ganzheitliche Ansatz die einzige Möglichkeit sein, das Geschäft mit Hochtechnologieprodukten, neuartigen Therapien und Produkten mit hohem Mehrwert aufrechtzuerhalten. Darüber hinaus ist es wichtig zu beachten, dass eine Organisation alle fünf Stufen der digitalen Reife von Acatech erfüllen kann, indem sie einfach die Fähigkeit besitzt, sie auszuführen; es ist jedoch die Aufgabe der Qualitätsexperten und Systemverantwortlichen, diese Fähigkeit in die Tat umzusetzen.

"Ganzheitlich" bedeutet in der Tat die vollständige Sicht auf etwas, einschließlich aller Einflüsse und aller möglichen Zusammenhänge. Ganzheitlichkeit in der Wissenschaft ist ein Forschungsansatz, bei dem die Untersuchung komplexer Systeme im Vordergrund steht. Systeme werden als kohärente Ganzheiten betrachtet, deren Einzelteile am besten im Kontext und in Beziehung zueinander und zum Ganzen verstanden werden.

Wir können diesen Ansatz für die Entscheidungsfindung in der pharmazeutischen Produktion "Datenqualität" nennen. Dies bezieht sich auf die lange Reise der Daten durch die digitalen Reifegrade und ihr letztendliches Ziel, die gesammelten Daten in fundierte Entscheidungen zu verwandeln (CAPA).

Die neue Herausforderung

Was wird aus dem Qualitätsexperten, wie ihn sich die ICH vorstellt? Die Systeme werden sich so weiterentwickeln, dass sie in der Lage sind, bestehende Prozesse automatisch zu korrigieren, vorherzusagen und anzupassen, und sie werden in kurzer Zeit die Methoden zur Entscheidungsfindung ersetzen, die wir heute anwenden. Kann man sagen, dass die Datenqualität allein ausreicht, um die Qualität pharmazeutischer Produkte zu gewährleisten?

Wie bei jeder industriellen Revolution reicht der technische Fortschritt nicht aus, um eine Ära zu verändern; es muss auch ein kultureller Fortschritt mit der gleichen Stärke vorhanden sein. Kulturelle Veränderungen können Top-Down-Prozesse sein, wenn das obere Management den Wandel erzwingt, oder Bottom-Up-Prozesse, wenn eine weit verbreitete Bewegung eine Revolution auslöst. In beiden Fällen ist es ein Beweis für das Vorhandensein einer isolierten Organisation, die sich weiterentwickeln muss. In Pharma 4.0, nach der Digitalisierung und Automatisierung, wird ein Unternehmen eine Organisation, die nach Ebenen und Abteilungen strukturiert ist, nicht mehr nötig. Zum ersten Mal überhaupt in der Branche erleben wir einen kulturellen Wandel von oben nach unten und von unten nach oben. Mitarbeiter auf allen Ebenen müssen in einer fließenden, prozessorientierten Lean-Organisation multikompetent werden.

Dies gilt auch für das Qualitätsreferat und seine Sachverständigen. Da der Prozess des Austauschs von Qualitätsinformationen schneller und genauer ist als früher, bleibt keine Zeit mehr, um Ratschläge und Genehmigungen einzuholen. Das Verständnis von Qualitätskonzepten sollte neben Prozess-, Herstellungs- und Statistikkenntnissen zu den Fähigkeiten der neuen Experten gehören. Die Qualitätsabteilung von Pharma 4.0 wird eine "Empowered Value-driven Organization" (EVO) sein, in der jeder Experte mit Informationen aus der Datenqualität ausgestattet ist, die es ihm ermöglichen, Entscheidungen ohne Entscheidungshierarchie zu treffen. Die Automatisierungsstufen (Transparenz, Vorhersagefähigkeit, Anpassungsfähigkeit) garantieren, dass diese Entscheidungen getroffen werden, um die erwarteten Ziele zu erreichen: Erhöhung der Systemzuverlässigkeit, Verbesserung der Produktqualität und Reduzierung des Dokumentationsbedarfs.

Jüngste Marktstudien deuten darauf hin, dass die Automatisierung den größten Teil der "vorhersehbaren Arbeit" ersetzen wird, andererseits aber auch den Bedarf an Fachleuten erhöht, die in der Lage sind, die Entscheidungsphase für alles "Unvorhersehbare" zu bewältigen. Die Größenordnung des erforderlichen Anstiegs der Zahl der neuen Fachleute ist beeindruckend. Wir sprechen von einem globalen Wachstum von 150 % mit mehreren hundert Millionen Menschen weltweit, die ihre Fähigkeiten parallel zum Aufstieg dieser neuen industriellen Revolution weiterentwickeln müssen.

Schlussfolgerungen

Im Zeitalter der vierten industriellen Revolution ist die Datenqualität das Fundament, auf dem die Pharmaunternehmen ihre Produktion aufbauen müssen. Dies wird durch eine tiefe Verbindung zwischen allen verschiedenen Phasen der Produktion geschehen, die derzeit ihre definierten Konturen verlieren. Auf der einen Seite werden Digitalisierung und Automatisierung die Arbeiten ersetzen, die wir als "vorhersehbar" definieren können. Andererseits erfordert die enorme Menge an Daten, die als Grundlage für die Entscheidungsfindung dienen, vielseitig qualifizierte Experten für die Interpretation. Fortgeschrittene Fähigkeiten in den Bereichen Statistik, Verfahrenstechnik, Kontamination und Mikrobiologie sind nur einige Beispiele für das benötigte Wissensportfolio.

Darüber hinaus wird die Rolle dieser neuen Qualitätsexperten grundlegender sein als in der Vergangenheit. Die fließende Organisation, die durch das Datenqualitätskonzept geschaffen wird, wird traditionelle Abteilungen in EVOs umwandeln, in denen grundlegende Entscheidungen von den Qualitätsexperten getroffen werden, ohne dass es eine Entscheidungshierarchie gibt.

Referenzen

1. ICH Harmonized Tripartite Guideline – Quality Risk Management Q9.
2. ICH Harmonized Tripartite Guideline – Pharmaceutical Quality System Q10.
3. Al-Hafez N., Allyn T., Duckworth Y. M., Landertinger Forero R. W., Hartmann L., Lundsberg-Nielsen L., Roberts D. J., Van Den Broeck J., Zimmer T., Holistic Control Strategy: From ICH Quality Guidelines to Pharma 4.0™, Pharmaceutical Engineering, March/April 2021
4. Wyn S., Canterbury J.: A GAMP® Approach to Robotic Process Automation, Pharmaceutical Engineering, May/June 2020.
5. Heesakkers H, Woelbeling C., Zimmer T., Al-Hafez N., Binggeli L., Canzoneri M., Hartmann L.: Applying Holistic Control Strategy in Pharma 4.0™, Pharmaceutical Engineering, January/February 2020.
6. Schuh, G., Anderl, R., Gausemeier J., ten Hompel, M., Wahlster, W. (Eds.): Industrie 4.0 Maturity Index. Managing the Digital Transformation of Companies (acatech STUDY), Munich: Herbert Utz Verlag 2017.
7. Tilley J., Bolz L., Ludwig-Dehm P. M., Wägner S.,– Industrial Robotics - insights into the sector’s future growth dynamics, McKinsey & Company, July 2019