삼성 바이오 로직스는 N-1 퍼퓨전, 디지털 트윈, 공정 자동화 등 첨단 기술을 도입해 바이오의약품 생산 공정의 효율성과 품질을 극대화하고 있습니다. 이로써 생산 기간 단축, 품질 안정성, 미래 지향적 생산 체계 구축을 실현하고 있습니다.
N-1 퍼퓨전 기술을 통한 생산성 혁신
삼성 바이오 로직스는 바이오의약품 생산 공정에서 N-1 퍼퓨전(Perfusion) 기술을 적극적으로 도입해 생산성을 혁신적으로 높이고 있습니다. N-1 퍼퓨전은 최종 세포배양 단계(N)의 직전 단계(N-1)에서 세포배양과 불순물 제거를 동시에 진행해 세포 농도를 기존 대비 최대 10배까지 높일 수 있는 첨단 기술입니다. 이 방식은 배양기 내에서 세포가 성장하며 발생하는 노폐물과 불순물을 여과필터로 제거하고, 신선한 배지를 지속적으로 공급함으로써 세포의 성장 환경을 최적화합니다. 그 결과, N-1 단계의 배양 기간을 늘려 더 많은 세포를 배양할 수 있으며, 전체 생산 기간을 최대 30%까지 단축할 수 있습니다. 삼성 바이오 로직스는 이 기술을 3공장 상업생산 단계에 성공적으로 적용해 글로벌 CMO 업계에서도 드물게 대규모 상업생산에 최적화된 사례로 평가받고 있습니다. 또한, 이 기술은 대형 바이오리액터에서도 효율적으로 적용되어 생산 규모 확대와 생산성 극대화에 크게 기여하고 있습니다. MSAT(Manufacturing Science and Technology)팀을 중심으로 스케일업 과정의 효율화, 데이터 기반 조건 예측, 정제라인 단순화 등 다양한 공정 혁신 노하우를 축적해 고객사 맞춤형 대량 생산 조건을 빠르게 설정할 수 있습니다. 이러한 혁신은 바이오의약품 생산 전 주기에 걸쳐 생산성과 품질을 동시에 확보하는 데 중요한 역할을 하며, 삼성 바이오 로직스의 글로벌 경쟁력을 뒷받침하고 있습니다.
디지털 트윈과 AI 기반 공정 시뮬레이션의 적용
삼성 바이오 로직스는 5공장을 중심으로 디지털 트윈(Digital Twin)과 AI 기반 공정 시뮬레이션을 도입해 생산 공정의 예측성과 효율성을 극대화하고 있습니다. 디지털 트윈은 실제 생산 설비와 동일한 가상 모델을 디지털 환경에 구축해, 현실에서 발생하는 데이터를 실시간으로 수집·분석하고, 최적의 생산 시나리오를 도출하는 기술입니다. 이를 통해 생산 공정의 각 단계별 주요 지표(세포 수, 대사물질 농도, 용존 산소, 단백질 농도 등)를 실시간으로 예측하고, 정제 공정의 수율 변화나 단일 배치의 예상 소요 시간까지 사전에 시뮬레이션할 수 있습니다. 전산 유체 역학(CFD) 시스템을 활용해 바이오리액터 내부의 유체 흐름, 산소전달계수, 전단응력 등 핵심 변수의 변화를 실시간으로 분석함으로써, 공정 변화 전후의 결과를 미리 확인하고 합리적인 의사결정을 내릴 수 있습니다. AI와 빅데이터 기술은 세포 성장, 영양소 소비 등 다양한 변수를 예측하는 데 활용되며, 데이터 레이크(Data Lake) 구축을 통해 생산관리시스템(MES), 품질관리시스템(QES), 운영관리시스템(OES) 등과 연계되어 전체 생산 공정의 자동화와 최적화를 실현하고 있습니다. 이러한 디지털 혁신은 생산 일정의 안정성 확보, 품질 일관성 유지, 고객 맞춤형 생산 시나리오 제시 등 다양한 측면에서 경쟁력을 높이고 있습니다.
공정 자동화와 에너지 관리 시스템의 통합 운영
삼성 바이오 로직스는 공정 자동화와 에너지 관리 시스템(FEMS: Facility Energy Monitoring System) 도입을 통해 생산 공정의 효율성과 친환경성을 동시에 추구하고 있습니다. 1공장부터 5공장까지 전 생산 시설에 FEMS를 적용해 전력, 온수, 태양광 등 에너지 사용량을 개별 설비별로 실시간 모니터링하며, 넷제로(Net Zero) 목표 달성을 위한 체계적인 에너지 감축을 이행하고 있습니다. 제조 실행 시스템(MES: Manufacturing Execution System)의 고도화로 생산 공정의 모든 데이터를 실시간으로 추적, 기록, 제어할 수 있으며, 자율주행 운송로봇, 자동화 창고, 화학물질 자동 공급 시스템 등 첨단 자동화 설비를 도입해 인력 의존도를 최소화하고 인적 오류 발생 가능성을 낮추고 있습니다. 또한, AI 기반 업무 자동화 솔루션을 도입해 품질 인증, 규제 대응, 표준작업절차서(SOP) 관리 등 복잡한 업무의 효율성을 획기적으로 높이고 있습니다. 이러한 통합 운영 시스템은 생산성 증대, 품질 안정성 확보, 규제 준수 등 바이오의약품 생산에 필수적인 요소를 충족시키며, 삼성 바이오 로직스가 글로벌 CDMO 시장에서 신뢰받는 파트너로 자리매김하는 데 핵심적인 역할을 하고 있습니다.