Pharmalogistik: Strategien & Lösungen

Pharmalogistik umfasst die ganzheitliche Planung, Steuerung und Durchführung von Transport-, Lager- und Produktionsprozessen entlang der pharmazeutischen Lieferkette, unter Einhaltung strenger regulatorischer Anforderungen. Digitalisierung und Automatisierung transformieren dabei bestehende Prozesse grundlegend: KI, Echtzeit-Daten und autonome Systeme steigern Transparenz, reduzieren Fehler und ermöglichen eine effiziente, flexible Produktionsversorgung vom Werksgelände bis zur gesamten Supply Chain.

Die Pharmaindustrie steht vor einem tiefgreifenden Wandel. Lieferengpässe durch Abhängigkeiten von asiatischen Märkten, steigende regulatorische Anforderungen, der wachsende Trend zu BioPharma und personalisierten Medizin sowie geopolitische Risiken in globalen Liefernetzwerken stellen etablierte Strukturen auf die Probe. Eine moderne Pharmalogistik ist jedoch weit mehr als klassische Lager- und Transportsteuerung, denn sie verbindet Produktion, Standortplanung und die gesamte Lieferkette zu einem ganzheitlichen, resilienten System mit dem Menschen im Fokus.

Die Pharma Supply Chain wird zunehmend komplexer, da Kleinchargen, temperaturempfindliche Produkte und volatile Märkte flexible, transparente Netzwerke mit lückenloser End-to-End-Sichtbarkeit und zuverlässiger Rückverfolgbarkeit erfordern. Gleichzeitig eröffnen die Digitalisierung und Automatisierung der Pharmaindustrie völlig neue Möglichkeiten – von KI-gestützter Planung und Simulationsmodellen über autonomen Werksverkehr bis hin zu intelligenten Echtzeit-Tracking-Systemen.

Das Fraunhofer IML begleitet und unterstützt Unternehmen der Pharmabranche dabei, ihre vielschichtigen Herausforderungen systematisch und interdisziplinär zu lösen –fundiert, herstellerneutral und stets zukunftsorientiert.

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Das Fraunhofer IML gestaltet Pharma-Lieferketten resilient, transparent und zukunftssicher und behält dabei den Menschen im Fokus. Unsere Leistungen umfassen sowohl fachliches als auch technisches Know-how zur Optimierung und Digitalisierung von Pharmalogistikprozessen:

Operational Excellence

• End-to-End-Prozessoptimierung: Ganzheitliche Analyse und Optimierung von Logistik-, Produktions- und IT-Prozessen entlang der gesamten Wertschöpfungskette zur Überwindung von Schnittstellen und Brüchen
• Pharma-Devices für die Produktionsversorgung: Entwicklung und Integration kundenspezifischer Devices (z. B. Smart Panel) – von der Konzeption bis zur Pilotierung und Validierung

Supply Chain Management

• Supply Chain Simulation & Risk Management: Netzwerkanalyse, szenarienbasierte Risikobewertung und simulationsgestützte Entscheidungsunterstützung
• IT-Systemlandschaft Design für die Supply Chain: IST-Analyse, Anforderungskatalog, Anbieterworkshops und Entwicklung zukunftsfähiger SCM-IT-Roadmaps

Robotik

• Laborautomatisierung: Herstellerneutrale Auswahl und Einführung mobiler Manipulationslösungen inkl. IT-/OT-Integration
• Transportprozesse auf dem Werksgelände: Herstellerunabhängige Auswahl, Pilotierung und Integration von AMR-Lösungen für den innerbetrieblichen Transport

Unser Anspruch: Nicht das Machbare integrieren, sondern das bisher Unmögliche automatisieren – durch Know-how in Technologien jenseits des State of the Art.

Drei zentrale Entwicklungen werden die Pharmalogistik prägen:
Erstens erfordert der Trend zur personalisierten und stratifizierten Medizin flexible, modulare Produktions- und Lieferprozesse für kleinchargige, oftmals temperaturempfindliche Medikamente mit kurzen Entwicklungszyklen.

Zweitens werden autonome Transportroboter, KI-gestützte Steuerungssysteme und interaktive Devices wie das Smart Panel den Materialfluss auf dem Werksgelände revolutionieren.

Drittens entwickelt sich die gesamte Supply Chain zu einem vernetzten, simulierbaren System mit durchgängiger Transparenz, sicherer Temperaturkontrolle und nachhaltigeren Prozessen. Bei all diesen Entwicklungen besteht der Anspruch, dass der Mensch im Mittelpunkt bleibt und durch intelligente Technologien unterstützt wird, die Effizienz, Sicherheit und Versorgungssicherheit gleichermaßen gewährleisten.

Wie das konkret aussieht, zeigen drei Handlungsfelder, in denen das Fraunhofer IML Pharmaunternehmen gezielt unterstützt: Supply Chain, Standort und Produktion.

Supply Chain – Der End-to-End-Überblick über ein komplexes System

Die Pharma Supply Chain der Zukunft steht unter dem Einfluss globaler Megatrends. Geopolitische Instabilitäten, klimabedingte Lieferrisiken und der sogenannte Diamond-Effekt – die weltweite Abhängigkeit von wenigen Bezugsquellen für kritische Wirkstoffe – machen resiliente, transparente Liefernetzwerke zur strategischen Notwendigkeit.

Gleichzeitig erfordert die Dualität aus pharmazeutischer Massenproduktion und dem wachsenden Trend zur individualisierten Medizin eine zunehmend flexible Supply Chain. Auf der einen Seite besteht der Bedarf nach effizienten, skalierbaren Prozessen für Standardprodukte, auf der anderen Seite nach individuellen, bedarfsgenauen Lieferketten für maßgeschneiderte Therapien.

Digitalisierung und Automatisierung sind in diesem Zuge der entscheidende Hebel: Echtzeittransparenz über Bestände und Materialflüsse, KI-gestützte Planung und Disposition sowie der Einsatz von Technologien wie Blockchain und föderierte Datenräume ermöglichen eine lückenlose End-to-End-Sichtbarkeit, intern wie extern.

Ein simulationsfähiger Digitaler Zwilling der Supply Chain bildet die Grundlage für szenarienbasierte Entscheidungen, automatisierte Risikoerkennung und eine krisenfeste Netzwerkgestaltung. Wirtschaftlichkeit, Nachhaltigkeit, Temperaturkontrolle und Lieferkettensicherheit bleiben hierbei zentrale Anforderungen.

Standort – Die dezentrale Steuerung als Erfolgsfaktor

Die Pharmalogistik auf Standortebene befindet sich im Wandel. Kleine Transportroboter, autonomer Werksverkehr und ein nahtloses Tracking von Produktionsaufträgen entlang aller Wertschöpfungsstufen – einschließlich prozessbegleitender Laboranalysen – prägen die Zukunft des innerbetrieblichen Materialflusses.

Durch den Einsatz von Künstlicher Intelligenz werden die anfallenden Daten ohne Zeitverzug zusammengeführt, analysiert und für den Menschen steuerbar gemacht. Autonome Transportroboter übernehmen dabei die effiziente Bewegung von Materialien zwischen den Produktionsstationen, koordiniert durch KI-Systeme, die kontinuierlich lernen und optimieren.

In diesem Kontext behält der Mensch jederzeit die Kontrolle: KI liefert die Entscheidungsgrundlage, der Mitarbeitende trifft die Entscheidung. Dieses Prinzip der dezentralen Steuerung macht das Logistiksystem auf Standortebene skalierbarer, robuster und reaktionsfähiger. Engpässe werden frühzeitig erkannt, Durchlaufzeiten verkürzt und die Gesamtleistung des Systems nachhaltig verbessert. Ein unabdingbares Zusammenspiel für eine Pharmalogistik, die den Anforderungen der Produktion heute und in Zukunft gerecht wird.

Pharmaproduktion – Der Mensch im Mittelpunkt der Produktion

Interaktive Devices und Roboter haben das Potenzial, in der Pharmaproduktion der Zukunft Potentiale zu heben, welche bisher ungenutzt sind und dabei den Menschen stets im Mittelpunkt zu behalten. Durch ihre Integration lassen sich Effizienz und Präzision steigern, ohne die Sicherheit und das Wohlergehen der Mitarbeitenden zu beeinträchtigen.

Intelligente Devices – wie das Smart Panel, entwickelt in Kooperation mit Boehringer Ingelheim – ermöglichen eine durchgängige Überwachung von Produkten und Containern entlang des gesamten Produktions- und Transportprozesses. Echtzeit-Prozessdaten stehen jederzeit und überall zur Verfügung: Engpässe, Qualitätsabweichungen und Verzögerungen werden frühzeitig erkannt und können proaktiv behoben werden. Gleichzeitig ermöglicht das Smart Panel eine direkte Interaktion zwischen Mensch und Objekt, denn Eingaben werden unmittelbar im IT-System verbucht und Änderungen in Echtzeit kommuniziert.

Roboter übernehmen darüber hinaus Transportaufgaben in der zunehmend kleinteiligen Produktionsversorgung. Mitarbeitende werden von Routinetätigkeiten entlastet und können sich auf anspruchsvolle, wertschöpfende Aufgaben konzentrieren. Die enge Zusammenarbeit zwischen Mensch und Roboter steht dabei im Zentrum einer effizienten, sicheren und zukunftsfähigen Pharmaproduktion.

»Die Pharmalogistik steht an einem Wendepunkt. Wer heute noch mit manuellen Prozessen und fragmentierten IT-Systemen weiterarbeitet, wird morgen nicht mehr in der Lage sein, am Markt zu bestehen. Echtzeittransparenz auch über Systemgrenzen hinweg, automatisierte Logistik und ein simulationsfähiger Digitaler Zwilling der Supply Chain sind keine Vision mehr – sie sind die Grundlage moderner Pharmalogistik.«
Dr.-Ing. Sebastian Wibbeling, Abteilungsleiter Health Care Logistics am Fraunhofer IML

Die Digitalisierung und Automatisierung der Pharmalogistik profitiert von einer Vielzahl innovativer Technologien – von der Produktionshalle bis zur globalen Lieferkette. Das Fraunhofer IML setzt gezielt auf bewährte und zukunftsweisende Lösungen, um Transparenz, Effizienz und Resilienz entlang der gesamten Wertschöpfungskette zu steigern.

Digitale Technologien & Dateninfrastruktur

• Digitaler Zwilling: Simulationsfähiges Abbild der Supply Chain für szenarienbasierte Planung, Risikoanalyse und Entscheidungsunterstützung
• KI & Machine Learning: Disposition, Nachfrageprognosen und Engpasserkennung in Echtzeit

Automatisierung & Robotik

• Autonome Mobile Roboter (AMR): Automatisierung innerbetrieblicher Transportprozesse – skalierbar und KI-koordiniert
• Mobile Manipulatoren: Übernahme repetitiver Laborschritte – herstellerneutral ausgewählt und integriert

Interaktive Devices

• Smart Panel: Intelligentes Prozessmanagement-Device für die Pharmaindustrie – entwickelt gemeinsam mit Boehringer Ingelheim – für lückenlose Echtzeittransparenz, direkte Mensch-Objekt-Interaktion und automatisierte Datenerfassung ohne Systembrüche
• IoT und Smart Devices entlang der gesamten Lieferkette – von der Produktion bis zur Auslieferung

Effizientes Prozessmanagement in der Pharmaindustrie

Das Smart Panel ist eine technologische Innovation des Fraunhofer IML und Boehringer Ingelheim zur Digitalisierung und Automatisierung von Prozessen in der Pharmalogistik. Es ermöglicht den papierlosen Informationsaustausch, Echtzeitdatenverarbeitung und steigert dadurch die Transparenz sowie die Effizienz entlang der gesamten Produktions- und Lieferkette.

Projektseite Smart Panel

Systemgrenzen überbrücken, Prozesse automatisieren

SMAPA Core ist eine gemeinsam von Boehringer Ingelheim und dem Fraunhofer IML entwickelte Anwendungssoftware, die bestehende Kernsysteme wie ERP, MES und EWM mit Spezialanwendungen (z. B. Etikettendruck, Prüflosbearbeitung, Temperaturüberwachung, Materiallokalisierung) sowie Smart Devices in Produktion und Logistik vernetzt.

Dadurch werden bislang nur manuell genutzte Datensätze für die Echtzeit-Prozessüberwachung und -automatisierung erschlossen – mit messbaren Effizienzgewinnen, höherer Datenintegrität und Compliance, während die Entscheidungsverantwortung beim Menschen bleibt.

Echtzeitüberwachung temperaturabhängiger Transporte

Im Projekt Temp2Net wurden modulare IoT-Devices für die Thermologistik entwickelt, welche die Echtzeitüberwachung temperaturabhängiger Transporte ermöglichen. Mithilfe manipulationssicherer Blockchain-Technologie wird die Kühlkette lückenlos dokumentiert und die Auditfähigkeit erhöht, was eine übergreifende Prozessoptimierung und Qualitätssicherung im Gesundheitswesen gewährleistet.

Projektseite Temp2Net

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