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编者按 中国(深圳)综合开发研究院物流与供应链管理研究所王文博执行所长认为,疫苗对于温度的高度敏感性,对疫苗冷链供应链的运作能力形成了巨大考验。对于疫苗冷链供应链而言,一套优秀的仿真建模软件,能够有
案例研究
疫苗供应链建模案例分析
发布时间:2022/4/24 17:39:22
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编者按
中国(深圳)综合开发研究院物流与供应链管理研究所王文博执行所长认为,疫苗对于温度的高度敏感性,对疫苗冷链供应链的运作能力形成了巨大考验。对于疫苗冷链供应链而言,一套优秀的仿真建模软件,能够有效的帮助企业从一定程度上预判全球各领域的不确定性,对于疫苗冷链供应链的影响,以及影响的程度。而对于企业而言,真正的目标,还是在于提升疫苗冷链供应链的敏捷性和韧性。
在新冠疫情全球大流行期间,冷链物流的作用成为全球关注的焦点。疫苗需要在全球范围内以前所未有的规模进行迅速分发。这不仅对网络的规划是一个很大的挑战,同时基于疫苗自身的特性需要冷链物流做到及时的响应和交付。在此背景下,本文通过以仿真建模软件的角度来创建一个疫苗冷链解决方案来进行分析。
什么是冷链?
冷链为什么对制药行业至关重要?
冷链是必须在特定低温条件下保存的商品供应链,他们用于保护海鲜、冷冻食品、化学品和药品等产品的高质量和安全。
预计从2021年到2028年冷链将占医药物流的四分之一以上,对冷链的需求来自药物(如某些药物和疫苗)的温度敏感性,这些药物可能会变质,失效甚至危及生命。
在其他药品中,温度敏感的疫苗对于运输来说是一项艰巨的工作。这些救生产品必须在整个供应链中小心地移动,同时与温度控制的物流活动完美配合。
一致的温度控制很重要,因为这些疫苗必须在一定的温度范围内,从生产到接种。如果疫苗的温度高于或低于要求的范围,它可能会失去针对目标疾病的保护能力 - 它可能会失去效力。
举例说明:
辉瑞公司的两款新冠疫苗BioTeCo和 NeTHNA需要冷冻和深低温。他们为超冷链制定了新的标准,因为他们需要分别保持在-90℃和-60℃(-112℉和-76℉)之间,以及-25℃和-15℃(-13℉和5℉)之间。
AnyLogic 建模软件界面
为什么要对疫苗供应链进行仿真建模?
使用模拟方法对疫苗供应链进行建模的主要优势在于其系统性和完整性的还原实际场景。这样的场景还允许进行供应链场景测试,例如库存管理策略的测试包括项目瓶颈的识别。总的来说,仿真建模提高了供应链端到端的可视性,其结果还支持战略决策以及资源分配等。
图片来源:Hexa 基金会
从疫苗生产到分发的整个流程
疫苗生产通常从其成分的制备开始:散装(原料药)和佐剂(促进更强的免疫反应)。这一阶段之后是配置步骤,将物质和佐剂结合成疫苗。
在灌装步骤中,容器(小瓶)装满配置好的疫苗。然后产品进入最终包装阶段,这将对不同地区有具体要求,并符合当地法律。然后将小瓶包装在更大的盒子中,并装入二次外包装中,已备分发。
疫苗生产过程需要用于原料成分制造、配方、灌装和成品包装的设施。
与其他行业相比,疫苗的供应链在生产之前相对简单。但从生产阶段到使用,由于冷链物流的要求,温度敏感疫苗的供应链是一个复杂的过程。

图片来自网络。
疫苗在分发过程中面临的挑战
整个分销网络应确保疫苗保持在恒定的受控温度
当新冠疫苗的供应量大于需求量时,供应链将以最大化吞吐量为目标,在推式供应链的模式下运行。
新冠疫苗供应链的目标是最大限度地提高吞吐量并维持时间。由于库存不是最佳选择,所以产能起着至关重要的作用。
最后一公里分配过程很复杂,由许多因素组成。疫苗、接种疫苗的医护人员(HCV)、接种所需的设备(如注射器、针头、消毒剂)以及接种疫苗的人员 - 他们必须同时在同一地点。此外,缺乏这些资源可能会造成损失。
现在是让疫苗在全球范围内公平获得的关键时刻。这种紧迫性将影响供应链的所有部分,也会影响他们的绩效。
案例研究:新冠疫苗冷链供应链建模
介绍:新冠疫苗供应链具有特定的限制,如所讨论的,相关的高水平的不确定性可能会改变传统的疫苗运送范例。在这种情况下,传统的优化工具将不足以提供可操作的结果。
新冠疫苗供应链的模拟建模提供了对其动态和权衡的洞察力。这些见解有助于制造商了解整个系统的结构复杂性,并预测交付的数量和时间。
在本案例研究中,anyLogistix供应链设计和模拟软件用于测试不同的场景,并确定特定约束条件下的最大生产率。
对供应链结构、生产和分销进行建模,团队模拟了一个全球供应链,其设施位于不同的地理位置:
  • 匈牙利和韩国的两大批量生产商
  • 辅助剂制造商 - 瑞典
  • 罐装厂:疫苗配方、灌装和包装过程在灌装厂进行。在这个模块中,有四个不同的工厂 - 在西班牙、意大利、印度和印尼
  • 分发:成品疫苗在从灌装厂运输到三个分拨中心(DC)。这些设施服务与不同市场:一个为位于印度的低收入国家(LIC)提供DC,一个为同样位于印度的中等收入国家(MIC)提供DC,另外一个位于丹麦的高收入国家(HIC)提供DC
新冠疫苗供应链模型
需求
新冠疫苗的总需求量与世界人口总数相当。因此,需求来源于最大生产能力。换句话说,一个纯粹的推动生产策略。
生产
在该模型中,批量疫苗、佐剂疫苗和填充疫苗的每个生产阶段都需要特定的活动持续时间。批量生产过程在生物反应器中进行,正是这一过程决定了生产能力。
分发
对于配送中心,仿真建模人员没有考虑任何容量存储约束。对于供应链上的货物运输,他们制定了一定的运输策略。
新冠疫苗供应链的网络特征
新冠疫苗供应链的模拟实验
在行业专家验证新冠病毒模型后,对新冠疫苗供应链的各种方案进行测试,以测试生产结构和物流参数。
原样场景包含上述设置。情景A具有AS设置,并且假设第三辅助生物反应器在2021年1月变为活跃,而不是在8月份。
方案B,采用了前一个方案的设置,并增加了批量生产(韩国工厂为25%,匈牙利工厂为33%)
供应链建模结果
咨询团队在 anyLogistix software软件中进行新冠疫苗供应链的仿真模拟,其主要目的是提高系统吞吐量。
模拟有助于识别每个建模场景的瓶颈。此外,通过对情景的进一步测试。有可能评估短期内可能实施的战略决策,前提是考虑到某些投资。
这些决策会对供应链的其他节点产生系统性影响,例如管桩厂的产能利用率、运输量和库存。由于影响范围广泛,模拟是唯一一种能够估计供应链经济和运营影响的整体方法。
供应链建模的和仿真有助于确定可以加速整个疫苗生产过程的改进。例如,他们估计了供应商和管桩厂库存管理的订单数量和补货频率的最佳值。
使用AnyLogic软件,为基于生产的工厂创建定制的子模型,然后将其导入anyLogistix的主供应链模型。这使得我们能够考虑详细的生产参数,这些参数可能会导致灌装厂原材料的可用性延迟。
新冠疫苗供应链模拟提供的最重要的简介是系统的最终输出 - 疫苗剂量。要在一年内为每个人提供一剂疫苗,需要像本项目中设计的那样增加六个供应链。
新冠疫苗供应链的建模仿真结果
建模提供的端到端供应链可见性有助于计算供应链节点之间的物流。它还帮助定义了应该增加或减少哪些流量,以提高疫苗的最终产量。
供应链节点之间的产品流
最后,模拟的一个巨大优势是它如何帮助克服时间扭曲。“时间桶”的概念是,它们将时间(在本例中为12个月)划分为某些时段,例如周或月。
它们的主要缺点是,它们不能提供任何关于一个时间段内发生的事情或两个时段之间正在处理的订单的可见性。
与现实世界一样,仿真建模将时间视为一个连续微渡,从而克服了这一时间限制。模拟可以在虚拟空间中进行动态试验,在虚拟空间中可以看到系统随时间的变化。你可以随时停止模拟,并观察在该特定时间点所有供应链节点的任何给定部分内发生的情况。
文章来源:anyLogistix Pietro Negri
翻译整理:高珉
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