新闻正文
编按:一款新药从研发到上市,通常需要10至15年,但新冠疫情期间,科学家却在不到一年内成功研发出疫苗,究竟是怎么办到的? 当全球医疗物资告急,原本制造赛车、飞机的工厂,竟也能转型生产呼吸器,甚至让英国的每日产量从5台暴增至400台。 随着3D打印、模块化工厂等技术发展,未来还可能出现能在家中制造个人专属药丸的机器。 《韧性制造》从疫情期间的医疗危机切入,揭开制药与医疗器材制造的惊人转变,以及未来医疗如何走向在地生产与个人化治疗。 当每个人都成为制造的一部分 从疫苗、呼吸器到客制化药丸,制造与消费的界线逐渐消失。 我还算幸运,直到2020年之前,我和医疗世界的接触都停留在非常表层。
大多时候,我的医疗经验都跟我的孩子们热情奔放地用身体去碰撞硬物,或是又染上了什么新的病毒有关。 当我用黏答答的手,把儿童退烧止痛药注射进小孩嚎啕大哭的嘴里,或是用牙齿撕开OK绷,替流着血的手脚止血时,我偶尔会纳闷,为什么这些明明是急用的东西,设计起来却这么难用。 当我吞下另一颗乙酰胺酚止痛药,试着压住莫名的酸痛时,也曾随兴想过,这种药全球一年的产量是多少? 而当我躺在嗡嗡作响的全身扫描仪里,紧张得一动也不敢动时,也曾忍不住想着,他们是怎么把这么大的机器搬进诊间的? 除此之外,我就跟大多数人一样,其实很少真正去思考药品、医疗器材或其他医疗用品的来龙去脉。 有需要的时候,东西总是已经摆在那里了,而我也总是对此感到庆幸不已。
到了2020 年,一切都变了。 新冠疫情爆发后,我们突然意识到制造业对于维系生命与健康,扮演着相当关键却又高度复杂的角色。 日常医疗用品与系统瞬间短缺甚至失灵,直接冲击了每一个人。 少了最基本的防护装备,医护人员只能曝露在极高风险下工作;少了疫苗,我们就无法保护自己与家人,也无法让生活回归正轨。 当医院突然涌入大量病患,我们才惊觉,原来自己国家的医疗体系已不堪负荷。 连最基本的医疗手套都迅速消失,这样的景象令人沮丧。 但与此同时,我们也听见一则则振奋人心的故事,因而欢欣鼓舞。
社区动员起来,纷纷制作并捐赠物资给在地医院与安养机构;即时新闻不断追踪全球研发新冠疫苗的进展;为了因应可能排山倒海涌入诊间的病患,一座座临时医院短时间内拔地而起。 不论是医疗供应链管理、药物研发,或是医院的兴建,其实原本都是再日常不过的事情。 每天都有新药被研发与生产,并运送到世界各地。 医疗用品与器材的制造,本身就是一个规模庞大且持续成长的产业,而在多数国家中,医院的兴建与营运,更长期名列公共支出中金额最高的项目之一。 平时,这些工作按部就班地推动,并且几乎都在不对外开放的场域中进行,很少进入大众的视野。 然而,新冠疫情却踹破了这道安稳的大门,闯了进来,还迫使整个系统加快运转。
事实上,在疫情爆发前好多年,我们的医疗体系早已出现一道道裂痕。 新冠疫情只是将这些裂痕撑大,让我们清楚看见,这套看似稳固的系统其实十分脆弱。 然而,在这段悲剧与创伤交织的历程中,出现了一种较不为人所知的正面启示:在疫情期间,我们发现医疗制造体系不一定只能以既有方式运作,其实还有其他可能性。 经过这场危机,多年来始终被搁置在角落的创新构想开始加速运转起来,我们也被迫缩短制造与使用之间的距离,让「在地」再次成为制造业的重心。 那么,这一切究竟是如何发生的? 而这段经验又能提供哪些线索,帮助我们思考如何改善制造体系?
一场疫情,让我们看见制造业的未来 当新冠疫情的影响规模逐渐明朗时,我跟研究所同事与学生,还有世界各地无数人一样,全力投入支持在地医疗体系的工作。 在那段时间里,我试着把大家所做的事纪录下来,并保存能即时反映情势变化的新闻报导与数据。 当疫情最严重的阶段过去之后,我坐下来重新翻阅几本早已磨损的小笔记本,对照着我搜集的故事、消息与数据。 就在我将它们放进前文所讨论的脉络中反复思考时,我的脑中浮现出一些出乎意料的想法。 那场危机,让我们窥见了未来制造世界的一种可能样貌。 在这样的世界里,制造与日常生活的界线变得愈来愈模糊,你我也不再只是被动等待的消费者。 无论就个人或集体而言,我们都逐渐成为制造体系本身不可或缺的一部分。
接下来,我想带你回到疫情最严峻的时刻,一起看看那些让我有所感悟的制造议题。 一款疫苗,在不到一年内问世? 死亡人数成千上万、四处封城、医疗体系濒临崩溃、却没有任何有效疫苗可用。 这场恶梦,仿佛看不到尽头。 在2020年初,我对当时的新闻内容感到有些困惑,因为根据科学家与政府官员的说法,疫苗似乎几个月内就能问世, 这在我听来简直太过乐观。 我一直以为,一款新药从实验完成到提供病人使用,通常需要将近十年的时间。 这些人的说法,会不会只是画大饼? 结果,还真的不是。 2020 年12月,牛津大学与阿斯特捷利康合作研发的疫苗获准在英国使用,工厂也准备就绪,开始生产数百万剂疫苗,整个过程竟然不到一年。 这究竟是怎么办到的?
我很快发现,自己对药物研发不甚了解。 在补齐知识缺口前,我还回答不了上面的问题。 于是,我联系了同事埃托雷,他是大家公认最了解当代药品制造趋势的人。 不过,在答应回答我的问题之前,他要我先去读一套制造药物的入门读物,难度大概相当于儿童科普读物等级。 以下是我学到的内容。 为什么开发新药需要十年? 一般而言,药物研发不仅进度缓慢,成本也极为高昂。 我们会先在电视新闻上看到穿著白袍、戴着紫色手套的科学家解说研究突破,而直到成果真正能在药局贩售,或注射进你的手臂,往往需要10 到15年的时间,投入的资金至少高达10亿美元。 制药之所以耗时又昂贵,是因为有三个棘手的问题必须彻 底回答清楚: 新疗法真的有效吗? 新疗法是否安全?
新疗法是否优于我们目前已有的治疗方式? 首先,科学家会寻找或研制出能与「标的」产生有效作用的物质。 所谓标的,是指人体内引发疾病或病况的因子。 一旦发现具有潜力的候选物质,就会启动临床试验,而临床试验分为三个阶段。 第一期试验的目的,是证明这种物质不会对健康的人造成伤害;第二期试验则针对少数实际病患,确认药物能治疗该疾病;最后的第三期试验,会在数千名病患身上验证其疗效。 每一个阶段都可能耗时数个月,更常见的情况是数年之久。 而能一路从实验室走到病人身上的新药,其实少之又少。 我还看到一个惊人的数字:进入临床试验的潜在疗法中,有96%最终都无法成为可用的药物。 3在这样的成功率下,要在极短时间内研发出有效的新冠疫苗,似乎不太可能。
即便是极少数成功完成临床试验的候选药物,距离真正送到病人手中,都还有一段路要走。 药厂必须说服政府监管机构,相信他们准备生产的每一颗药锭、每一颗胶囊、每一瓶药剂,都具备一致的安全性与疗效。 他们还必须证明,如何把原本只供应临床试验的小规模生产,扩大到足以供应全球数百万、甚至数十亿人使用的规模。 为此,药厂必须遵循一套名称听来颇为乏味的规范,称为「优良制造规范」(Good ManufacturingPractice,GMP)。 GMP会以近乎偏执的方式,规范特定药物的制造流程细节。 企业必须明确定义每一项成分及其采购来源,规划工厂中使用的每一台机器与其摆放位置,甚至连员工在各个步骤中必须穿着的服装,都得清楚规定。
接着,还必须完整规划新药从 工厂送到病人手中的配送路径,清楚呈现供应链中的每一个环节。 这些物流活动同样受到严格规范,称为「优良运销规范」(Good Distribution Practice,GDP)。 要取得药物使用许可,得先完成一页又一页的GMP与GDP检核,并逐一通过数以百计的核准项目。 然后是最后一关:必须有人愿意为这些新药买单。 「买单的人」通常是公共或私人医疗机构,以及保险公司。 他们会仔细查看大量证据,判断这款新药是否物有所值,并就他们认为合理的价格展开谈判。 而「物有所值」与「合理价格」,往往是整个流程中最棘手的问题。
制造商(精确来说,是他们的股东)希望能尽快回收数十亿美元的投资,因此倾向订出市场所能承受的最高价格;而保险公司与医疗体系,则必须做出冷静、基于经济考量的决策。 他们得在多个彼此冲突的选项之间权衡:是该购买价格高昂、但可能延长少数病患生命的药物? 还是应该把资源投入较便宜、能让大量弱势族群长期受益的基本治疗? 这些选择,将直接影响人们的生活品质,在某些情况下,甚至决定人们的生死。 不用说,这样的协商既不简单,也不快速。 到这里,你大概已经能理解,那10 到15 年的时间是怎么一晃而过的。 十年缩短成一年,新冠疫苗如何办到? 「牛津大学与阿斯特捷利康合作研发的疫苗已获准在英国使用,首批疫苗将于周一开始施打。
」 这是BBC新闻网站在2020 年12 月30日刊出的标题,文本简短,却总结了一项非常惊人的成就。 这款疫苗从实验室研发到获准使用,整个过程不到一年; 而在接下来短短两年内,已在全球成功施打了超过20 亿剂。 这个故事,以及之后陆续获准的其他疫苗案例,让许多人提出了一个再合理不过的疑问:如果我们能在不到12个月内研发出新疫苗,为什么一般却需要至少10年,才能让一款新药上市? 其中一个原因,在于当时存在一个单一、明确且相当迫切的目标。 当人类面对一场让数十亿人生活停摆的全球疫情时,许多原本阻碍进度的「减速坡」,就神奇地被压平了。 能否加快进度,关键在于我们看待风险的态度。
这里说的不是病患安全的风险(这一点始终不容妥协),而是财务风险。 在疫情期间,政府、大学与企业承担了巨大的财务风险,迅速核准投入数百万资金,为那些可能失败,且在许多最后确实失败的研发计划买单。 在平时,这样的做法是纳税人、股东与研究资助者难以接受的。 然而,在更能容忍风险的资金支持下,各个监管步骤之间的等待时间得以缩短,有些阶段甚至可以同步展开:只要假设前一阶段会成功,下一步就立刻开始进行。 当然,若这个假设被证明有误,所有投入就得作废;但如果假设成立,整体进度就能大幅超前。 这种加速模式,最终于2022年春天催生了一项重大宣布。
当各国媒体的目光聚焦于俄罗斯入侵乌克兰之际,全球主要经济体的卫生部长却在奥斯陆低调会面,共同承诺投入15亿美元,挑战一个极具野心的目标:我们能不能让药品制造体系更强大,在任何新的流行病或大规模疫情威胁,也就是所谓的「疾病X」被辨识后的100天内,就能交付安全且有效的疫苗? 疫情期间疫苗得以快速研发的成功经验,彻底改变了制药领域对可能性的想像。 此时,我对新药研发这场宛如马拉松的流程,已经有了一幅略显凌乱、却相当清楚的全局图像。 在那条时间轴下方,我又画了一条被大幅压缩的版本,对应新冠疫苗采取的冲刺模式。 原本需要一整张A4纸才能呈现的流程,如今被浓缩到只剩下两公分。 这样的时间压缩确实令人印象深刻,但也带出了另一个问题。
如果新药的研发与核准流程能被大幅缩短,那么在下一个环节,也就是把药物从工厂送到病人手中的过程,是否同样存在改善的空间? 药送不到偏乡? 让可口可乐来帮忙! 2009年,坦桑尼亚政府正面临一个难题。 根据一份药品配送系统稽核报告,当地的药品配送系统存在许多瓶颈,使得药物无法顺利送到最需要的人手中。 坦桑尼亚是东非面积最大的国家,人口超过7,200 万(2026年);除了最大都市三兰港(Dar es Salaam)之外,医疗服务分布零散,偏远地区的医疗站更是经常面临药品短缺。 当医疗专家思考解决方法时,注意到一件相当有意思的事:虽然通往偏远地区的药品供应链屡屡中断,但其他产品的配送系统却显得稳定许多。
其中,有一条供应链特别引人注目,那就是「可口可乐」。 这正是「最后一里路计划」(Project Last Mile)的起点。 在多个全球组织的资助下,可口可乐公司与坦桑尼亚政府的医疗物资部门创建了合作关系。 可口可乐长年累积的物流能力,能够非常高效地将它们含糖且冒泡的深色饮料送到全球几乎每一个偏远角落,而这项配送专长,也被用来强化坦桑尼亚的药品配送系统。 借用供应链的成果相当惊人,药品配送时间从原本的30 天缩短为5 天;而因长时间滞留仓库而过期的药品,估计减少了九成。 与其把药送过去,不如把制药厂搬过来? 有时候,基于药品本身的脆弱程度,或药品所需的医疗情境,即使是最完善的供应链也会承受极大压力。
有些药物从工厂到病人手中,每一个环节都必须维持在精准的温度范围内;只要在运送途中某个时间点过热或过冷,送达时药物就会完全失效。 对某些新冠疫苗而言,这是一个巨大挑战,因为这些疫苗必须在摄氏零下90度到零下60度之间运送与保存。 在如此漫长而复杂的供应链中维持严格的冷链,难度相当高。 另外,有些药物可能只在短时间内、特定地点需要大量供应,例如用来应付某个局部病毒爆发与避免疫情扩散的疫苗。 要让供应链在特定地点汇集,并于短时间内大量生产,同样极其困难。 为了同时因应这两种挑战,一个可能的解决方法是采取「分布式制造」(distributed manufacturing),也就是将工厂移动到最需要这些产品的人身边。
这种做法如今已开始应用在药品制造上,也就是所谓的「模块化GMP设施」。 它们就像是完整且通过品质认证的迷你工厂,被压缩进货柜之中,运送到指定地点后,只要接上系统,就能在现场生产完全符合规范的药品。 这个想法其实已流传多年。 真正的困难一直在于如何跨越「这个想法超赞」的阶段,进入那些繁琐但关键的实践环节。 新冠疫情以及对未来疫情的预期,加速了这项技术的发展。 其中一家公司BioNTech就设计出可移动的疫苗迷你工厂,也就是所谓的「BioNTainer」(这名字是谁取的啊? ),可以被运送到缺乏疫苗制造能力的地区。 一如往常,Google搜索引擎的自动预测功能,把我带到一个令我感到不可思议的新方向。
当我搜索新型药品物流的数据时,才刚输入「药物疗效⋯⋯」,还没来得及输入「配送」,跳出的搜索建议就让我的探索进入了全新的层次。 同一颗药,不见得对每个人都有效 研究结果显示,我们服用的大多数药物,实际上只有大约五成的几率真的对我们产生有益作用。 11为什么会这样? 原因在于,这些药物是为「平均而言的个人」所设计的,但我们每一个人的身体,往往是由基因、生活型态与所谓的「共病」(指一个人身上同时存在多种疾病)所塑造而成的独特组合。 我知道你在想什么。 从制造效率的角度来看,这个消息实在糟糕透顶。 如果一款药物对相当比例的用户而言毫无效果,我们为什么要花这么多钱研发、大量生产与运送它们? 在制药领域,这个问题早已获得广泛认识。
好消息是,近年来出现了一些令人惊叹不已的发展,正试图回应并化解这个困境。 药品制造世界正处于转型期,而这场转型,可能让我们每个人都成为自己那套「小型客制化药品制造系统」的内核。 我们正快速迈向「个人化医疗」的时代。 未来,每个人都能拥有自己的「药丸制造机」? 某些形式的个人化医疗,会针对具有共同特征的一群病患来开发治疗方案,例如相似的基因特质或共病状况。 但在最纯粹的定义中,个人化医疗其实正如字面的意思:意指在某个人生阶段,为某位特定病患量身打造的专属治疗。 在这种以「个人」为内核的终极情境中,药物的制造与配送方式将与我们现在熟悉的世界截然不同。
我的同事贾格与他的团队,曾描绘过一幅未来制造模式的图像:试着想像一位病情复杂的病患,需要同时服用多种药物,而且剂量还会随时间调整。 光是记得在正确时间服用正确药物,本身就是一大挑战。 不过,若能在家中使用所谓的「药丸打印机」,就能将事先配制好的药物,以液体或固体形式,通过处理液体或粉末的机器人集成成单一剂量。 这台「打印机」会根据病患的处方进行设置,将药物混合在结合基质中,然后制成一颗药丸。 和我们目前的医疗现况相比,这样的想像听起来或许有些天马行空。
但不妨回想一下,我们早就亲身经历过类似的转变,包括从电视或广播的单向新闻播送,走向手机上为每个人量身打造的个人化新闻动态;又好比广告,早已从一体适用的标准化内容,演变为精准追踪我们每一步网络行为的个别投放。 个人化医疗,正是这些例子的医疗版本。 那么,这样的未来对你我而言,实际上又是什么样子? 你可能在一早睡眼惺忪地走进厨房,一边等水壶烧开后「啪」地自动跳起,一边按下台面上看起来很像Nespresso咖啡机的「药丸制造机」上的打印键。 机器嗡嗡作响、喀啦运转,几秒钟后,一颗只为你而生的药丸滑了出来,里头装着在当下最适合你身体状况的精准化学配方。 量身打造、就地生产、立即取得。 这一切能有什么问题? 答案是,可能有满多问题的。
早在2016年,我曾经在一场广播访谈中提到「药丸制造机」的概念。 话音刚落,几乎同一瞬间就有听众在网络上留言:「真的吗? 会不会过不久就有人骇进这些机器的后台,开始乱搞? 」 这样的质疑是有道理的。 正如我们所见,当前药物的研发、生产与配送,每一个环节都受到严格监管,只在高度专业的设施中进行,并由训练有素的科学家与工程师负责。 这样的安排并非多此一举,因为只要流程中任何一个微小环节出错,后果就可能对病患造成致命伤害,相关企业而言,也可能带来要命的财务风险。 那么,为什么会有人想要削弱GMP与GDP所创建起来的安全防线? 我一只手拨弄着餐桌上那盒用了一半的止痛药,另一只手滑着屏幕,浏览描绘药品制造未来图像的网站。
突然,一段文本抓住了我的目光:想像一下,能根据你的独特状况,更快做出疾病诊断;依据对你最有效的方式,提供个人化治疗,并大幅减少,甚至完全避免副作用⋯⋯或不再只是等生病了才治疗,而是通过预测某些疾病的发生,提前加以预防⋯⋯只要理解DNA在健康中所扮演的角色,就能彻底改变我们对医疗照护的想像⋯⋯ 这段对未来的描绘,并非出自某个怪诞的伪医疗网站,而是来自英国的国民保健署。 这样的愿景,远远超越了「更有效率地制造更有效药物」的层次。 我们将能更准确地预测与预防疾病,更即时地做出诊断,也能更精准地介入治疗。 同时,病患在其中的角色也变得更加重要,随之而来的是一连串非常复杂的伦理难题,包括个人数据的所有权与滥用,以及治疗资源是否能公平取得等等。
在这样的未来图像中,我们这些病患,正逐渐与药品制造的世界融为一体。 我访谈的药品制造领域同事们普遍认为,这些想法的某个版本确实可行,但短期内恐怕还不会真正实现。 我翻看笔记本时,看到某位同事用一贯低调的语气写道:「还有一两个问题需要先解决。 」 前面的例子显示,在新冠疫情期间,某一类药物的研发方式是如何经过重新想像的。 与此同时,更广泛的转变也正在发生,持续改写我们为病患开发与拟定治疗方案的基本模式。 那么,在医疗制造世界的其他角落,是否也正出现同等规模的变化? 回顾疫情期间,我们是如何被迫改变医疗器材制造方式,或许能发现不少线索。 接下来要分享的故事,可能正预示着制造世界将如何一步步走向充满炒作与话题的「第四次工业革命」。
当全球医疗物资告急,谁能立刻把东西做出来? 世界卫生组织曾发出警告表示,由于需求暴增、恐慌性采购、囤积与不当使用,全球个人防护装备(PPE,常见装备如口罩、护目镜、手套与防护衣等)的供应已严重中断,且仍持续扩大,让人们的生命安全暴露在新冠病毒及其他传染病之中。 世界卫生组织秘书长谭德塞博士直言:「如果不能先保护医护人员,我们就无法阻止新冠疫情。 」 问题的内核在于,这是一场真正的「大流行」。 新冠疫情几乎影响了世界上每一个角落、每一个人。 因此,全球各地在同一时间,突然都需要数量惊人的个人防护装备。 当时,全球大多数的防护装备都集中在单一国家生产,也就是中国。 可想而知,中国政府必须优先确保本国医疗体系的供应需求。
中国有超过14亿人口,全国医疗体系需要为这么多人服务,极其复杂,在对外出口之前,必须先确保自身有足够的防护物资。 然而,即使能生产出足够的防护物资,要将它们送到需要的地方也不再是件容易的事。 全球航运陷入混乱,码头工人染病或受到隔离,导致港口相继关闭。 有一段时间,当各国媒体不断发布对防护物资的迫切需求时,有成千上万个装满防护装备的货柜堆在港口,等待数周仍无法送达目的地。 各国甚至动用军用运输机,紧急空运数量有限却价格惊人的物资回国。 而在某些国家,即便整体供应尚称充足,却因部分医院基于合理风险考量而囤货,反而导致其他医院出现短缺。 这是一场真正的制造危机,而且攸关生死。 在世界各地的医院里,防护物资根本不敷使用。
在信息不完整、安全指引又频繁变动且彼此矛盾的情况下,医护人员心中弥漫着不安的情绪。 周五夜里,政府部门匆忙寄出电子邮件命令,要求医院人员「除非必要,否则不要使用防护装备」。 而部长们发表的声明,像是「没有必要担心,一切都在掌控之中」,却往往立刻被解读成「我们应该担心,因为事情显然已经失控了。 」 那么,该怎么办? 世界卫生组织给出了一个看似简单的答案。 他们呼吁防护物资制造商「将产量提高40%」。 听起来很容易,只要多做很多就好。 但我们已经知道,事情从来没那么简单。 在2020年,原本就负责生产个人防护装备的公司,因为员工大量染病或请假等疫情相关因素,连维持正常运作都十分 困难,更不用说在短时间内把产量提高40%。
这些传统的医疗供应商,几乎不可能迅速把产能拉升到所需水准。 就在此时,一群出人意表的「英雄」出现在地平线另一端。 当关键医疗物资短缺的消息传开后,成千上万家非医疗领域的制造商挺身而出,主动提供协助。 这些企业平时可能更习惯生产喷射引擎、赛车甚至伏特加;同时,还有大量社区工作坊的个人志工加入行列。 「告诉我们你们需要什么,我们来做! 」大家齐声喊道。 那么,有了这么多额外的人手,想要将产量提高40%,应该不是难事吧? 答案是:还差一点。 真正的问题,出在经济学家所说的「信息不对称」。 这是一个听起来高深,甚至曾获诺贝尔奖肯定的概念,它用来描述某些人掌握的信息远多于其他人的情况。
在这里,热心的志工与企业需要知道「究竟需要什么」以及「该怎么做」。 然而在疫情正严峻之际,这两项基本信息都出奇地难以取得。 其中一个原因,是情势变化实在太快。 我们对新冠病毒传播方式与影响的理解,随着病毒变异而不断更新。 医院管理者必须依照频繁调整的规定,决定不同工作类型所需的防护物资。 同时,对于未来可能收治的病患数量,以及需要使用专业设备的比例,各方预测落差极大,令人无所适从。 管理者一边盯着试算表,一边翻找库存柜,眼前是一幅极其混乱的景象。 有些物资存量充足,有些正快速消耗,有些则早已用尽。 补货情况同样扑朔迷离:有些已下订、有些已到货、有些供货商承诺即将送达,有些则始终没有出现。
这样的状况,同时发生在数百种产品、数千件物资之中,从最简单的塑料围裙,到最精密的加护病房设备,无一幸免。 即使某家医院能够明确提出需求,例如「我们需要在十天内收到一万顶手术帽,而现有供应商无法供货,是否有人能协助生产? 」院内仍必须有人提供这些手术帽的完整规格。 更重要的是,这些规格会交给从未做过手术帽的人,因此还必须附上清楚的制造方式说明。 即使是最简单的医疗用品,也必须遵循可稽核的制造流程。 对于只是用来阻挡头发与皮屑的物品, 这一切看似小题大作,但换成是攸关病患呼吸的设备,像这样严谨的态度就完全合理。 这种信息不对称,最终对各方造成巨大挫折。
原本就已经不堪负荷的医院人员,不得不接收大量关于产品规格的询问,而他们根本没有时间回答。 有些志工抢先动手,结果做出来的产品完全无法使用;有些人耐心等待规格,却在好不容易调整好产线后,发现需求早已消失。 这类令人沮丧的情况在全球各地不断重演,但仍然有一些成功的案例出现。 19要理解这些成果究竟是如何实现的,我们必须先认识几位挺身救场的非典型英雄。 一间社区工作坊,如何变身医疗用品工厂? 在剑桥市中心两栋略显破旧的大学建筑之间,夹着一处坑坑洞洞的小停车场。 灰色的砖墙上,一块亮橘与绿色相间的招牌在尘垢中格外醒目,上头写着:「Makespace→」。
我小心翼翼地踩在结霜、反复修补过的沥青地面上,顺着箭头绕过转角,来到两扇巨大的深色木门前。 我按下门铃,等了好长一段时间,久到让我开始怀疑这颗按钮是否真的接了电。 就在我几乎要放弃时,门开了,我这才走进了一个见证过非凡转变的空间。 Makespace成立于2012年,起初是一群热血工程师希望为剑桥打造一个社群工作坊而做的尝试。 创办团队靠着魅力、创意和一点取巧本事,成功进驻了剑桥大学出版社一处停用的印刷厂房。 这片工业建筑群,正好座落在气势恢宏、哥德式风格的皮特大楼与剑河的磨坊池之间。 Makespace为数百名会员提供空间与设备,包括3D打印机、雷射切割机,以及各式各样的工作坊工具。 会员的身分从业余爱好者到小型公司,五花八门。
当新冠疫情开始占据新闻版面时,其中一位会员沃德联系了另一位会员艾比,她在附近的阿登布鲁克医院工作。 沃德想知道,医院是否有什么需求,是Makespace可以满足的? 在讨论了各种可能性之后,他们逐渐聚焦在「面罩」这项产品上。 面罩在医院中相当常见,用来防止病人的体液喷溅到照护人员的口、鼻与眼睛。 有鉴于新冠病毒的传播方式,面罩在各种医疗情境中相当有用。 而且,面罩看起来并不难制作。 不过,基于各自的专业背景,沃德与艾比都清楚,事情没有表面上那么简单。 沃德曾是医疗器材公司的首席执行官,艾比则是现职的临床工程师,他们都深知,问题的关键是所谓的「法规可接受性」。 也就是,医院是否能合法、安心地让医护人员使用他们制作的面罩?
在这件事尚未确认之前,继续投入只是徒劳。 要符合医疗法规的技术规格,细节的繁琐得令人痛苦。 相关文档往往深埋在政府网站的某个角落,还带着像BSEN14683:2019+AC:2019这样奇异的编号。 艾比和她的同事深入研究这些规范背后的科学与工程逻辑,评估让热心志工投入制作面罩可能带来的风险。 厘清这些问题之后,Makespace团队也终于明白如何把这间发明小屋改造成一座真正的医疗用品工厂。 接下来,沃德跟同伴们针对面罩的每一道制作流程,设计并反复修正合适的工序与空间配置。 第一周结束前,甚至有志工开发出一套软件,用来管理Makespace墙内这座全新的「工厂」。 更重要的是,志工们详实地将产品与制程的每一个环节文档化。
这套文档,后来成了其他创客空间与非医疗制造商能快速、有效展开生产流程的范本,也构成一套品质管理系统,让医院能安心采用这些面罩。 就在Makespace团队加紧脚步,为剑桥郡的医护人员生产数以千计的面罩时,在西北方约160公里远的德比郡,有另一家在地服装公司采取了不同的做法。 David Nieper Ltd的管理团队认为,他们其实非常适合协助解决防护工具的供应问题:他们可以将女装产线转为制作手术袍。 这个做法简直顺理成章。 一开始,来自在地医院的需求看似很单纯:从中国进口的抛弃式手术袍不够了,那就改成在地生产抛弃式手术袍。
然而,正因为服装制造商能直接与医院人员对话,人们想出了更聪明的点子:如果改为提供可重复使用的手术袍,就不需要源源不绝地补充抛弃式用品。 事后证明,这不光是危机下的权宜之计,更是一项放眼未来、更具持久性的解决方案。 团队随即联系专业纺织材料供应商,寻找可行方案。 最后,他们找到一种可在摄氏73度下清洗,并能重复使用多达100次的布料,完全符合医疗规格。 和剑桥的Makespace团队一样,David Nieper也必须向医院证明,这些新手术袍符合所有医疗用途所需的技术标准。 在确认可行之后,David Nieper公司的专业工人重新设置裁剪机,调整缝纫机的线材与张力,以因应新材料的特性,随即投入生产。
短短几个月内,他们便开始为25家医院稳定供应高品质、可重复使用、在地制造的手术袍。 20 Makespace与David Nieper这两个故事清楚显示,当危机来临时,具备在地制造能力是多么有用。 更重要的是,这些在危机中诞生的解决方案,往往在长期也派得上用场。 接下来,这个概念将被进一步放大:我们将走进伦敦市中心,展开第三个故事,也就是英国「呼吸器挑战计划」那段非比寻常的历程。 2020年第一季,随着新冠疫情一路向西逼近英国,愈来愈多已遭疫情重创的国家传来相关影像与数据,令人不寒而栗。 我们发现,病毒引发严重的呼吸问题,使相当比例的病患必须进入加护病房接受治疗。
而这些病患,往往都需要一台机械式呼吸器,也就是一种结构复杂且造价高昂,能自动协助病患呼吸的关键设备。 在英国,政府审计人员于2020 年2月带着剪贴板出动,逐一清点全国现有的呼吸器数量,结果发现总数不到8,000 台。 这个数量乍看不算少,但科学家很快指出,如果疫情趋势持续发展,即便是在最佳情况下,也需要3万台呼吸器;而在最坏的情境中,甚至可能需要高达9 万台。 政府随即派人揣着无上限的采购额度,试图在全球各地方尽可能购买呼吸器。 但是,疫情在全球大流行,市场几近断货,导致这个想法很快地碰壁。 接下来该怎么办? 是否能在英国本地生产更多呼吸器? 政府转向国内为数不多的呼吸器制造商,要求他们大幅提高产量。
这个要求在逻辑上完全合理,但正如我们所见,实际运行起来一点也不简单。 如果连围裙、手术袍与面罩这类相对简单的产品,都难以在短时间内迅速增产,那么对拥有数百个精密零组件、品质要求极高,且任何失误都可能致命的复杂设备而言,要进行同样幅度的产能扩张,其困难程度可想而知。 于是,政府转而采取一项行之有年的策略,也就是举办全国性竞赛,征求全新的解决方案。 这样的做法,让人不禁联想到1714年的「经度奖」(Longitude Prize),当时正是通过竞赛,找到船只在海上测定经度的方法。 类似的精神,成为后来称之为「英国呼吸器挑战计划」的全国动员行动内核。 这项挑战的逻辑其实很简单。
如果买不到现成设备,现有制造商又无法立刻大幅增产,为什么不请工程师设计一款「可快速制造」的呼吸器? 这种设备不追求极致的精密度,而是能完成必要功能,并且专为快速、大量、简易生产而设计。 制造业界的回应很惊人。 超过50家顶尖企业主动投入,少数具有医疗器材经验,但大多数完全没有。 他们在评估需求后,纷纷表示愿意尝试。 于是,平时制造商用飞机、吸尘器或一级方程序赛车的企业派出最顶尖的人才,投入全新呼吸器的设计工作。 这里值得我们暂停一下,仔细看看这个计划的野心。 表面上,一台机械式呼吸器不太复杂,不过是个装有轮子的箱体、几条塑料管、一台显示屏幕,再加上一些让人安心的规律提示声。
但在外壳之下,它其实是一套相当复杂的系统,由管路、阀门、涡轮、气体供应管线、传感器、控制器与电子组件组成,所有零件都必须自动且完美地同步运作,才能在数天、数周甚至数月内维持病患的生命。 这台设备不能失灵,半次都不行。 不出所料,就跟药品制造一样,新医疗器材的核准流程同样复杂、漫长且昂贵。 然而,正如新冠疫苗能在极短时间内完成研发,这回制造业同样成功套用了高速模式,来回应呼吸器短缺的燃眉之急。 参与其中的制造商有的彼此合作,有的单独行动,在设计方向与临床复杂度上采取不同策略。 最终,凝聚数百位工程师集体智能的11 种全新及改良设计中,有4 款设备成功通过制造核准。 其中一个团队更进一步完成了实际生产与交付。
要呈现这项成果的规模,最好的方式就是让数字自己说话: 5:疫情爆发前,英国每日呼吸器产量约为5 台。 7:在原本生产飞机、赛车与喷射引擎的工厂中,新设立了7 座呼吸器制造基地。 1.5:仅仅一周半的时间,企业就创建起横跨全球、取得四千两百万个零件的全新供应链。 3,500:招募并训练3,500名呼吸器组装人员,其中大多数从未制造过医疗器材。 400:在疫情高峰期,英国每日呼吸器产量达到400 台。 从每天5台跃升至每天400台高精度医疗设备,而且是由过去大多只在医疗电视剧中见过呼吸器的人所制造,品质仍维持在最高标准。 最终,在短短3个月内,英国医院额外获得了14,000台呼吸器。 无论从哪个角度来看,这都是一项卓越的成就。
世界不仅确实达成了防护设备产量提升四成的目标,甚至还超额达标。 呼吸器供应量大幅增加,医疗体系也并未崩溃。 但这些故事,究竟揭示了什么关于医疗器材制造的事实? 答案是:我们再次看见,在危机时刻具备「在地制造能力」有多么重要。 被迫在地生产,也意外促成了创新。 由于无法仰赖中国供应的抛弃式手术袍,于是在地制造可重复使用手术袍的系统应运而生,不仅解决了当下的迫切需求,也更具未来持久性。 在呼吸器挑战计划中,企业与从未合作过的伙伴并肩作战,彼此学习全新技能,并运用带有第四次工业革命色彩的数字技术, 以前所未有的速度与规模完成合作。 那么,Makespace的沃德与社群成员又给了我们什么启示呢?
他们的行动证明了「分布式、即时回应的在地制造能力」所拥有的价值,也就是在社区中,拥有能在需要时立刻动手制造实用物品的人才与设备,以支持医院与社区医疗体系。 如今,世界各地几乎都有称为「创客空间」或「制造实验室」的场所,从亚琛(Aachen)到桑吉巴(Zanzibar)比比皆是。 疫情期间,许多类似的空间都发挥关键作用,23而现在,它们已经成为成熟在地制造资源,能够回应社区的多元需求。 制造业回应医疗防护设备与呼吸器短缺的方式也再次提醒我们,只要目标够清楚与迫切,并且能取得正确的资源,总会有人挺身而出,把看似不可能的事化为可能。
世界上有成千上万的发明家、创业者、科学家与工程师,正关注着医疗制造的 现况,心中浮现一个念头:「我们一定能做得更好。 」真正令人感到乐观的,是其中有许多人已经将这些想法化为实际行动。 拜新型生产技术如3D打印与模块化工厂所赐,再加上几乎无所不在的数字链接,我们如今能快速开发并测试新点子。 而创投资金的大幅增加,也让最具潜力的构想得以迅速扩展,以应对不断演变的医疗需求。 癌症总是发现得太晚? 那就研发能早期侦测癌症的呼气分析仪。 手术成本过高? 那就研发协助外科医师进行高速微创手术的机器人。 偏远地区遭逢天灾、医疗供应链中断? 那就部署可就地运作的迷你工厂。 有人因为害怕针头而拒绝接种疫苗? 那就设计无针注射器。
这些都不只是概念,而是真实被制造出来且正在改善人们生活的产品。 随着学生们在12月陆续返家,研究所也逐渐恢复平静。 我开始整理疫情期间对药品与医疗器材制造的观察与思考。 由此,我们得到一个相当清楚的结论:当重大危机来袭、一切失序时,具备「把东西做出来」的能力,真的非常重要。 而这样的能力,也有助于打造一个更永续、更具韧性,也更能即时回应需求的医疗体系。 然而,医疗制造的世界里,还有最后一个我尚未深入探究的环节,那就是当我们需要接受医疗处置与治疗时,几乎必然会进入的空间,一个运作方式宛如工厂的地方:医院。 新冠疫情期间,正是这些医院,在一夕之间承受了前所未有的压力。 当我重新翻阅当时与在地医院合作时留下的笔记,胸口不禁开始怦怦作响。
作者介绍|提姆・敏谢尔(Tim Minshall) 英国剑桥大学首任「约翰・C・泰勒创新教授」(Dr John C. Taylor Professor of Innovation),同时担任全球供应链研究最高学术殿堂「剑桥大学工程学院制造研究所(Institute for Manufacturing)所长,并为邱吉尔学院(Churchill College)院士。 研究、教学与推广工作主要聚焦于制造业与创新之间的关联。 目前与身为科学家的妻子Nicola定居于剑桥。 本文经授权转载自野人《韧性制造:断链危机下,如何打造「韧性供应链」大未来》 责任编辑/魏甫丞