生物制药行业自动化市场——全球行业规模、份额、趋势、机遇和预测，2018-2028 年按技术（自动化技术、数字化技术）、按应用（临床阶段、药物发现阶段、生产阶段）、按组件（自动化硬件、自动化软件、服务项目阶段、服务运营阶段）、按地区和竞争进行细分

市场概览

2022 年全球生物制药行业自动化市场价值为 17.752 亿美元，预计在预测期内将出现令人印象深刻的增长，到 2028 年的复合年增长率为 5.80%。生物制药 (biopharma) 行业的自动化是指使用先进的技术、系统和流程以最少的人为干预执行各种任务、实验和制造过程。生物制药行业自动化的主要目标是提高研究、开发和制造活动的效率、准确性、一致性和安全性。在生物制药制造中，过程自动化至关重要。它涉及使用自动化系统和仪器执行细胞培养、发酵、纯化和灌装操作等任务。过程自动化可确保精确控制关键参数（例如温度、pH 值和搅拌），以保持产品质量和一致性。机器人系统用于广泛的任务，从药物发现和样品处理到制造中的灌装和包装。机器人可以编程来处理样品、试剂和实验室器皿，以精确和可重复的方式执行任务。

自动化系统在生物制药制造中提供先进的质量控制和保证。它们监测和控制关键参数并提供实时反馈，以确保产品符合严格的质量标准。生物制药行业受到严格的质量和安全法规的约束。自动化系统通过提供准确的数据、可追溯性和文档来帮助合规，这对于监管部门的批准至关重要。自动化领域的持续技术创新，例如人工智能、机器学习和机器人技术的使用，正在推动尖端系统在研究和生产中的应用。生物制药产品变得越来越复杂，需要先进的自动化来生产生物制剂、细胞疗法和基因疗法。

关键市场驱动因素

技术进步

随着先进的机器人技术融入实验室和生产设施，机器人和自动化变得越来越复杂。这些机器人可以执行各种任务，从液体处理和样品制备到细胞培养维护。自动化系统提高了药物发现中高通量筛选 (HTS) 的效率。自动化液体处理和数据分析工具可以快速筛选数千种化合物以寻找潜在的候选药物。芯片实验室 (LOC) 技术将各种实验室功能集成到单个芯片上，减少了人工干预的需要。该技术对于样品制备和分析特别有用。软件和数据分析方面的进步使实时监控和分析实验数据成为可能。这有助于在药物开发和制造过程中更快地做出决策。人工智能 (AI) 和机器学习 (ML) 正用于数据分析、预测建模和生物加工优化。它们可以帮助识别潜在的候选药物并优化制造过程。

过程分析技术 (PAT) 集成了传感器、过程控制和数据分析，以实时监控和控制生物过程。该技术可确保产品质量和一致性。一次性生物反应器和一次性设备已经取得了进步，为生物制药制造提供了更具成本效益和灵活性的解决方案。连续生物制药制造工艺正在获得关注。自动化使生物制剂的连续生产成为可能，从而减少了批量生产所需的时间和成本。包括高分辨率成像、质谱和色谱在内的自动化质量控制系统提高了产品质量保证，减少了对人工测试的需求。集成自动化平台结合了各种实验室仪器、软件和数据管理系统，为生物制药研究人员和制造商提供了无缝的工作流程。

支持物联网的设备和自动化系统可以远程监控和控制生物过程。这对于确保生产稳定和减少现场需求尤其有价值。纳米技术在药物输送和诊断中的应用已经取得了进展。自动化系统可以处理和分析纳米颗粒，用于生物制药中的各种应用。自动化简化了基因编辑和 CRISPR-Cas9 技术，从而可以更精确、更有效地编辑基因组，以用于药物发现和开发。自动化生物处理系统的适应性和可定制性越来越强，使公司能够根据其产品的特定需求定制其系统。区块链技术正在生物制药行业中被探索用于安全的数据存储和共享，以确保关键数据的完整性和安全性。这一因素将有助于全球生物制药行业自动化市场的发展。

生物制药的复杂性日益增加

单克隆抗体、基因疗法和细胞疗法等生物制药通常涉及复杂且多步骤的制造过程。自动化对于在整个复杂过程中保持精确性和一致性至关重要。复杂的生物制药必须遵守严格的监管要求。自动化通过提供准确的数据、可追溯性和文档来帮助确保合规性，这对于获得监管部门的批准至关重要。复杂的生物制药必须满足极高的质量标准。自动化系统可以始终如一地保持产品质量，确保过程保持在所需的参数范围内并最大限度地减少差异。

生物制药生产的复杂性为手动过程的错误留下了空间。自动化最大限度地减少了人为错误的影响，这在处理复杂和高价值的生物制剂时至关重要。复杂的生物制药会产生大量数据。自动化有助于数据收集、存储和分析，从而能够处理复杂的数据集并提取有价值的见解。生物制药的复杂性需要持续的监测和控制。自动化可以实时监测关键参数，确保生产过程保持在指定的范围内。许多复杂的生物制药需要以不同的规模生产以满足市场需求。自动化系统旨在实现可扩展性，使公司能够适应不断变化的生产量。

复杂的生物制药通常是高价值产品，因此错误或产品损失的成本很高。自动化可以最大限度地降低错误风险并最大限度地提高产品产量。个性化医疗的趋势是针对个体患者定制治疗方案，这涉及复杂且针对患者的治疗方案的生产。自动化有助于为每位患者量身定制制造流程，确保精确性和一致性。新兴生物制药（包括基因和细胞疗法）非常复杂且具有创新性。自动化对于推动这些突破性疗法的开发和生产至关重要。由于复杂疾病的患病率不断上升以及对更有效治疗方法的需求，市场对复杂生物制药的需求正在上升。自动化对于有效满足这一需求至关重要。这一因素将加速全球生物制药行业市场对自动化的需求。

高通量筛选的需求不断增长

高通量筛选 (HTS) 涉及对许多化合物的各种生物活性进行快速和自动化测试。HTS 允许生物制药公司快速测试大量化合物。这通过在手动测试所需时间的一小部分内识别潜在候选药物来加速药物发现过程。HTS 中的自动化降低了每次测试的成本，使生物制药公司筛选大量化合物更具经济可行性。这种成本效益对于研发预算至关重要。 HTS 可在短时间内生成大量数据。自动化可实现高效的数据收集和分析，从而发现有希望的候选药物并实现更精确的药物开发。随着科学家寻求解决更复杂的生物学问题，生物制药研究中检测的复杂性也随之增加。自动化对于高效处理这些复杂的检测至关重要。生物制药公司可以访问广泛的化合物库。自动化对于有效管理和筛选这些库是必不可少的。

自动化用于靶标识别和验证过程。HTS 使研究人员能够快速识别新的药物靶标，从而加快药物发现的早期阶段。在确定潜在的候选药物后，HTS 自动化在命中验证中起着至关重要的作用，在此过程中确认有希望的化合物对特定靶标的活性。自动化使检测小型化，减少了测试所需的试剂和化合物的数量。这不仅节省了成本，而且对环境友好。自动化系统确保筛选试验始终如一且高精度地进行，从而降低实验变异性和错误的风险。

通过 HTS 发现的有希望的药物可以扩大规模以进行进一步的研究和开发，最终导致生物制药的生产。自动化支持这一扩展过程。自动化对于有效筛选现有药物以获得新的治疗用途至关重要。这一过程称为药物再利用，可以导致发现创新疗法。HTS 自动化还在潜在药物的安全性评估中发挥作用。它可以测试化合物的不良反应和毒性。自动化支持发现针对特定疾病或患者群体的靶向疗法。这在个性化医疗时代尤其重要。这一因素将加速全球生物制药行业市场对自动化的需求。

主要市场挑战

实施成本

购买自动化设备、软件和相关技术需要大量的资本投入。这包括购买硬件、机器人、传感器和其他自动化组件的成本。根据生物制药工艺的特定需求定制自动化系统通常涉及定制。定制解决方案通常比现成产品更昂贵。将自动化系统与现有流程和基础设施集成可能很复杂且成本高昂。与旧系统的兼容性和互操作性可能需要额外投资。确保自动化系统符合监管标准和行业特定的验证要求会增加成本。广泛的测试、文档和验证过程对于确保合规性必不可少。必须对员工进行培训，以有效地操作和维护自动化系统。培训计划需要相关成本，包括员工时间和外部培训资源。自动化系统需要持续的维护和技术支持。这包括软件更新、设备维护和故障排除，所有这些都需要相关成本。

保持质量保证

生物制药制造过程可能非常复杂，涉及多个步骤，这种复杂性可能使保持一致的产品质量变得具有挑战性。必须精心设计和配置自动化系统，以确保准确执行每一步。变异性可能来自各种来源，包括原材料、环境条件和设备。自动化系统需要考虑并尽量减少变异性，以确保产品的一致性。生物制药行业受到严格的监管要求。保持符合良好生产规范 (GMP) 和其他法规是一项持续的挑战，因为自动化系统必须遵守这些标准并提供审计和检查文件。自动化系统的验证是一个耗时且昂贵的过程。必须彻底验证自动化系统，以确保它们始终如一地生产出所需质量的产品。自动化仪器和传感器需要定期校准以保持准确性和可靠性。确保正确校准是质量保证的一个重要方面。在自动化环境中，数据完整性至关重要。自动化系统必须准确捕获、存储和管理数据，以支持质量控制和法规遵从性。自动化系统必须设计为防止产品或样品的交叉污染。这在多产品制造设施中尤其具有挑战性。

主要市场趋势

实验室自动化

实验室自动化系统能够对化合物进行高通量筛选，使研究人员能够快速测试许多潜在的候选药物。这在药物发现的早期阶段至关重要。实验室中的自动化系统可以精确、准确地处理样品，降低人为错误的风险，并确保结果一致可靠。自动化简化了数据收集、存储和分析。它支持实时监控和数据处理，有助于更快地做出研发决策。自动化流程效率更高，可以连续运行，从而减少了实验和分析所需的时间和精力。这加快了研发时间表。自动化减少了重复和耗时任务中对手工劳动的需求，从而节省了成本，并将人力资源重新部署到更具战略性的活动中。自动化优化了试剂、消耗品和设备等资源的使用，使实验室操作更具成本效益。

细分洞察

技术洞察

2022 年，全球生物制药行业自动化市场最大的份额由数字化技术部门持有，预计未来几年将继续扩大。

应用洞察

2022 年，全球生物制药行业自动化市场最大的份额由生产阶段部门持有，预计未来几年将继续扩大。

组件洞察

2022 年，全球生物制药行业自动化市场最大的份额由

区域洞察

北美地区在 2022 年全球生物制药行业自动化市场中占据主导地位。

最新发展

• 2 月2023 年，著名医疗技术公司西门子医疗与领先的诊断服务提供商 Unilabs 联合宣布了一项价值超过 2 亿欧元的多年期协议。Unilabs 正在对西门子医疗的尖端技术进行大量投资，购买了 400 多台实验室分析仪，以进一步增强和升级其实验室基础设施。这一战略举措旨在为客户提供卓越的服务水平。在本协议框架内，Unilabs 将继续努力实现整个网络的医疗保健基础设施现代化，主要重点是提高客户服务和质量，最终改善患者的医疗保健结果。西门子医疗提供的解决方案将在提升 Unilabs 实验室运营、提高吞吐量和确保整个检测网络的临床卓越性方面发挥关键作用。
• 2022 年 9 月，PerkinElmer,Inc. 是一家致力于推动更健康世界创新的全球领导者，推出了 Cellaca PLX 图像细胞计数系统，这是一个突破性的台式平台，旨在通过单一自动化工作流程促进对细胞样本中多个关键质量属性 (CQA) 的评估。这包括对细胞身份、质量和数量的评估。最先进的 Cellaca PLX 系统由 PerkinElmer 的 Nexcelom 部门开发，集成了尖端图像细胞计数硬件、软件、经过验证的耗材和可跟踪的数据报告，所有这些都在一个用户友好的系统中，不需要复杂的校准程序或大量培训。此外，优化的试剂盒包含 PerkinElmer BioLegend 部门经过验证的抗体，进一步增强了客户体验。这种创新解决方案扩展了分析细胞样本 CQA 的能力，超越了流式细胞术和染色等传统方法，而这些方法通常需要多种仪器和复杂的分析方法。凭借这一组合功能，研究人员现在可以同时检测多个标记（多路复用）并快速轻松地进行免疫表型分析和活力测定，这要归功于该系统现代而直观的用户界面。

主要市场参与者

• PerkinElmer, Inc.
• AMETEK, Inc.
• Autodesk, Inc.
• Baumueller-Nuermont Corp
• Emerson Electric Co.
• Kawasaki Robotics
• RheoSense Inc.
• Rockwell Automation， Inc.
• Sartorius Stedim Biotech SA
• Siemens Healthineers