Implementierung der pharmazeutischen Serialisierung: 7 Schritte

Die Implementierung der pharmazeutischen Serialisierung ist der Prozess, jeder verkaufsfähigen Arzneimitteleinheit eine eindeutige Kennung zuzuweisen und den operativen Workflow aufzubauen – Stammdaten, Seriennummerngenerierung, Druck, Verifizierung, Aggregation und Reporting -, der nötig ist, um diese Einheit von der Herstellung bis zur Abgabe zu verfolgen. Er umfasst sieben aufeinanderfolgende Schritte, und jeder davon hängt vollständig vom vorherigen ab.

Genau diese Abhängigkeit wird in den meisten Erklärungen übergangen. Serialisierung ist kein System, das man einmal installiert; sie ist eine Kette von Übergaben zwischen Menschen, Anlagen und Software, und ein Fehler an einem beliebigen Glied zeigt sich irgendwo weiter hinten in der Kette als Ausnahme – oft lange nachdem die eigentliche Ursache unter Wochen von Produktionsdaten verschüttet wurde. Dieser Leitfaden behandelt die Grundlagen der pharmazeutischen Serialisierung so, wie Teams sie in der Praxis erleben: was in jedem Schritt passiert, wer verantwortlich ist, wie lange er ungefähr dauert und wo typischerweise Probleme auftreten.

Wenn Sie einen umfassenderen Überblick suchen – Definitionen, Vorschriften, Vorteile -, lesen Sie unseren Leitfaden zur pharmazeutischen Serialisierung. Diese Seite vertieft einen Teil dieses Leitfadens: den operativen Ablauf selbst.

Was vor dem Start des Workflows passiert

Bevor Schritt eins beginnen kann, müssen einige grundlegende Entscheidungen feststehen. Ihre GS1-Mitgliedschaft muss aktiv sein und Ihre GTINs müssen zugewiesen sein; der GTIN-Standard von GS1 regelt, wie diese Kennungen aufgebaut und vergeben werden. Das Verpackungsdesign muss finalisiert sein, da sich jede späte Änderung an Packungsgröße oder Verpackungshierarchie auf die Stammdaten auswirkt. Außerdem müssen Sie Ihre Systemarchitektur bereits festgelegt haben – konkret, welche Ebene (L3 auf Standortebene, L4 auf Unternehmensebene oder beide) die Seriennummernpools und das Compliance-Reporting verwaltet. Kurz gesagt: Der Großteil der operativen Last in den folgenden Schritten liegt auf L3 und L4, nicht auf der Verpackungslinie selbst.

Eine weitere Entscheidung gehört hierher, auch wenn sie leicht übersehen wird: welche Systeme Serialisierungsdaten liefern und empfangen. Ein Serialisierungs-Workflow läuft nicht isoliert; er ist auf Ihr ERP-System für die Produktstammdaten, Ihr MES für Produktions- und Linienereignisse und Ihr WMS für Lager- und Versandbestätigungen angewiesen. Teams, die Serialisierung als eigenständiges IT-Projekt behandeln statt als etwas, das sich sauber in diese bestehenden Systeme integrieren muss, sind in der Regel diejenigen, die Integrationslücken erst spät entdecken – wenn ihre Behebung teuer ist.

Implementierung der pharmazeutischen Serialisierung: Der 7-Schritte-Prozess

Serialisierung ist eine Abfolge operativer Schritte, kein einzelnes System. Jeder Schritt baut auf dem vorherigen auf, und ein Fehler an einer beliebigen Stelle der Kette verursacht nachgelagerte Ausnahmen. Genau deshalb ist es für die Planung eines Projekts ebenso wichtig, den gesamten Serialisierungsprozess in der Pharmaindustrie zu verstehen, wie für den täglichen Betrieb.

Schritt 01 – Einrichtung der Stammdaten

Was passiert: Bevor ein Code gedruckt wird, müssen die Produktdaten korrekt und konsistent sein: GTINs, Verpackungshierarchien, National Drug Codes (NDC) oder gleichwertige Kennungen sowie die Beziehungen zwischen den einzelnen Verpackungsebenen (welche Einheiten in welche Kartons gehören, welche Kartons auf welche Paletten).

Wer verantwortlich ist: In der Regel ist der Hersteller bzw. Zulassungsinhaber (MAH) für die Stammdaten verantwortlich, auch wenn die Verpackung an einen CMO/CDMO ausgelagert ist. Unser Leitfaden zur pharmazeutischen Serialisierung behandelt die Rollen in der Lieferkette ausführlicher.

Beteiligte Systeme: Stammdaten stammen fast immer aus dem ERP-System und müssen validiert werden, bevor sie an die L3/L4-Serialisierungsplattform übertragen werden.

Typischer Zeitrahmen: Bei einer Erstimplementierung dauert die Bereinigung der Stammdaten regelmäßig mehrere Wochen – länger, als die meisten Teams anfangs einplanen -, weil Fehler erst offensichtlich werden, wenn sie sich in nachgelagerten Prozessen zeigen.

Typische Fehlerquellen: Eine falsche GTIN oder eine fehlende Ebene der Verpackungshierarchie führt nicht sofort zu einem Fehler. Der Fehler tritt Wochen oder Monate später auf – als zurückgewiesene Lieferung oder fehlgeschlagene Verifizierung bei einem Handelspartner -, und bis dahin hat er sich bereits durch Tausende von Seriennummerndatensätzen gezogen. Die Korrektur bedeutet, jede betroffene Einheit abzugleichen, nicht nur ein einzelnes Feld zu berichtigen.

Fazit: Stammdatenfehler lassen sich bei der Einrichtung günstig beheben, nach dem Go-live jedoch nur mit hohem Aufwand. Sie gehören zudem zu den häufigsten Grundursachen, die bei GMP-Validierungsaudits festgestellt werden. Deshalb ist es wichtiger, als es zunächst scheint, die Stammdatenpflege als fortlaufende Disziplin (und nicht als einmalige Aufgabe) zu behandeln.

Schritt 02 – Generierung und Verwaltung von Seriennummern

Was passiert: Seriennummern müssen generiert, bestimmten Produktionslinien zugewiesen und so nachverfolgt werden, dass keine Nummer jemals wiederverwendet oder doppelt vergeben wird – auch nicht über verschiedene Märkte hinweg, da einige Länder eigene Serialisierungsschemata vorschreiben.

Wer verantwortlich ist: Meist eine gemeinsame Verantwortung des Serialisierungsteams des Herstellers und – bei ausgelagerter Produktion – des CMO/CDMO. Wer die Nummern vergibt und wie Pools übertragen werden, ist sowohl eine vertragliche als auch eine technische Frage.

Beteiligte Systeme: Seriennummernpools werden in der Regel auf L3 (Standortebene) verwaltet und auf L4 (Unternehmensebene) abgeglichen, um standort- bzw. CMO/CDMO-übergreifende Transparenz zu schaffen.

Typischer Zeitrahmen: Sind die Stammdaten bereinigt, ist die Einrichtung der Seriennummernpools selbst meist schnell erledigt – eher Tage als Wochen -, doch der Aufbau und Test der Abgleichsprozesse mit CMOs/CDMOs dauert länger.

Typische Fehlerquellen: Doppelte Seriennummern sind hier der klassische Fehler – zwei Produktionslinien, die ohne ordnungsgemäßen Abgleich auf denselben Pool zugreifen, oder ein CMO/CDMO, der Nummern außerhalb seines zugewiesenen Bereichs vergibt. Das Ergebnis ist eine Seriennummernkollision, die erst auffällt, wenn irgendwo im Vertrieb eine Verifizierungsanfrage fehlschlägt.

Fazit: Für jedes Unternehmen, das mit CMOs/CDMOs zusammenarbeitet, muss die Seriennummern-Governance – wer vergibt, wer abgleicht – vor Produktionsbeginn festgelegt werden und nicht erst nach einer Kollision.

Schritt 03 – Druck und Kennzeichnung

Was passiert: Seriennummer, GTIN, Chargennummer und Verfallsdatum werden in einem 2D-DataMatrix-Code verschlüsselt und während des Verpackungslaufs mit voller Liniengeschwindigkeit direkt auf die Packung gedruckt.

Wer verantwortlich ist: Der Betrieb der Verpackungslinie, in der Regel mit einem Change-Control-Prozess für alles, was die Druckeinstellungen betrifft.

Beteiligte Systeme: L1 (Drucker) und L2 (Liniensteuerungen), integriert mit dem L3-System, das die Seriennummern und Druckdaten bereitstellt.

Typischer Zeitrahmen: Nach Konfiguration und Validierung läuft der Druck mit Produktionsgeschwindigkeit, ohne die Taktzeit zu verlängern. Der operative Aufwand entsteht hier durch Einrichtung und Validierung, nicht durch den laufenden Durchsatz.

Typische Fehlerquellen: Kalibrierungsdrift der Drucker ist der häufigste Fehler: Ein leicht dekalibrierter Drucker erzeugt Codes, die eine flüchtige Sichtprüfung bestehen, bei der formalen Verifizierung aber durchfallen. Das ist ein zentrales Thema jeder Track-&-Trace-Implementierung für die pharmazeutische Kennzeichnung: Druck und Verifizierung müssen als ein durchgehender Prozess behandelt werden, nicht als zwei getrennte.

Fazit: Der Druck muss mit der Verpackungslinie Schritt halten, ohne zum Engpass zu werden. Deshalb erfolgt die Verifizierung (der nächste Schritt) unmittelbar und nicht als separate nachgelagerte Prüfung.

Schritt 04 – Kamerainspektion und Verifizierung

Was passiert: Unmittelbar nach dem Druck liest ein Vision-System den Code aus, um zu bestätigen, dass er lesbar und korrekt formatiert ist und den vorgesehenen Daten entspricht.

Wer verantwortlich ist: Der Betrieb der Verpackungslinie, unterstützt von der Qualitätssicherung bei den Verifizierungskriterien und Schwellenwerten.

Beteiligte Systeme: Vision-Inspektionshardware auf L1, die ihre Ergebnisse in Echtzeit an die L2-Liniensteuerung meldet.

Typischer Zeitrahmen: Bei ordnungsgemäßem Betrieb verlängert dieser Schritt die Linienzeit praktisch nicht: Die Verifizierung erfolgt inline und mit Liniengeschwindigkeit. Zeitaufwand entsteht nur, wenn ein Code durchfällt und die Linie anhalten muss.

Typische Fehlerquellen: Ein Code, der die Verifizierung nicht besteht, muss ausgeschleust werden, bevor er die Linie verlässt – und nicht erst nachgelagert beim Großhändler entdeckt werden, wo ein fehlerhafter Code zu einem deutlich teureren Problem wird. Die Verifizierungsschwellen basieren in der Regel auf internationalen Normen für die Druckqualität von 2D-Barcodes (ISO/IEC 15415). Wenn Sie wiederkehrende Ausschleusungen untersuchen, liegt die Ursache meist bei der Kalibrierung oder dem Bedruckstoff und nicht bei den Daten.

Fazit: Der ganze Sinn dieses Schritts besteht darin, Fehler an der kostengünstigsten Stelle zu erkennen – auf der Linie, direkt nach dem Druck – und nicht erst nach dem Versand des Produkts.

Schritt 05 – Aggregation

Was passiert: Einzelne serialisierte Einheiten werden mit den Kartons und Paletten verknüpft, in die sie verpackt werden. So entsteht eine Eltern-Kind-Hierarchie, durch die das System genau weiß, welche Einheiten sich in welchem Gebinde befinden.

Wer verantwortlich ist: Der Betrieb der Verpackungslinie für den physischen Prozess; das Serialisierungssystem pflegt die Hierarchie in der Software.

Beteiligte Systeme: L2/L3-Systeme koordinieren das Aggregationsereignis und übergeben die resultierende Hierarchie an L4 für das Compliance-Reporting.

Typischer Zeitrahmen: Im Normalbetrieb kostet die Aggregation nur wenige Sekunden pro Karton, die Behandlung von Ausnahmen (siehe unten) kann jedoch erheblich Zeit in Anspruch nehmen.

Typische Fehlerquellen: Hier entsteht ein großer Teil der operativen Ausnahmen. Ein typisches Szenario: Ein Karton wird nach abgeschlossener Aggregation geöffnet, um eine fehlerhafte Einheit zu entnehmen. Der Eltern-Kind-Datensatz des Kartons weist nun mehr Inhalt aus, als tatsächlich darin ist. Wird die Korrektur nicht im selben Moment im System nachgezogen, in dem sie physisch erfolgt, zeigt sich die Abweichung erst, wenn das System eines Großhändlers eine Diskrepanz meldet – oft Hunderte Kilometer entfernt – und eine ganze Lieferung statt nur des betroffenen Kartons zurückgehalten wird.

Fazit: Aggregationsfehler liegen selten daran, dass das Konzept schwer zu verstehen wäre. Sie entstehen, wenn physische Nacharbeit (das Neuaufbauen eines Kartons oder einer Palette) nicht in Echtzeit durch eine entsprechende Aktualisierung in der Software nachvollzogen wird.

Schritt 06 – Datenaustausch und Reporting

Was passiert: Serialisierungs- und Aggregationsereignisse werden – in der Regel im EPCIS-Format – an interne Systeme, Handelspartner und in einigen Märkten an staatliche Datenbanken gemeldet.

Wer verantwortlich ist: IT-/Systemteams verantworten die technische Integration; Compliance-Teams sind für die regulatorischen Meldepflichten selbst zuständig.

Beteiligte Systeme: Hier leistet L4 den Großteil seiner Arbeit: EPCIS-Daten formatieren und an CMOs/CDMOs, 3PL-Dienstleister, Großhändler und Behörden weiterleiten – von denen jeder eine leicht unterschiedliche Umsetzung desselben Standards erwarten kann.

Typischer Zeitrahmen: Nach der Konfiguration laufend und automatisiert; das initiale Onboarding der Partner – mit Tests unter realem Transaktionsvolumen statt nur mit Beispieldateien – dauert jedoch regelmäßig mehrere Wochen pro Partner.

Typische Fehlerquellen: Eine fehlerhaft aufgebaute EPCIS-Datei, eine ausgebliebene Übertragung oder ein Partner mit inkompatiblem Format kann eine Lieferung blockieren, selbst wenn Produkt und Verpackung vollkommen korrekt sind. Solche Fehler sind selten eindeutig einer Partei anzulasten – meist interpretieren zwei Systeme denselben Standard leicht unterschiedlich.

In diesem Schritt spielt Software auch ihre direkteste Rolle bei der DSCSA-Compliance. Wenn Sie sich fragen, wie Softwarelösungen bei der Erfüllung der Track-and-Trace-Anforderungen der DSCSA helfen, lautet die Antwort: Die Kernaufgabe einer Serialisierungsplattform besteht in diesem Schritt darin, Transaktionsinformationen einheitlich zu formatieren, an die richtigen Handelspartner weiterzuleiten und eine auditfähige Dokumentation vorzuhalten – ohne sie ist eine Rückverfolgung auf Einheitenebene gemäß DSCSA in großem Maßstab schlicht nicht machbar. Unser Praxisleitfaden zur Umsetzung der DSCSA-Compliance und unser Leitfaden zu den DSCSA-Interoperabilitätsanforderungen 2023 gehen näher auf die regulatorische Seite dieses Schritts ein.

Auch ein Hinweis zur Validierung gehört hierher. Jede Änderung an einem Serialisierungssystem – ein neuer Markt, eine neue Verpackungslinie, ein Software-Update – muss gemäß GMP und den Anforderungen von 21 CFR Part 11 validiert werden. Teams, die Validierung als einmalige Einrichtungsaufgabe betrachten statt als etwas, das bei jeder Änderung erneut ansteht, müssen sie meist bei jeder Veränderung unter Zeitdruck wiederholen.

Fazit: Beim Datenaustausch geht es weniger um Technologie als um Konsistenz: Jeder Partner erhält korrekt formatierte Daten – pünktlich und jedes Mal.

Schritt 07 – Distribution, Abgabe und Deaktivierung

Was passiert: Während das Produkt die Distribution durchläuft und schließlich eine Apotheke oder ein Krankenhaus erreicht, wird jede serialisierte Einheit verifiziert und bei der Abgabe schließlich deaktiviert, wodurch sie im Rückverfolgungssystem aus dem aktiven Verkehr genommen wird.

Wer verantwortlich ist: Großhändler und 3PL-Dienstleister für die Verifizierung während des Transports; Apotheken und Krankenhäuser für die abschließende Prüfung bei der Abgabe.

Beteiligte Systeme: Verifizierung am Abgabeort nach dem DSCSA-Modell oder Abfrage einer zentralen Datenbank nach dem Modell der EU-Fälschungsschutzrichtlinie (EU FMD). Beide Regelwerke funktionieren hier unterschiedlich, wie wir in unserem Leitfaden zur FMD-Compliance erläutern.

Typischer Zeitrahmen: Dieser Schritt läuft während der gesamten Lebensdauer des Produkts in der Lieferkette und endet erst mit der Deaktivierung.

Typische Fehlerquellen: Dies ist der letzte Kontrollpunkt, bevor ein Produkt den Patienten erreicht, und er hängt vollständig davon ab, dass alle vorgelagerten Beteiligten saubere und zeitnahe Daten gemeldet haben. Ein schwaches Glied an einer früheren Stelle der Kette – mangelhafte Stammdaten, unzuverlässige Poolverwaltung, ein Großhändler, der die Verifizierung auslässt – beeinträchtigt die Zuverlässigkeit dieses letzten Schritts, auch wenn der Fehler nicht hier entstanden ist. Unser Leitfaden zum Management von Arzneimittelrückrufen mit Track & Trace beschreibt, was passiert, wenn dieser Schritt in umgekehrter Richtung ablaufen muss.

Fazit: Die Deaktivierung ist die Ziellinie – ihre Zuverlässigkeit ist aber in Wahrheit ein Maßstab dafür, wie gut alle vorherigen Schritte funktioniert haben.

Wie lange dauert die Implementierung der pharmazeutischen Serialisierung?

Einen allgemeingültigen Zeitplan gibt es nicht – Anzahl der Märkte, CMO/CDMO-Beziehungen und die Reife der bestehenden Systeme beeinflussen die Rechnung -, doch eine grobe Aufteilung nach Phasen sieht so aus:

Das Muster in den meisten Implementierungen: Die frühen Schritte (Stammdaten, Seriennummern-Governance) dauern länger als erwartet, die mittleren Schritte (Druck, Verifizierung) gehen nach der Validierung schneller als erwartet – denn Druck und Inspektion mit Liniengeschwindigkeit sind von vornherein so ausgelegt, dass sie die Produktion nicht verlangsamen.

Wer ist für welchen Schritt verantwortlich? Zuständigkeiten nach Rolle in der Lieferkette

Die Zuständigkeit verschiebt sich, während das Produkt die Kette durchläuft: Hersteller und Zulassungsinhaber tragen die Verantwortung für die Stammdaten und die Gesamtcompliance, CMOs/CDMOs verwalten Seriennummernpools und die Ausführung auf den Linien im Auftrag des Herstellers, Großhändler und 3PL-Dienstleister verifizieren das Produkt während des Transports, und Apotheken führen die abschließende Prüfung bei der Abgabe durch. Die spezifischen Prioritäten jeder Rolle behandeln wir ausführlicher im Leitfaden zur pharmazeutischen Serialisierung. Der oben beschriebene Workflow ist dieselbe Abfolge – nur aus operativer statt aus organisatorischer Sicht.

Wo der Serialisierungs-Workflow scheitert

Einige Fehlermuster treten so häufig auf, dass sie ausdrücklich genannt werden sollten:

Mangelhafte Stammdatenqualität. Die häufigste Grundursache aller anderen auf dieser Seite beschriebenen Fehlerbilder. Fehler lassen sich hier bei der Einrichtung günstig erkennen, aber nur mit hohem Aufwand zurückverfolgen, wenn sie sich erst einmal durch die Produktionsdatensätze gezogen haben.

Brüche in der Aggregationshierarchie. Nacharbeit – eine fehlerhafte Einheit, die aus einem versiegelten Karton entnommen wird, eine neu aufgebaute Palette – erzeugt eine Lücke zwischen dem physischen Produkt und seinem digitalen Datensatz, wenn die Korrektur nicht im selben Moment erfolgt.

Fehler beim Datenaustausch mit Partnern. Zwei Systeme, die denselben EPCIS-Standard leicht unterschiedlich interpretieren, sind eine häufigere Ursache für blockierte Lieferungen als das Verschulden einer einzelnen Partei.

Validierung als Nebensache. Jede Systemänderung erfordert eine Revalidierung gemäß GMP und 21 CFR Part 11. Teams, die die Validierung in den Änderungsprozess einbauen, statt sie nachträglich anzuhängen, vermeiden die wochenlangen Verzögerungen, die entstehen, wenn mitten im Projekt veraltete Dokumentation entdeckt wird.

Die operativen Daten selbst übersehen. Viele Unternehmen setzen Serialisierung rein als Compliance-Pflicht um und nutzen die dabei entstehenden Daten für nichts anderes – eine vertane Chance, denn dieselben Daten können auf Warenabflüsse in nicht autorisierte Kanäle (Diversion) hinweisen und die Lieferkettenplanung unterstützen.

Den richtigen Partner für Ihre Serialisierungsimplementierung wählen

Den gesamten Workflow zu verstehen, ist eine nützliche Grundlage, doch die meisten Teams stehen irgendwann vor einer verwandten Frage: Ist das bestehende Serialisierungs-Setup wirklich darauf ausgelegt, so reibungslos zu laufen – oder ist es Zeit für eine Neubewertung? Wenn Sie einen Wechsel in Erwägung ziehen, zeigen Ihnen unser Leitfaden 5 Anzeichen, dass es Zeit ist, Ihre Serialisierungssoftware zu ersetzen und unser Überblick zur Auswahl einer pharmazeutischen Serialisierungslösung bzw. eines Serialisierungspartners (Cluster-Beitrag – Link nach Veröffentlichung einfügen), worauf Sie achten sollten. Für Teams, die gezielt Systemebenen bewerten, erläutert Warum OPTEL als L4-Anbieter wählen, worauf es auf dieser Ebene ankommt.