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GCRI · 生物技术与生物安全

生物制造

Biomanufacturing uses cells, enzymes and microorganisms to make products at scale: medicines and vaccines, food ingredients, chemicals and materials. It can reduce dependence on fossil feedstocks and shorten supply chains, but it brings its own process safety, quality and supply risks. This topic, studied at Biotechnology and Biosecurity, a platform of The Global Centre for Risk and Innovation (GCRI), examines industrial biology as a production system and the risks that come with scaling it up.

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01登记

Biomanufacturing on the record.

生物技术与生物安全
  1. 发布方全球风险与创新中心（The Global Centre for Risk and Innovation）
  2. 领域卫生、生物安全、食品、农业
02核心问题

专家提出的问题。

  • What limits the scale-up of biological processes from laboratory to factory?
  • How concentrated is production capacity for essential biological products?
  • How are contamination, containment and quality managed in large-scale production?
  • What environmental benefits and burdens does biomanufacturing carry across its life cycle?
  • How can surge capacity be organised for health emergencies?
03地理

西非的环境暴露。

西非的白天地表热量、人口密度和霾，来自 NASA GIBS。每个图层均标有各自日期。

交互式地图需要JavaScript；图层列表和来源见下文。

图层 3

本页的环境暴露

关于本图层
证据
观测（持续云层仍会造成缺口）
来源
VIIRS NOAA-20 Level 3，8 天（NASA LANCE）
提供方
NASA LANCE
许可协议
NASA 开放数据
年份版本
8 天；卫星 8 天合成；持续云层仍会造成缺口
构建时的最新内容
2026-09-14
处理结果
约 1 公里网格
不确定性
截至所示日期的 8 天内地表的卫星皮肤温度，是高温风险暴露指标；不是气温、热指数，也不是高温预警。
经由以下途径到达
gibs.earthdata.nasa.gov，仅在您允许实时地图后访问
关于本图层
证据
估计值
来源
世界网格化人口 v4.11（NASA SEDAC（哥伦比亚大学 CIESIN））
提供方
NASA SEDAC（哥伦比亚大学 CIESIN）
许可协议
CC BY 4.0
年份版本
null；基于人口普查的估算，静态（2020）
处理结果
约 1 公里网格
不确定性
基于人口普查的 2020 年每平方公里人口估算，作为风险暴露背景展示；不是受任何危害影响的人数。
经由以下途径到达
gibs.earthdata.nasa.gov，仅在您允许实时地图后访问
关于本图层
证据
观测（云层造成缺口）
来源
VIIRS NOAA-20 Deep Blue AOD（NASA LANCE）
提供方
NASA LANCE
许可协议
NASA 开放数据
年份版本
每日；卫星反演；云层造成缺口
构建时的最新内容
2026-10-14
处理结果
约 2 公里网格
不确定性
对所示日期整个气柱中霾、烟和沙尘的卫星测量；是风险暴露指标，不是地面 PM2.5、空气质量指数，也不是健康预警。
经由以下途径到达
gibs.earthdata.nasa.gov，仅在您允许实时地图后访问
关于本图层
证据
观测（云层造成缺口）
来源
MODIS Terra NDVI（NASA LANCE）
提供方
NASA LANCE
许可协议
NASA 开放数据
年份版本
每日；卫星指数；云层造成缺口
构建时的最新内容
2026-10-13
处理结果
约 250 米网格
不确定性
截至所示日期 8 天的卫星绿度指数；是作物和牧草状况的指标，不是产量估算，也不是粮食安全预警。
经由以下途径到达
gibs.earthdata.nasa.gov，仅在您允许实时地图后访问
关于本图层
证据
观测（云层造成缺口）
来源
OMI Aura（NASA GES DISC）
提供方
NASA GES DISC
许可协议
NASA 开放数据
年份版本
每日；卫星反演；云层造成缺口
构建时的最新内容
2026-10-10
处理结果
约 2 公里网格
不确定性
所示日期低层大气二氧化氮的卫星柱含量，主要来自燃烧；不是地面浓度，也不是健康预警。
经由以下途径到达
gibs.earthdata.nasa.gov，仅在您允许实时地图后访问
关于本图层
证据
观测
来源
VIIRS NOAA-20 校正反射率（NASA LANCE）
提供方
NASA LANCE
许可协议
NASA 开放数据
年份版本
每日；卫星图像
构建时的最新内容
2026-10-14
处理结果
约 250 米网格
不确定性
卫星图像。卫星或模型栅格数据，按提供方发布的原样呈现。云层、条带缺口和反演误差会造成缺口和噪声；数值是指标，而非某地的测量值。
经由以下途径到达
gibs.earthdata.nasa.gov，仅在您允许实时地图后访问

最新可用

NASA GIBS / EOSDIS · ASTER GDEM (METI, NASA) · Blue Marble (NASA) · © OpenStreetMap贡献者 (ODbL) · Natural Earth

正在加载最新的NASA影像。

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环境风险暴露，以西非为取景。NASA 发布的卫星和模型产品，各带自己的日期。它们是指标，而非对任何地点的评估。

数据：NASA GIBS · ASTER GDEM · Blue Marble · © OpenStreetMap 贡献者 · Natural Earth · NASA EONET · ESA Copernicus Sentinel-5P TROPOMI · NASA JPL OPERA DIST-ALERT来源与许可

  • We acknowledge the use of imagery provided by services from NASA’s Global Imagery Browse Services (GIBS), part of NASA’s Earth Science Data and Information System (ESDIS). Colours redrawn from the published colour map; values averaged into hexagonal cells where shown (modified). NASA 开放数据
  • We acknowledge the use of imagery provided by services from NASA’s Global Imagery Browse Services (GIBS), part of NASA’s Earth Science Data and Information System (ESDIS). Colours redrawn from the published colour map; values averaged into hexagonal cells where shown (modified). NASA 开放数据
  • VIIRS 近实时产品（洪水、地表温度、积雪覆盖、校正反射率），NASA LANCE；影像来自 NASA GIBS。颜色依据已发布的色标重绘；显示处的数值已按六边形网格平均（经修改）。 NASA 开放数据
  • Center for International Earth Science Information Network (CIESIN), Columbia University. 2018. Gridded Population of the World, Version 4 (GPWv4): Population Density, Revision 11. NASA Socioeconomic Data and Applications Center (SEDAC). 采用 CC BY 4.0 许可。颜色依据已发布的色标重绘；显示处的数值已按六边形网格平均（经修改）。 doi:10.7927/H49C6VHW. CC BY 4.0
  • MODIS 和 VIIRS 大气产品，NASA LANCE 和 LAADS DAAC；影像来自 NASA GIBS。颜色依据已发布的色标重绘；显示处的数值已按六边形网格平均（经修改）。 NASA 开放数据
  • MODIS 陆地产品（植被指数、总初级生产力、土地覆盖），NASA LP DAAC 和 LANCE；影像来自 NASA GIBS。颜色依据已发布的色标重绘；显示处的数值已按六边形网格平均（经修改）。 NASA 开放数据
  • OMI 二氧化氮（Aura）和 OMPS 气溶胶指数（Suomi NPP），NASA；由 NASA GES DISC 分发；影像来自 NASA GIBS。颜色依据已发布的色标重绘；显示处的数值已按六边形网格平均（经修改）。 NASA 开放数据
  • ASTER GDEM 是 METI 和 NASA 的产品（ASTER Global Digital Elevation Model V003，NASA LP DAAC）；影像来自 NASA GIBS。颜色依据已发布的色标重绘；显示处的数值已按六边形网格平均（经修改）。引用格式：NASA/METI/AIST/Japan Spacesystems and U.S./Japan ASTER Science Team (2019). ASTER Global Digital Elevation Model V003. doi:10.5067/ASTER/ASTGTM.003. NASA 开放数据
  • 使用 Natural Earth 制作。免费矢量和栅格地图数据，见 naturalearthdata.com。 公有领域
  • © OpenStreetMap 贡献者（ODbL），经由 NASA GIBS（海岸线、边界、道路和地名）。颜色依据已发布的色标重绘；显示处的数值已按六边形网格平均（经修改）。 ODbL
  • Blue Marble，NASA Earth Observatory；影像来自 NASA GIBS。颜色依据已发布的色标重绘；显示处的数值已按六边形网格平均（经修改）。 NASA 开放数据
  • 地球仪和平面地图上的背景信息：海岸线、边界、道路和地名来自 NASA GIBS 参考图层（OpenStreetMap 数据，ODbL，© OpenStreetMap contributors）；Blue Marble 影像可作为可选底图；3D 地形和高程读数来自 ASTER GDEM 高程色彩指数（5 m 至 200 m 分级，为便于辨识而作了夸张处理）。边界按已发布的样式绘制，不代表对任何领土的立场。
  • 实时事件：NASA Earth Observatory Natural Event Tracker（EONET）；事件仅供参考，并保留其原始来源链接。
  • Observed (EO): ESA Copernicus Sentinel-5P TROPOMI (contains modified Copernicus Sentinel data 2026). We acknowledge the use of imagery provided by services from NASA’s Global Imagery Browse Services (GIBS), part of NASA’s Earth Science Data and Information System (ESDIS).
  • Observed (EO): NASA JPL OPERA DIST-ALERT (contains modified Copernicus Sentinel data 2026). We acknowledge the use of imagery provided by services from NASA’s Global Imagery Browse Services (GIBS), part of NASA’s Earth Science Data and Information System (ESDIS).
  • NASA GIBS: We acknowledge the use of imagery provided by services from NASA’s Global Imagery Browse Services (GIBS), part of NASA’s Earth Science Data and Information System (ESDIS).
  • 空气质量预报，5 天，PM2.5（CAMS，经由 Open-Meteo）：包含经修改的 Copernicus 大气监测服务 2026 年信息。
  • 过去一年的每日气温（ERA5，经由 Open-Meteo）：包含经修改的 Copernicus 气候变化服务 2026 年信息。
  • 天气数据来自 Open-Meteo.com (https://open-meteo.com/), 依据 CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). 授权。
  • 可选图层（图层列表中有 14 个来源：实时、预报、观测和背景）在开启时会在地图上和此处显示其提供方署名；预报是模型输出，派生指数是估计值。

图层与日期

  • 地表温度，日间，8 天合成：VIIRS NOAA-20 3 级产品，8 天，NASA LANCE · 2026年9月14日
  • 人口密度，2020 年：人口：哥伦比亚大学 CIESIN，世界网格化人口 v4.11（2018），NASA SEDAC， CC BY 4.0 · 静态
  • 气溶胶光学厚度，每日：VIIRS NOAA-20 Deep Blue AOD，NASA LANCE · 2026年10月13日
  • 植被绿度（NDVI），滚动 8 天：MODIS Terra NDVI，NASA LANCE · 2026年10月13日
  • 二氧化氮，低层大气柱：OMI Aura，NASA GES DISC · 2026年10月10日
  • 真彩色：VIIRS NOAA-20 校正反射率，NASA LANCE · 2026年10月13日

04跨领域

Biomanufacturing links health, energy and agriculture.

Capacity studies are designed for the 战略系统系列. OECD bioeconomy work frames the policy questions; capacity figures appear only with their source.

  • Capacity data with sources.
  • Technology transfer evaluations.
05监测

监督与能力登记册。

团队跟踪该主题时会使用的界面：其指标、状态与决策。名称为示例，数值仅作示意。

监督与能力登记册

Biomanufacturing · National committee · Review year 3

  • 设有委员会的机构，%
    86关注
  • 已培训员工，%
    84正常
  • 已完成审查
    62今年
  • 已提交的事件报告
    12信息
仅限能力建设与监督GCRI · 生物技术与生物安全

机构监督

A 机构活跃Q290当前
研究园区活跃Q271审计到期
生物制造场所组建中无44支持
诊断网络活跃Q282当前

范围说明

涵盖
治理、培训、审查能力
不包括
技术方法与智能体
权限
国家监督机构
标签
SURVEY
Oversight and capacity register: the screen’s structure, terms and states for Biomanufacturing.示例名称和示意数值；是设计方案，并非记录或实时系统。
06机制

驱动因素与动态。

Biomanufacturing replaces chemical synthesis or extraction with biological production in fermenters and bioreactors. Scaling up is difficult because living 系统 behave differently at larger volumes, and processes depend on precise control of temperature, nutrients and sterility. Quality failures can halt production for long periods, and regulatory approval of manufacturing sites takes time.

Capacity for many essential products, including vaccines and key inputs, is concentrated in a small number of facilities and countries. During health emergencies, demand rises sharply while supply chains for reagents, single-use equipment and specialised staff tighten. Process safety disciplines, described in 过程与工业安全工程, address the hazards of large-scale biological and chemical operations.

Biomanufacturing also changes the geography of risk. Distributed, smaller facilities could reduce dependence on a few sites and shorten supply chains, but they spread the need for skilled staff, quality systems and biosafety oversight across many more locations. Feedstocks such as sugars and agricultural residues link production to food and land markets, so the sector’s growth has consequences for agriculture as well as industry.

07孪生与级联模拟器

Model biomanufacturing as a system. Run the cascade.

Assembled from the Nexus Standards area profile 供应链与贸易风险: the hazards it names, the 系统 and sectors that carry the loss, the controls that dampen it and the data that observe it. Choose the components, pick an initiating hazard and step through the cascade. The Map view places the run on an example geography with open data. Every coupling weight is a stated assumption you can change. A teaching model, not a forecast, an assessment or a certification. To model a place of your own choosing, open the full System Builder.

灾害

  • 溃坝
  • 河流洪水 （在下游引发）
  • 山洪 （在下游引发）
  • 大规模流离失所（在下游引发）
  • 大范围停电（在下游引发）
  • 供水短缺（在下游引发）

控制措施

  • NS-0 章程与原则
  • NS-3 风险记录 UNI（语法、旧编码对照、分配机构）
  • NS-9 情境 UNI（部署、实例、计划实例）
  • NS-10 政策和条款（机器可读的义务：定义、约束、评估和执行）
  • NS-11 验证与监测（证据、证明、零信任符合性观测）
  • NS-12 软件、模型和 AI/ML 制品（供应链、模型卡、数据集说明）
  • NRS-H60 危害类别：供应链与流动中断（NHS-1 sys.supply-chain）
  • NRS-X4 贸易、运输与供应链风险
  • NRS-H89 危害类别：交通网络中断（NHS-1 infra.mobility）
  • NRS-K38 领域包概况：供应链与贸易（DOMAIN-038）
  • NRS-H43 危害族：畜牧业和水产养殖动物疫病（NHS-1 health.animal-health）
  • NRS-M10 方法结构：市场、贸易与供应链

观测

  • IMF PortWatch port activity and chokepoint disruptions (listed for reference)
  • Global Supply Chain Pressure Index (listed for reference)
  • OECD Data Explorer（SDMX API）（仅列作参考）
  • World Bank Open Data 和 World Development Indicators API（仅列作参考）
  • Developing countries’ and least developed countries’ share of global exports
  • Passenger and freight volumes, by mode of transport

示例地理范围

  • The Strait of Malacca: 227 hexagonal cells
  • 今夜夜间灯光与停电（VIIRS 昼夜波段），NASA GIBS
  • 穿透云层的地表水，30 m（OPERA DSWx-S1 雷达），NASA GIBS
  • 过去半小时降雨率（IMERG），NASA GIBS
  • 地表土壤湿度（SMAP），NASA GIBS
08方法与局限

How it is studied.

  1. 01

    Process analysis

    Engineering and process safety methods from 过程与工业安全工程 assess hazards, containment and reliability.

  2. 02

    Supply chain mapping

    Studies trace capacity, inputs and single points of failure for essential products.

  3. 03

    Life-cycle assessment

    Environmental accounting compares biomanufactured products with conventional alternatives.

  4. 04

    局限

    Facility data is commercially confidential, scale-up outcomes are uncertain, and life-cycle results depend heavily on assumptions about energy and feedstocks.

09方法与证据

How biomanufacturing is modelled, measured and tested.

模型、其假设、数据和不确定性，以科学家或工程师会核查的形式呈现。结构遵循已发表的方法。所取数值仅为示意，不是研究发现。

不确定性区间

How far the outlook for biomanufacturing could spread, shown as ranges rather than a single line.

现在+5+10+15+20+25+30 y高低很可能区间可能区间
中心估计值
集合的中位数
范围
IPCC 校准用语中的“可能”和“很可能”
集合
明示成员、情景和初始条件
配合阅读
结果对每项输入的敏感性
示意性的指数尺度集合离散度；形式遵循 IPCC 不确定性指南。并非预测。
FAIR 指导原则 · GO FAIR 和 FORCE11W3C PROV · 万维网联盟关于一致处理不确定性的指南 · IPCCCEOS 分析就绪数据 · 地球观测卫星委员会
10决定

What it informs and who decides.

This evidence informs industrial policy, emergency preparedness planning, investment in distributed capacity and regulatory practice for manufacturing sites. Governments, manufacturers, health agencies and regulators decide. The governance of preparedness is convened by 全球风险论坛（Global Risks Forum，GRF）的卫生与生物安全治理. Related topics are 合成生物学, diagnostics and therapeutics and agricultural biotechnology; methods sit on biotechnology platforms and process and industrial safety engineering.

Published analysis on this topic is designed to carry a named subject reviewer, its references and the views of independent specialists, including biosafety professionals and those who disagree.

11来源

Where this page’s references lead.

阅读本页时所对照的机构和文件。状态和版本会变化；每个链接都指向发布机构。

12问题

问题与解答。

Is biomanufacturing always more sustainable?
Not always. Its footprint depends on energy, feedstocks and process efficiency, which life-cycle assessment compares case by case.
Why is surge capacity hard to create?
Because facilities, inputs, approvals and trained staff take time to put in place, and idle capacity is costly to maintain.
Does the platform evaluate particular companies?
No. It studies production systems and risks at a general level.
由谁审查该主题的覆盖范围？
Published analysis is designed to be reviewed by a named subject reviewer with relevant expertise, to cite its references and to include independent specialist voices. Where specialists disagree, the disagreement is reported rather than resolved by omission.
报告贡献

从本页贡献证据。

报告 is the Consortium’s quarterly publication. What you know about this subject can become evidence, a case or a correction in the next edition, credited to you and published under CC BY 4.0 where it is your own work.

GCRI生物技术与生物安全指数级技术证据简报

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