智慧制药工厂概述

智慧制药工厂是面向药品生产从原料到仓储全流程环节，以高端智能装备为基础，利用信息化、大数据、云处理等先进技术，与药品生产工艺要求高度集成，实现智能化生产的新型工厂。智慧制药工厂建设的八个目标为：

• 实现设备、生产过程、产品、管理全方位满足GMP 要求
• 利用智能化设备实现更高效、高质量生产
• 利用自动化及机器人技术实现去人工化
• 智能化管理系统与设备的融合，实现柔性化、定制化生产
• 利用云及互联网技术实现远程智能服务
• 智能物流实现工厂间、工厂内部生产全流程高度集成
• 实现产品全生命周期可追溯
• 利用大数据分析，优化生产

智慧制药工厂技术架构

浙江大远-智慧制药解决方案

（1）    原料药生产自动化系统

建立原理药生产自动化系统，基本实现生产流程的管道化、连续化、自动化，实现工艺参数的精准控制，大幅提高批生产质量的一致性，缩短生产周期、减少生产人员50%以上，降低生产运行成本，大幅提高生产效率。同时对生产公用系统进行数据集成，实现原料生产运行状态的可视化监控与管理。

（2）生产数据采集及监视系统

建立制剂车间生产过程监控系统—iPharm SCADA系统，实现提取生产线、制剂生产线及公用设施的实时数据采集，并结合视频监控系统，实现对生产过程的透明化监控。iPharm SCADA系统还具备优良的报表、报警等功能，可实现生产数据实时记录、生产状态预警等。

（3）生产制造执行系统

建立以生产执行系统为核心的制药数字化生产管控系统—iPharm MES，以“数据”为基础，实现从物料到成品的生产全流程信息化管理，提高生产数据透明度及真实性；以“质量”为关键，实现生产过程标准化操作，保证药品生产质量；以“效能”为核心，实现“人、机、料、法、环”的规范化管理，提高人员工作效率及设备、物料使用效率，提高企业竞争力。

（4）智能排产系统（APS）

根据企业生产资源情况，结合产品交货的先后顺序，充分合理地分配生产资源，将计划倒排出的车间作业计划即工单（生产负荷）合理地安排在每个时间段(天)进行生产（日计划）。APS解决客户交货期与生产成本之间的矛盾、产能最大化与浪费最小化之间的矛盾、库存成本最小化与客户需求的矛盾、批量采购与库存最小化之间的矛盾，以满足订单交货期、提高生产效率、降低库存，实现精益化生产。

（5）基于大数据、过程建模的智能优化

通过iPharm SCADA采集生产设备和原辅料的关键工艺参数（如压力、浓度、PH值等）、生产环境参数（如洁净度、温湿度等）、水汽电等生产能耗数据，通过iPharm MES采集物料、中间品和成品的关键质量属性，利用大数据分析和过程建模技术，分别建立关键工艺参数、生产环境参数与成品关键质量属性之间的关联关系，物料、中间品和成品的关键质量属性之间的关联关系，为优化生产工艺、提高产品质量一致性提供决策支持；建立关键工艺参数、生产环境参数与生产能耗数据之间的关联关系，为优化生产工艺、节省生产能耗成本提供决策支持。

中药生产自动化效益：

• 提高GMP管理规范性，保证生产活动按照SOP和生产工艺规范执行
• 机器换人，避免人为差错，提高药品质量批次均一性
• 工艺参数精确控制，生产数据完整，质量全程追溯，提升药品品质
• 在线检测与数据实时分析，动态掌控，实时调整，避免产生不合格品
• 与安全系统连锁，避免安全事故、提高安全保障
• 能源管理，节能减排
• 提高生产效率，降低生产成本
• 提升产品竞争力，提升企业科技形象

中药生产典型工段自控方案介绍

提取自控方案

提取生产工序，从投药材开始，系统按照设定的提取工艺要求自动进行定量加溶剂、升温、保温提取、出液、出渣、清洗，全过程实现自动化作业。相比传统人工作业方式，更具有提取温度均匀、自动消泡、出液防堵塞、安全联锁、蒸汽节能等优势，保障安全、提高提取效率，降低生产成本。

浓缩自控方案

浓缩生产工序，从抽真空、进料、升温、浓缩、中间补料、出溶剂、浓缩终点判断、出浓缩液、清洗等全过程，实现完全自动化生产作业。相比传统人工作业方式，更具有浓缩效率高、自动消泡、防冲料、浓缩终点判断准、温控准确、蒸汽节能等优势。

层析自控方案

从上柱药液调配开始，洗脱溶剂调配、上柱吸附、洗脱、洗脱药液的分段接收、柱子填料的清洗等，全程自动化作业。相比传统人工作业方式，在分离的关键工艺参数控制上，如药液吸附量、上柱流速、丄柱压力、洗脱溶剂用量等，实现数字化精准控制；同时在层析分离的过程中采用在线含量检测，实现自动检测、自动收集目标成分，完全摆脱人工经验判断，提高效率、提高产品质量。

喷雾自控方案

从药液进配液罐开始，药液调配，喷雾干燥机启动、进料前准备、进料喷雾、清洗，全程自动化作业。相比传统人工作业方式，在喷雾的关键工艺参数控制上，如药液配置比重、进出风温度、进料流速、雾化转速等，实现数字化精准控制，避免烤焦、粘壁，确保每批喷雾产品在水分、粒度、色泽等物性上保持一致，大幅提高产品质量批次均一性。

        目前中药药品质量难以保持稳定、均一，严重制约了我国中药产业的发展，阻碍了中药现代化。其主要原因之一就在于目前国内中药生产过程质量控制水平低，缺乏有效的全程质量控制手段，尤其是缺乏快速的在线质量分析技术，使得中药生产过程的质量难以保证。中药生产过程主要对密度、温度、pH、液位等进行在线检测，进行模糊控制，但对关键性的化学组分检测，主要还是采用离线检测，如液相、气相、TLC等，正是由于生产过程中缺乏有效的在线检测手段，生产现场大多只能根据经验判断和操作，成为了中药生产过程中的质量控制盲点。

        近红外在线检测技术，满足了对中药生产过程复杂物质体系的在线检测需求，满足了在中药生产过程中的质量实时控管要求，在丹红、生脉、痰热清、银杏等十几个大品种成功应用的示范作用下，近五年在中药生产应用中日趋广泛，其主要特点如下：

• 快速、无损、绿色，可在一分钟内完成检测，重现性好，准确可靠；
• 多通道同步检测，一台主机可以同时对多个采样点进行检测；
• 同步分析样品中的多种化学成分含量；
• 实时反映各种化学成分的变化趋势；
• 与DCS联动，实现过程质量控制与生产自动化的自控体系；

近红外在线检测在中药提取中的应用案例如下：

        大远根据项目需要，配备具有药厂工作经历和相关验证资质的验证工程师，密切配合项目组的安排，进行项目中信息化管理平台的验证和相关文件的编写，确保信息化管理平台符合GAMP5、新版GMP规范以及药品数据管理规范等要求，协助客户按计划顺利通过GMP验证。

         验证的方法包括以下：

Ø  GAMP 5 指南将作为验证生命周期方法的基础

Ø  基于风险的验证方法将用于整个项目实施周期

Ø  说明、测试及确认阶段将基于GAMP5 V 模式

Ø  对照功能需求规范进行设计确认DQ测试

Ø  对照设计规范进行安装确认IQ 测试

Ø  对照设计规范和功能需求规范进行运行确认OQ 测试

生命周期验证 V模型