制药企业生产自动化与信息化

浙大渊源创新致远问题您想做NO.1还是NO.101？自动化和信息化意义何在？自动化和信息化如何规划实施？您的企业处于工业4.0哪个阶段？您的企业目前生产存在哪些问题？CollegeofPharmaceuticalSciences目录制药自动化与信息化概述制药生产自控方案制药生产信息化方案企业概况及业绩案例应用背景-政策导向手工-机械化电气化自动化与信息化生产智能化工业4.0构架一个网络物理信息系统CPS整合资源、信息、人智能关联两大主题智慧工厂（MES）智能生产三项集成横向集成纵向集成端与端集成工业4.0在制药企业信息化体现工业3.0自动化信息化工业4.0智能化提取制剂生产自动化控制DCS系统集成管理SCADA批生产报表管理系统电子批记录管理系统远程终端管理生产制造执行MES基于GMP生产信息管理系统TPCMS数据挖掘分析系统PKS。。。。。。制药企业生产管理系统整体架构图最终目标：以MES为生产管理核心，以生产自控系统为基础，实现制药企业生产车间工业化、信息化、网络化、数字化、智能化。信息化管理网络构架与系统集成目前制药企业自动化信息化进展多数制药企业处于工业2.0阶段新建厂房普遍进入工业3.0工业4.0是制药企业发展的趋势11中药行业生产信息化存在的问题有助于提高药品质量稳定均一A、减少人为差错，提高产品质量可控性B、控制参数稳定，提高产品批次均一性有助于新版GMP法规的融合A、“保证产品生产、质量控制和质量保证等活动可以追溯”B、“CAPA纠正和预防措施的制定进而实现生产工艺的持续改进性”有助于提高生产效率和节省人力成本A、缩短生产周期，降低生产能耗B、全程自动控制，降低人力成本实施提取自动化信息化的必要性新版GMP第十条规定：生产工艺制定后，需证明可持续稳定的生产出符合要求的产品。本自动化方案：严格按照各个品种生产工艺设计，每个单元的工艺参数编制在系统程序中，自控系统实施完成，在最终调试成功后，每批药都严格按照设定程序执行，大大减少了人工操作时的不稳定性，满足新版GMP对药品可持续稳定生产要求。新版GMP第七十四条规定：生产设备不能污染药品本身，易清洗本自动化方案：与药液接触的检测仪表均采用易清洗设备，满足清洁要求，如：液位计采用膜片式的静压液位计，电容液位计都是极易清洗的设备，本身不会造成药液污染。新版GMP第七十五条规定：生产设备需配备适当量程和精度的仪表本自动化方案：生产设备上都配备满足精度要求的远传智能仪表，比传统就地检测仪表精度高，稳定性和重复性好，且智能仪表能远传测量信号给控制系统，作为永久保存的数据。新版GMP第九十一条规定：检测仪表需校准，测量数据准确可靠本自动化方案：达到现场的所有仪表均进行校准，出具校准记录，智能仪表经一次校准后，测量重复性好，测量数据准确稳定。校准有效期长，减少校准次数的同时，满总GMP要求。新版GMP第九十八条规定：纯化水、注射水管道避免盲管、死角本自动化方案：所有纯化水、注射水管道阀门均采用隔膜阀，安装满足清洗3D要求，有效避免盲管、死角问题，满足GMP要求。实现提取自动化有助于新版GMP法规的融合实现提取自动化有助于提高药品质量可控性质量风险管理工艺质量风险评估表（前瞻）序号工艺步骤风险评估1（采取措施前）可能发生的偏差偏差对质量的影响严重性现有的控制措施工艺工段工艺参数/操作07双效浓缩一效温度温度偏低影响蒸发速率高调整蒸汽阀门开度和真空度08二效温度温度偏低影响蒸发速率高调整蒸汽阀门开度和真空度09一效真空压力偏低影响蒸发速率及稳定性高降低调节阀开度10二效真空压力偏低影响蒸发速率及稳定性高降低调节阀开度11浓缩流量浓缩进/出液量偏大批次稳定性中根据提取液储罐液位对照复核12浓缩密度密度低影响蒸发速率高体积参照提高生产效率和节省人力成本提取车间自动化实施后人员定员计划表（单班）岗位工作内容人数车间管理生产协调,生产文件整理归档1中央控制室生产操作,循环水系统,空压系统,真空系统管理2投料岗位投料,操作投料按钮,填写投料记录1提取岗位记录提取生产记录,提取岗位巡检1浓缩岗位浓缩岗位,记录浓缩生产记录,浓缩岗位巡检1醇沉岗位醇沉罐出渣;醇沉记录,醇沉岗位巡检1酒精精馏岗位酒精精馏操作记录,精馏岗位巡检合计:7提取浓缩设备蒸汽耗量对比（实施自动化前后）提取车间生产安全评估表序号评估项风险等级H\M\L风险描述风险处理1提取夹套压力高H设备安全\蒸汽泄露自控压力检测控制、报警2提取罐内压高H捕沫或冷凝器堵塞蒸汽泄露自控压力检测控制、报警停止加热压力恢复常压后清理堵塞部位3提取罐底盖门锁关闭到位位置H加提取溶剂后泄露溶剂损失采用位置开关检测检测罐盖异常松动4提取起泡跑料H加热量过大物料损失设置物位检测开关联动控制加热蒸汽阀5浓缩器夹套压力H设备安全\蒸汽泄露自控压力检测控制、报警6浓缩器内压高H真空阀未打开真空系统故障自控压力检测控制、报警7浓缩起泡跑料H蒸汽压压降过快真空度大于沸点物料损失加大蒸汽供给或开启放空阀短暂破真空8泵空转H机械密封因空转损毁空管及时停机首要目标（质量、合规）：质量稳定均一合规化生产主要目标（自动、追溯、智能）：自动操作代替人工操作提高生产效率安全生产节能减排生产数据可追溯优化生产控制附加目标（展示）：提升企业信息化水平，提高参观效果自动化信息化目标一期：实现自动化信息化基础平台（自动）1、实现提取自动化控制2、实现制剂自动化控制二期：实现信息化管理平台（追溯、展示）1、实现全厂SCADA系统集成管理（提取、制剂、公用、能源、其他）2、实现电子批记录/批生产报表/电子签名管理系统3、实现远程终端管理三期：实现智能化生产管理（合规、智能）1、实现生产制造执行MES2、实现基于GMP生产管理系统TPCMS3、实现数据挖掘分析系统PKS自动化信息化分期实施方案规划CollegeofPharmaceuticalSciences目录制药自动化与信息化概述制药生产自控方案技术方案验证服务制药生产信息化方案企业概况及业绩案例技术设计内容各接口部门对接工艺理解及合理化建议带控制点工艺流程图CAD带控制设备平面布局图CAD控制设备选型设计控制系统硬件及网络结构多功能提取罐、渗漉罐双效浓缩器、球型浓缩器单效浓缩器、醇沉罐酒精回收塔及酒精调配罐组织机构安全文明施工成品质量保证措施施工主要内容及工期目标相关专业对接及仪表阀门、线缆桥架安装关键质量属性、关键控制点工艺单元模块化设计人工干预、人机交互苏州浙远中药提取自动化技术方案内容自动化控制系统结构图提取工序自控包括：提取信息管理：品名、批号、药材、投料量开机安全自检（公用系统、罐盖罐底、阀门）按钮、指示灯（投料、双联过滤器切换、出渣三组）投料控制（现场LED核对，物料管理）溶媒选择、计量与控制（饮用水/回收凝水）浸泡时间控制（温度、时间）提取温度控制(取源点\均匀性\升温曲线\分段加热、调节阀)微沸状态强制外循环控制(间歇\连续\强制\判堵)提取终点判断及控制（时间、温度）挥发油收集控制出液控制(出液终点判断\出液量计量、缓冲罐)堵塞判断及反冲控制（罐底/双联过滤器）自动出渣安全控制清洗排污控制储罐控制实现一次投料多次提取的生产流程自动控制快速稳定的升温过程及稳定的提取温度控制，确保过程稳定性，提高提取收率和批次稳定性提取模块自动控制方案—水提生产线双效浓缩过程主要包括进料、浓缩、出料及冷凝液排放等四部分品名、批次管理药液进料控制（进液阀门、液位计）温度控制（加热器、一、二效）真空度控制蒸发室液位控制消泡控制受液器自动排液控制倒料控制分批加热、合并浓缩浓缩终点判断（高低密度）出液控制冷却水控制（温度压力开关）凝水回收控制清洗排污控制安全连锁控制浓缩液储罐控制、凝水储罐控制双效浓缩模块自动控制方案—水提生产线自动进液控制（药液、乙醇）加药液控制（电磁流量计）加乙醇控制（流速、浓度终点）搅拌控制醇沉温度控制(联动冷冻水系统)冷沉静置时间控制醇沉终点报警提示（计时±30S）上清液出液控制蒸渣控制（直通蒸汽、冷凝器冷却水控制）沉淀出料控制（出料终点检测）沉淀离心控制清洗排污安全连锁控制上清液储罐（真空进料、液位、清洗排污）醇沉自动控制方案酒精调配自动控制方案稀、浓、新鲜乙醇、纯化水进液控制进液流量计量进液阀、出液阀控制罐内液位检测自动调配终点判断（酒精浓度温度补偿）循环混合控制乙醇输送泵控制安全连锁保护20002500300035004000450050005500600065008008208408608809009209409609801000清液密度kg/m3加醇体积/mly=1041.8302-3.2884xR2=0.9806提取：投料顺序连锁、开机罐门罐底检测、夹套压力、罐内压力、出液阀位反馈连锁、排渣门安全保护浓缩：真空连锁、液位反馈、夹套压力、出液阀位反馈连锁醇沉：蒸渣压力连锁、真空保护、沉淀排放检测、出液阀位反馈连锁酒精精馏：液位连锁、塔内压力保护、夹套压力连锁、不凝气体排放报警各工段自控安全连锁设计设备自带单机自控系统的通讯集成及公用系统监控序号设备描述仪表类型数量备注1出渣联动控制通讯接口1套通讯联动数据集成2干燥设备通讯接口1套3膜浓缩、MVR等通讯接口1套公用系统压力监测：蒸汽母管压力，压缩空气母管压力，饮用水母管压力、循环水母管压力、真空系统真空度监测及异常情况报警控制；公用系统温度监测：蒸汽母管温度、循环水、饮用水母管温度监测及异常情况报警控制。真空系统联动控制：控制真空泵并监测各自真空缓冲罐真空度，进行异常情况报警控制。优化建议1：投料顺序、种类管理，LED显示核对，MES物料管理模块优化建议2：提取蒸汽调节阀位置优化建议3：提取出液缓冲罐优化建议4：分次浓缩，减少受热时间。回收酒精分级排放优化建议5：单效浓缩密度计选型（密度1.35）优化建议6：CIP清洗分线控制，多支线同时清洗；避免清洗盲管安装死角优化建议7：控制系统与企业ERP系统对接响应URS基础上的自控优化设计中控室布置图中控室布置图及效果图CollegeofPharmaceuticalSciences目录制药生产自控方案技术方案验证服务制药生产信息化方案企业概况2010版GMP药品生产质量管理规范欧盟GMP（附录11）ISPE(国际制药工程学会)GAMP5(生产自动化管理规范)CSV(计算机化系统验证)文件及计算机验证-法规和国际标准【目的】确保计算机化系统能满足2个符合和3个最终目标（GAMP5）2个符合：符合GMP法规；符合预定用途3个最终目的:保证患者安全；保证产品质量；保证数据完整（指关键记录、数据、决策、其它影响产品质量的物理属性等)计算机化系统验证的目的和范围【范围】计算机系统（控制系统）包括硬件、软件和其它固件受控功能和过程：包括操作规程、人员和设备运行环境:其它联网或独立计算机化系统、其它系统、媒介、人员、设备和规程【分类】基础软件、不可配置软件、可配置软件、商用成品软件、定制软件工程实施质量保证体系文件及验证服务-计算机系统验证序号计算机系统(PLC)验证文件名称1需求定义（URS）2风险分析报告3系统设计确认文件（DQ）4安装确认文件（IQ）5运行确认文件（OQ）6性能确认文件（PQ）7PLC控制系统操作指导文件URS关键属性CPPs、关键控制点风险分析验证CVSDQ、IQ、OQ、PQ偏差分析风险识别风险评估报告系统回顾分析FAT、SAT基于风险管理验证流程已通过2010版GMP计算机认证项目业绩表序号企业名称项目名称品种新版认证通过时间1菏泽步长制药有限公司中药车间自动化控制工程多品种2012年5月2天津红日药业股份有限公司“血必净注射液”数字化提取二期注射剂2012年12月3广州香雪制药股份有限公司中