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    制藥行業(yè)自動化和信息化的重要性和必要性最關(guān)鍵是建立在兩點之上：一是從醫(yī)藥行業(yè)本身層面來說，自動化和信息化是確保藥品質(zhì)量必要手段；二是從整個國家層面來說，自動化和信息化是落實國家“信息化與工業(yè)化融合”政策戰(zhàn)略的必經(jīng)之路。
 

上海醫(yī)藥工業(yè)研究院   湯繼亮

    1　制藥行業(yè)自動化和信息化的重要性和必要性

    對于在制藥行業(yè)，“自動化和信息化的必要性和重要性究竟是什么？”的問題，是一個長期困惑著許多業(yè)內(nèi)外人士的問題，其中包括企業(yè)的決策層和專業(yè)技術(shù)人員。

    由于制藥行業(yè)的特殊性，許多企業(yè)的決策層認為：制藥生產(chǎn)本來就是適用傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式，人力資源便宜，沒有什么可值得花費投資搞自動化和信息化的。部分企業(yè)質(zhì)量和生產(chǎn)管理人員，甚至有相當一部分GMP專家則簡單地認為：自動化不但增加企業(yè)的投資，而且增加額外的驗證麻煩和費用，為了應付驗證，自動化的內(nèi)容越少越好。行業(yè)內(nèi)的自動化和信息化專業(yè)人員對自動化和信息化的認識也往往局限在自動化和信息化技術(shù)本身以及傳統(tǒng)意義上的應用，很少有人感悟到自動化和信息化在制藥行業(yè)的真正價值和廣泛應用空間。

    但是，對于制藥行業(yè)來說，它的最終產(chǎn)品是“藥品”，而藥品的質(zhì)量則是關(guān)系民生、健康、安全和社會穩(wěn)定的頭等大事，因而無論國內(nèi)或國外，都把確保藥品的質(zhì)量作為頭等重要的大事。我國目前各級藥監(jiān)部門的重要使命就是全面而嚴格地監(jiān)控和確保我國藥品各個環(huán)節(jié)的質(zhì)量和安全。我相信還沒有一個行業(yè)像醫(yī)藥行業(yè)那樣，把質(zhì)量放到如此重要的地位。因此，實際上藥品的質(zhì)量就是制藥企業(yè)的生命線，醫(yī)藥行業(yè)自動化和信息化的重要性和必要性，很大程度上就是從這點出發(fā)的。

    隨著我國加入WTO，我國醫(yī)藥行業(yè)面臨著生產(chǎn)和管理方式必須逐步與國際接軌，產(chǎn)品必須逐步走向更廣闊的國際市場的形勢。面對全球經(jīng)濟一體化進程的加快，國際市場的激烈競爭和對藥品生產(chǎn)質(zhì)量越來越高的要求，使許多企業(yè)管理者越來越感到我國醫(yī)藥行業(yè)的生產(chǎn)方式、質(zhì)量控制手段、企業(yè)管理模式和自動化生產(chǎn)與信息化管理水平與國際先進水平有一定的差距。特別是近年來，我國部分醫(yī)藥生產(chǎn)企業(yè)由于缺乏嚴格、有效的自動化和信息化控制和管理手段與機制，因而頻頻發(fā)生重大的藥品生產(chǎn)質(zhì)量事件，這些觸目驚心的事件更使我國制藥行業(yè)的監(jiān)管部門和生產(chǎn)企業(yè)越來越意識到自動化和信息化已是實現(xiàn)我國制藥工業(yè)現(xiàn)代化的必由之路；同時也使我國各級藥品質(zhì)量監(jiān)督部門越來越意識到充分發(fā)揮自動化和信息化在規(guī)范、約束甚至取代人的行為方面的作用，才是提升藥品質(zhì)量監(jiān)控力度必不可少的有效手段。

    另外，自從黨中央十六大、十七大相繼提出“信息化帶動工業(yè)化，工業(yè)化促進信化，走中國特色新型工業(yè)化道路”和“大力推進信息化與工業(yè)化深度融合”的重大戰(zhàn)略決策以來，我國的各個行業(yè)都面臨著一個“經(jīng)濟發(fā)展方式轉(zhuǎn)變和工業(yè)轉(zhuǎn)型升級”的偉大歷史任務；尤其是對于我國醫(yī)藥工業(yè)，更有一個通過“兩化深度融合”使現(xiàn)有的生產(chǎn)方式和管理方式從傳統(tǒng)的勞動力密集型向自動化、信息化和智能化方向轉(zhuǎn)型升級的迫切任務。

    由此可見：制藥行業(yè)自動化和信息化的重要性和必要性最關(guān)鍵是建立在兩點之上：一是從醫(yī)藥行業(yè)本身層面來說，自動化和信息化是確保藥品質(zhì)量必要手段；二是從整個國家層面來說，自動化和信息化是落實國家“信息化與工業(yè)化融合”政策戰(zhàn)略的必經(jīng)之路。

    2　制藥行業(yè)自動化和信息化的特點、現(xiàn)狀和需求

    對于制藥行業(yè)自動化和信息化的特點、現(xiàn)狀和需求問題，目前許多業(yè)內(nèi)業(yè)外人士都沒有清楚的認識。特別是自動化，直到目前為止，在我國自動化的學術(shù)和應用領(lǐng)域，一談自動化，人們首先想到是石油、化工、冶金等領(lǐng)域，很少涉及醫(yī)藥領(lǐng)域。在有關(guān)自動化的專業(yè)會議上，也很少聽到有關(guān)制藥工業(yè)自動化的論題。實際上，這一方面是反映了目前我國制藥行業(yè)在自動化總體水平上還相對落后的現(xiàn)狀，同時也反映了許多人對制藥工業(yè)自動化的特點和需求確乏了解，甚至還普遍存在某些錯覺。

    制藥工業(yè)在我國是一個傳統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)。由于行業(yè)的特殊性，相對于其他行業(yè)來說，長期以來總體上存在著“一小”（企業(yè)規(guī)模?。?、“二多”（企業(yè)數(shù)量多、產(chǎn)品數(shù)量多）和“三低”（產(chǎn)品技術(shù)水平低、新藥研發(fā)力量低，管理水平低）的現(xiàn)象，這就使制藥行業(yè)在生產(chǎn)、經(jīng)營和管理等方面的自動化與信息化水平都處在相對比較落后的狀態(tài)。

    其實，制藥工業(yè)作為一種流程化的制造加工業(yè), 它的自動化內(nèi)容和方式，與石油化工等行業(yè)相比，有許多共性的地方，也存在很多獨特的差異性；同時從某種角度上講，其自動化的需求和內(nèi)容，可能比石油、化工和冶金等領(lǐng)域更豐富和更復雜。

    制藥行業(yè)自動化具有如下特點和需求：

目前我國制藥工業(yè)主要分為原料藥生產(chǎn)和制劑生產(chǎn)，原料藥和制劑又主要包括化學制藥、生物制藥和中藥等類型。不同的制藥類型，其自動化的形式不盡相同，尤其是原料藥和制劑，其自動化的方式幾乎完全不同。原料藥的生產(chǎn)與石油化工相比，雖然具有小規(guī)模、單元化、批量化和間歇性的特點，但是生產(chǎn)方式基本還是可以實現(xiàn)管道化和連續(xù)化，它的自動化方式也基本上是采用過程自動化PA（Process Automation）形式為主；而制劑藥的生產(chǎn)基本上都是單機組或多機組流水線的加工形式來實現(xiàn)的，機組之間的生產(chǎn)過程基本上是斷離的，它的自動化方式是典型的設備自動化形式，或者說是離散型工廠自動化FA（Factory Automat）形式。

    在制藥行業(yè)原料藥的生產(chǎn)單元設備和過程中，有些環(huán)節(jié)與化工生產(chǎn)類似（尤其是化學制藥），而有些則不完全相同。石油化工領(lǐng)域所涉及到的控制理論、內(nèi)容和方法策略在制藥領(lǐng)域內(nèi)大都適用，而制藥工業(yè)中的某些自動化問題在石油化工領(lǐng)域卻常常很少碰到，例如涉及微生物生長和代謝的發(fā)酵過程的自動化問題；中藥提取、濃縮、醇沉、滲漉等過程的自動化問題等。

    作為藥品最后形成階段的制劑生產(chǎn)，它大部分是采用高度機電一體化的單機組或多機組流水線的生產(chǎn)形式。在這些機組設備中，許多先進的自動化技術(shù)和手段（包括各種光、機、電、磁、氣等傳感技術(shù)、測試技術(shù)、傳動技術(shù)、運動控制技術(shù)、分析技術(shù)，PLC、PAC、單片機、嵌入式技術(shù)、總線技術(shù)等）都已得到廣泛的應用。在制藥領(lǐng)域，雖然對高溫、高壓等方面沒有像石油化工領(lǐng)域那么普遍的要求，但防火防爆要求也同樣存在，而且在無菌、凈化、滅菌、清洗等方面有著極其嚴格的規(guī)范要求。另外，對成分和質(zhì)量的實時檢測與分析、對微量的實時稱重和異物的在線檢測以及防偽識別等技術(shù)都有著極為迫切的需求。

    由于制藥生產(chǎn)過程與石油、化工等生產(chǎn)過程的大規(guī)模、連續(xù)化、管道化的生產(chǎn)方式不同，其基本上都是采用小規(guī)模、單元化、批量化和間歇式的生產(chǎn)方式。目前在我國，自動化控制系統(tǒng)的應用大部分還局限在原料藥生產(chǎn)的某些局部單元和輔助系統(tǒng)上，如抗生素發(fā)酵，中藥提取、濃縮和分離，化學制藥的反應、提取和分離，在線消毒和清洗，鍋爐等。在我國制劑生產(chǎn)中，雖然制劑設備本身的自動化內(nèi)容極其豐富，但它們的自動化應用大多數(shù)還是由國內(nèi)外設備供應商來完成的。相當一部分制劑設備（尤其是國產(chǎn)設備）還不具備完整的網(wǎng)絡通訊功能，生產(chǎn)過程中的原輔料、中間品、半成品到最后成品的物流轉(zhuǎn)運和投放大多還是人工完成，整個制劑生產(chǎn)過程都是斷離的，部分質(zhì)量和計量控制點還缺乏合適的在線監(jiān)控手段；所有的質(zhì)量管理系統(tǒng)大部分也還是離線和非實時；制劑車間的自動化設計大多局限在空調(diào)凈化（HAVC）、醫(yī)藥用水、在線清洗/滅菌（CIP/SIP）和易燃火災報警聯(lián)鎖等輔助系統(tǒng)的設計上，自動化系統(tǒng)沒有得到很好的整合，基本上是處在一個個自動化孤島狀態(tài)。

    雖然目前在國內(nèi)制藥生產(chǎn)中常見到是一些獨立的和單元化的PID控制或程序控制模式，但實際上它們并不代表醫(yī)藥行業(yè)真正希望的理想控制模式，真正理想合理的控制模式應該是按照GMP管理規(guī)范的要求，采用自動化和信息化相結(jié)合的手段，盡可能在最大范圍內(nèi)，規(guī)范、約束和取代人的行為和操作，實現(xiàn)生產(chǎn)全過程自動化的批控制（Batch Control）和批管理。應該講，目前我國大部分制藥企業(yè)還沒有真正實現(xiàn)這樣的模式，我們現(xiàn)在正在有關(guān)項目中進行這方面的探索工作。 特別是在我國制藥生產(chǎn)過程中，很多藥物的物性內(nèi)容和質(zhì)量指標至今還暫時難以用合適的手段和嚴格的數(shù)量標準進行在線檢測（尤其是中藥），有些生產(chǎn)單元和過程的控制對象特性、檢測方法和控制方案，還有待進一步研究和探索；因此，目前制藥工業(yè)要在原有的工藝和設備的條件上，完全實現(xiàn)高度自動化，確實還存在一些特定的難度。

    另外，我國目前還是一個發(fā)展中的國家，我國大多數(shù)制藥企業(yè)的經(jīng)濟實力還比較單薄，對自動化的需求和觀念相對比較淡?。恍∫?guī)模、單元化、批量化和間歇式的生產(chǎn)模式又使自動化和工藝設備的投資比明顯比石油化工等行業(yè)高得多，所以在我國人力資源比較便宜的條件下，推動醫(yī)藥生產(chǎn)自動化的工作仍有不少阻力，再加上醫(yī)藥生產(chǎn)自動化還有許多關(guān)鍵的難點有待突破，因此我國醫(yī)藥行業(yè)的自動化建設還有個培育和發(fā)展的過程，不能簡單地照搬國外或其它行業(yè)的模式，必須結(jié)合我國制藥行業(yè)的實際情況，多做一些“要馬兒好，又要馬兒少吃草”的努力，同時，還要提高目前我國制藥工業(yè)自動化工程在規(guī)劃、設計和實施方面的水平和質(zhì)量，使我國制藥工業(yè)自動化項目真正達到可靠、實用、技術(shù)經(jīng)濟合理和先進的效果。

    在信息化方面，雖然我國不少制藥企業(yè)在企業(yè)管理方面有了一定范圍的應用，但這些應用大部分還局限在傳統(tǒng)的企業(yè)上層的財務管理、供銷存管理、生產(chǎn)計劃管理、客戶和商務管理以及辦公自動化等的水平和模式，信息化并沒有真正深度融合到產(chǎn)品（藥品和設備）優(yōu)化設計、產(chǎn)品（藥品和設備）生產(chǎn)加工過程的控制和管理、產(chǎn)品質(zhì)量的控制和管理、設備和能源的優(yōu)化管理以及工業(yè)環(huán)境改進等工業(yè)過程之中。企業(yè)的信息化和自動化大部分是互相分離的，因而遠沒有實現(xiàn)真正的“信息化與工業(yè)化的深度融合”，沒有實現(xiàn)“兩化融合”所要求的“生產(chǎn)過程的實時監(jiān)測、故障診斷、質(zhì)量控制和調(diào)度優(yōu)化，深化生產(chǎn)制造與運營管理、采購銷售等核心業(yè)務系統(tǒng)的綜合集成”。因而制藥行業(yè)“信息化與工業(yè)化的深度融合”的道路依然漫長和艱巨。
 

    3　制藥行業(yè)自動化和信息化的有關(guān)政策和規(guī)范問題

    國家政策是制藥行業(yè)自動化和信息化建設的方向，醫(yī)藥行業(yè)的質(zhì)量法規(guī)是制藥行業(yè)自動化和信息化建設必須遵循的合規(guī)性要求。

    （1） 國家政策和規(guī)劃要求方面，除了國務院2012年1月頒發(fā)的《國家藥品安全規(guī)劃(2011—2015年)》之外， 國家四部一委（工業(yè)和信息化部、科學技術(shù)部、財政部、商務部、國有資產(chǎn)監(jiān)督管理委員會）2011年3月正式公布了《關(guān)于加快推進信息化與工業(yè)化深度融合的若干意見(2011年)》政策文件，對我國實現(xiàn)信息化與工業(yè)化的“兩化融合”的目的、指導思想、基本原則、發(fā)展目標、主要任務和主要措施都作了非常系統(tǒng)和明確的闡述和規(guī)定。這個文件不但是國家對于我國所有工業(yè)領(lǐng)域信息化發(fā)展的方向性既定政策，同時也是我們醫(yī)藥行業(yè)信息化和自動化工作的方向和依據(jù)。

    在此基礎(chǔ)上，中國化學制藥協(xié)會2012年在國家工信部的指導下，結(jié)合我國制藥行業(yè)的具體情況，組織制訂了相應的《化學制藥行業(yè)“兩化融合”評估指標體系》。這個評估指標和要求不僅對醫(yī)藥行業(yè)“兩化深度融合”評審提供了標準依據(jù)，而且實際上也向制藥企業(yè)自動化、信息化以及兩化融合工作提出了非常全面、細致和具體的內(nèi)容和要求。

    另外， 國家工信部2 0 1 2 年1 月正式頒布了《醫(yī)藥工業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》，其中對我國醫(yī)藥工業(yè)的信息化和自動化提出了非常明確和具體的要求。如在《醫(yī)藥工業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》十項“主要任務”的第九項任務 “提高醫(yī)藥工業(yè)信息化水平”中明確提出“加強信息技術(shù)在新產(chǎn)品開發(fā)中的應用”、“提高生產(chǎn)過程信息化水平”和“提高企業(yè)管理信息化水平”三項具體要求。在所謂五個“重點領(lǐng)域”技術(shù)中，在“生物技術(shù)藥物”方面明確提出“生產(chǎn)過程質(zhì)量技術(shù)”和在“現(xiàn)代中藥”方面明確提出“生產(chǎn)過程控制技術(shù)”的要求。

    除此之外，國家中醫(yī)藥管理局也就我國中醫(yī)藥的信息化發(fā)展問題，于2012年7月頒發(fā)了專門的《中醫(yī)藥信息化建設“十二五”規(guī)劃》。

    （2）醫(yī)藥質(zhì)量法規(guī)的要求方面，由于制藥行業(yè)對于與藥品質(zhì)量有關(guān)的方方面面有著非常嚴格的質(zhì)量法規(guī)的要求，除了藥品的生產(chǎn)過程必須符合GMP（Good Manufacturing Practice，藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范）之外，我國對藥品（包括中藥材）的研發(fā)、臨床、生產(chǎn)、經(jīng)營和使用都還有包括GLP、GCP、GAP、GSP和GUP等一整套嚴格的質(zhì)量管理規(guī)范。而對所有與藥品質(zhì)量息息相關(guān)的計算機化系統(tǒng)（包括自動化控制系統(tǒng)、信息化系統(tǒng)、儀器、設備以至工程等）也需要符合國際藥物工程協(xié)會（ISPE）的GAMP （GoodAutomation Manufactory Practice，良好自動化生產(chǎn)實踐指南）和美國FDA的21CRF Part11（電子記錄和電子簽名）等規(guī)范的要求。而所有這些規(guī)范，其實質(zhì)性的作用就是要確保藥品從研發(fā)、臨床、生產(chǎn)、經(jīng)營、流通到使用等的整個生命周期的各個階段和各個方面，其質(zhì)量因素是真實可靠的、可控和可追溯的。

    為了保證這些計算機化系統(tǒng)（包括硬件、軟件、文檔和相關(guān)設備）的合規(guī)性（包括系統(tǒng)的可靠性、質(zhì)量的可控性、數(shù)據(jù)的真實完整性和可追溯性），如何按照GAMP及其它相關(guān)規(guī)范的要求，嚴格而合理的計算機化系統(tǒng)驗證CSV（Computerize SystemValidation），就成為制藥行業(yè)自動化與信息化系統(tǒng)與工程重要的合規(guī)性內(nèi)容。為此，國家食品藥品監(jiān)督管理總局于2014年6月17日也再次發(fā)布了《藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范（2010年版）》的附錄《計算機化系統(tǒng)》（征求意見稿），從而為我國制藥行業(yè)落實計算機化系統(tǒng)驗證工作提供了正式的法規(guī)依據(jù)。

    4　制藥行業(yè)自動化和信息化建設的方向問題

    根據(jù)《醫(yī)藥工業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》、國家的“兩化融合”政策以及中國化學制藥行業(yè)協(xié)會制訂的《化學制藥行業(yè)“兩化融合”評估指標體系》的指標要求，制藥行業(yè)自動化和信息化建設的重點方向包括以下5個方面：

    （1）研發(fā)體系：建立基于信息化集成的研發(fā)體系或平臺，提升藥物研發(fā)水平和速度。

    其中主要包括：計算機輔助設計開發(fā)、PAT（過程分析技術(shù)）和QBD（質(zhì)量源于設計）的應用；實現(xiàn)藥品研發(fā)系統(tǒng)（實驗室系統(tǒng)LIMS、中間實驗放大系統(tǒng)）與生產(chǎn)過程的自動化控制和管理系統(tǒng)、藥品質(zhì)量管理系統(tǒng)的綜合集成。

    （2）生產(chǎn)體系：推動生產(chǎn)過程自動化與生產(chǎn)經(jīng)營管理信息化的綜合集成，建立管控一體化的現(xiàn)代生產(chǎn)體系。主要包括：

    • 提高原料藥生產(chǎn)的自動化化水平，探索實現(xiàn)原料藥生產(chǎn)全過程的自動化批控制(Batch Control)模式，為實現(xiàn)真正的原料藥生產(chǎn)的MES系統(tǒng)打好基礎(chǔ)。

    • 優(yōu)先建立制劑藥生產(chǎn)全過程在線、實時質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)，采用信息化和自動化相結(jié)合手段，消除制劑藥生產(chǎn)的信息化孤島，最大限度約束、規(guī)范和取代人的行為，提升制劑藥生產(chǎn)的GMP執(zhí)行力度，確保藥品質(zhì)量。

    • 克服目前制藥設備的封閉性，改進自動化制藥設備開放性與合規(guī)性，開放制劑生產(chǎn)設備對藥品關(guān)鍵質(zhì)量數(shù)據(jù)和重要生產(chǎn)工藝數(shù)據(jù)的輸出，提供外部系統(tǒng)制藥生產(chǎn)設備統(tǒng)一協(xié)調(diào)的干預功能，為實現(xiàn)制劑藥生產(chǎn)真正的自動化批控制和MES系統(tǒng)創(chuàng)造條件。

    • 在實現(xiàn)和完善原料藥和制劑藥生產(chǎn)全過程自動化的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)與企業(yè)的生產(chǎn)、質(zhì)量和經(jīng)營管理系統(tǒng)的信息化綜合集成，推動生產(chǎn)過程自動化系統(tǒng)(FCS)與生產(chǎn)經(jīng)營管理(ERP)的信息化綜合集成，建立真正和完整的制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)和綜合自動化系統(tǒng)(IACS)，實現(xiàn)真正管控一體化集成的現(xiàn)代生產(chǎn)體系。

    （3）經(jīng)營管理體系：推動企業(yè)各業(yè)務系統(tǒng)的信息化綜合集成，建立現(xiàn)代化的經(jīng)營管理體系。

    主要包括：完善各業(yè)務系統(tǒng)單項信息化應用（生產(chǎn)、計劃、質(zhì)量、設備、營銷、供應鏈、財務、人力資源、安全等）；實現(xiàn)企業(yè)核心業(yè)務（產(chǎn)、供、銷）綜合集成；實現(xiàn)企業(yè)各業(yè)務系統(tǒng)（ERP、FCM、SCM、CRMEBS）的綜合集成，建立現(xiàn)代化的經(jīng)營管理體系。