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    孫旨義（1965－）

    男，河北正定縣人，高級工程師，1986年畢業(yè)于河北工業(yè)大學(xué)精密儀器專業(yè),長期從事醫(yī)藥行業(yè)基礎(chǔ)自動(dòng)化、控制系統(tǒng)、先進(jìn)控制系統(tǒng)應(yīng)用、工廠綜合自動(dòng)化集成、BATCH柔性化生產(chǎn)管理系統(tǒng)應(yīng)用等工作，現(xiàn)為華北制藥集團(tuán)倍達(dá)有限公司計(jì)控室主任。主持倍達(dá)有限公司ERP 應(yīng)用開發(fā)、MES系統(tǒng)的應(yīng)用與開發(fā)等河北省重點(diǎn)信息化建設(shè)項(xiàng)目。先后獲得省部級科學(xué)技術(shù)進(jìn)步二、三等獎(jiǎng)多項(xiàng)，市集團(tuán)級科學(xué)技術(shù)進(jìn)步一、二、三等獎(jiǎng)18項(xiàng)之多，并獲得省新世紀(jì)“三三三人才工程”人選。

摘要：本文論述了制藥行業(yè)自動(dòng)化信息技術(shù)的新應(yīng)用，探討了制藥行業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)及應(yīng)用發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：先進(jìn)控制系統(tǒng)；制藥行業(yè)；柔性制造系統(tǒng)；MES；GMP；系統(tǒng)驗(yàn)證

Abstract: The paper introduces in detail the latest applications of automation and information technology in the pharmacy, and discusses the focus of attention and the development direction in pharmaceutical industry.

Key words: Advanced control system；Pharmacy； Flexible manufacturing system；MES； GMP； System Validation

    隨著中國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和全球化進(jìn)程的加快，中國的制藥企業(yè)，尤其是大型制藥企業(yè)集團(tuán)，更是面臨著前所未有的挑戰(zhàn)。通過現(xiàn)代IT技術(shù)的引入使公司把這些曾經(jīng)分散的業(yè)務(wù)和生產(chǎn)過程合并成為一個(gè)高效、完整的整體。通過公司內(nèi)部局域網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)和先進(jìn)的軟件應(yīng)用，公司管理層能全面控制各車間和處室的業(yè)務(wù)活動(dòng)。

   近年來，在國際上提出流程工業(yè)現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)框架，即ERP（企業(yè)資源規(guī)劃）/MES（生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)）/PCS（過程控制系統(tǒng)）三層結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)結(jié)合了先進(jìn)的工藝制造技術(shù)、現(xiàn)代管理技術(shù)和以先進(jìn)控制為代表的信息技術(shù)，集成了企業(yè)的經(jīng)營管理、生產(chǎn)過程的控制、運(yùn)行與管理等各個(gè)方面，將其作為一個(gè)整體進(jìn)行控制與管理，實(shí)現(xiàn)企業(yè)的優(yōu)化運(yùn)行、優(yōu)化控制與優(yōu)化管理，從而成為提高企業(yè)競爭力的重要技術(shù)手段。目前，制藥工業(yè)正在按照這樣的三層架構(gòu)模式進(jìn)行規(guī)劃，有計(jì)劃、有步驟的實(shí)施信息化建設(shè)。基于流程企業(yè)的ERP/MES/PCS三層結(jié)構(gòu)，以提高企業(yè)競爭力為目標(biāo)，建立企業(yè)“兩個(gè)中心”---生產(chǎn)成本控制中心、生產(chǎn)質(zhì)量控制中心。

    DCS系統(tǒng)已經(jīng)得到了廣泛的推廣與應(yīng)用，相當(dāng)一部分企業(yè)已經(jīng)實(shí)施了ERP系統(tǒng)，MES系統(tǒng)的某些功能模塊已經(jīng)得到應(yīng)用。
 

圖1   AMR三層企業(yè)集成模型

    另外，制藥企業(yè)必須遵循行業(yè)法律法規(guī)，國家食品藥品監(jiān)管局新修訂的《藥品GMP認(rèn)證檢查評定標(biāo)準(zhǔn)》(以下簡稱GMP新《標(biāo)準(zhǔn)》)自2008年1月1日起施行。GMP新《標(biāo)準(zhǔn)》的三大亮點(diǎn)是提高認(rèn)證檢查評定標(biāo)準(zhǔn)、強(qiáng)化軟件管理、強(qiáng)調(diào)與藥品注冊文件要求相匹配，這將進(jìn)一步加強(qiáng)對藥品生產(chǎn)企業(yè)質(zhì)量管理薄弱環(huán)節(jié)的監(jiān)管，確保藥品質(zhì)量。GMP新《標(biāo)準(zhǔn)》圍繞企業(yè)軟件方面的建設(shè)提出要求，將有望推進(jìn)醫(yī)藥行業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整、新產(chǎn)品研發(fā)和企業(yè)核心競爭力的培育，利于促進(jìn)企業(yè)新藥研發(fā)，利于制藥企業(yè)全面提高市場競爭力。
  
    2008年GMP新《標(biāo)準(zhǔn)》成為制藥企業(yè)通向國際市場的通行證，同時(shí)為制藥企業(yè)帶來新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。GMP新《標(biāo)準(zhǔn)》要求制藥企業(yè)生產(chǎn)過程的全程控制，包括起點(diǎn)控制、過程控制、標(biāo)準(zhǔn)控制、系統(tǒng)控制等，在圍繞著配方制定供應(yīng)路線的時(shí)候，需要將每個(gè)GMP控制的信息點(diǎn)融入到管理體制中。貫穿生產(chǎn)全過程的自動(dòng)化控制系統(tǒng)和基于生產(chǎn)制造管理系統(tǒng)的MES系統(tǒng)，可以為GMP控制體系的建立和執(zhí)行提供技術(shù)實(shí)現(xiàn)手段，使GMP從一個(gè)比較被動(dòng)的文件管理規(guī)范，上升為一個(gè)強(qiáng)制執(zhí)行的監(jiān)控體系，使新GMP的管理理念在整個(gè)生產(chǎn)經(jīng)營過程中得到嚴(yán)格執(zhí)行。

    先進(jìn)控制技術(shù)在關(guān)鍵工藝控制單元的應(yīng)用

    在合成生產(chǎn)工藝過程中，生產(chǎn)過程復(fù)雜，工藝較長，由于控制點(diǎn)較多，每步操作都需要有人工干預(yù)控制，同時(shí)，又包含一些復(fù)雜的控制對象如pH值控制等。pH值控制的好壞直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量指標(biāo)如收率、產(chǎn)品晶型等。pH過程本身具有嚴(yán)重的非線性；在中和點(diǎn)的附近具有較高的靈敏度；難于建立準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型；環(huán)境（如溫度、壓力等）的變化以及其他干擾的存在都會(huì)改變pH過程特性；一般要求pH值跟蹤一條預(yù)定的時(shí)變曲線。所有這一些表明常規(guī)的、采用固定結(jié)構(gòu)、單一的控制器或采用變參數(shù)的PID控制，都難以達(dá)到工藝要求，不能滿足pH值控制的要求。因此對合成工藝生產(chǎn)中的pH值采用先進(jìn)控制非常必要。

    先進(jìn)控制是實(shí)現(xiàn)工藝優(yōu)化和工廠綜合自動(dòng)化的基礎(chǔ)。pH控制系統(tǒng)所涉及的生產(chǎn)裝置多、需要控制的工藝參數(shù)多，同時(shí)存在的耦合性強(qiáng)、非線性嚴(yán)重。為此，人工操作的勞動(dòng)強(qiáng)度大、人為影響生產(chǎn)的因素多，導(dǎo)致生產(chǎn)產(chǎn)量不穩(wěn)定、質(zhì)量不穩(wěn)定。盡管已經(jīng)采用計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，但是由于沒有采用先進(jìn)控制技術(shù)和算法，生產(chǎn)控制仍然以人工操作為主，同現(xiàn)代化企業(yè)的要求仍然有較大的差距。為此在現(xiàn)有計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，采用先進(jìn)算法和模態(tài)識(shí)別技術(shù)進(jìn)行pH控制系統(tǒng)的先進(jìn)控制，完成pH過程的自動(dòng)化，具有十分重要的意義。

    ●  生產(chǎn)過程的全面自動(dòng)化，將使工廠可以更加合理的組織生產(chǎn)，達(dá)到提高產(chǎn)量、降低能耗的目的。
    ●  降低勞動(dòng)強(qiáng)度，為實(shí)現(xiàn)減員增效創(chuàng)造條件。
    ●  用計(jì)算機(jī)集成熟練操作工的操作經(jīng)驗(yàn)和過程控制專家的經(jīng)驗(yàn)，并用先進(jìn)算法和模態(tài)識(shí)別技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。這樣，先進(jìn)控制系統(tǒng)將代替有經(jīng)驗(yàn)的熟練操作工來操作生產(chǎn)過程，從而可以達(dá)到穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量，提高產(chǎn)量的目的。
    ●  先進(jìn)控制系統(tǒng)為工藝優(yōu)化提供了一種開放的環(huán)境。此時(shí)，工藝優(yōu)化將把先進(jìn)控制系統(tǒng)作為被控對象，構(gòu)成優(yōu)化閉環(huán)系統(tǒng)。
    ●  全面的自動(dòng)化系統(tǒng)，將使得生產(chǎn)質(zhì)量監(jiān)控成為可能，并以此作為全面工藝優(yōu)化的基礎(chǔ)。
    ●  利用軟測量技術(shù)，借助于其它可測量參數(shù)來自動(dòng)計(jì)算和分析關(guān)鍵的工藝參數(shù)，包括工藝參數(shù)測量、狀態(tài)識(shí)別等，這將大大降低現(xiàn)場設(shè)備費(fèi)用。
    ●  利用先進(jìn)控制技術(shù)，解決多個(gè)工藝參數(shù)之間的協(xié)調(diào)控制、多個(gè)過程之間的協(xié)調(diào)控制，實(shí)現(xiàn)整個(gè)車間的綜合集成控制，為真正實(shí)現(xiàn)智能化工廠的最終目標(biāo)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

    另外，制藥生產(chǎn)工藝中，結(jié)晶工序也是非常重要的關(guān)鍵生產(chǎn)過程，根據(jù)不同階段，準(zhǔn)確控制酸堿加入速度，準(zhǔn)確自動(dòng)尋找最佳出晶點(diǎn)，直接影響產(chǎn)品晶體形狀，會(huì)嚴(yán)重影響到產(chǎn)品質(zhì)量。有些品種應(yīng)用濁度控制能夠有效檢測出晶點(diǎn)，但有些品種使用濁度檢測和基于常規(guī)算法的邏輯控制，不能有效的控制生產(chǎn)過程，需要建立基于先進(jìn)控制算法的規(guī)則控制模型，以滿足工藝過程的需要。

    控制軟件實(shí)現(xiàn)以下功能：

    ●  酸堿儲(chǔ)罐壓力的全程自動(dòng)控制；
    ●  結(jié)晶罐內(nèi)攪拌速度的全程自動(dòng)控制；
    ●  結(jié)晶罐溫度的全程自動(dòng)控制；
    ●  根據(jù)pH的變化規(guī)律自動(dòng)尋找最佳出晶點(diǎn)；
    ●  酸堿加入速度pH全程跟蹤控制。

    具有以下特點(diǎn)：

    ●  智能控制算法的應(yīng)用；
    ●  生產(chǎn)模態(tài)自動(dòng)識(shí)別,操作人員只需扳動(dòng)生產(chǎn)啟動(dòng)開關(guān)就可完成全部操作；
    ●  出晶點(diǎn)軟測量的實(shí)現(xiàn)。

2  柔性化BATCH批控制管理系統(tǒng)的應(yīng)用

    以人工為主操作管理模式向以計(jì)算機(jī)為主的操作管理模式的轉(zhuǎn)變。

     
 

                     圖2   傳統(tǒng)自動(dòng)化控制向生產(chǎn)執(zhí)行管理控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)變

    制藥生產(chǎn)線大部分具有典型的批生產(chǎn)特點(diǎn)，選用BATCH批控制管理系統(tǒng)，能夠大幅提升生產(chǎn)線的生產(chǎn)能力和適應(yīng)快速多變的市場需求。
 
    BATCH批控制管理系統(tǒng)，是符合ISA S88標(biāo)準(zhǔn)的，用戶管理和電子簽名的組件是遵循聯(lián)邦法規(guī)第21章11節(jié)（CFR 21 PART 11）的相關(guān)規(guī)定的，整個(gè)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)多品種的配方管理、配方驗(yàn)證、配方發(fā)布，生產(chǎn)計(jì)劃的管理、驗(yàn)證、發(fā)布、實(shí)施，電子簽名 (Digital Signature)、用戶授權(quán)管理，一直到整個(gè)生產(chǎn)線符合FDA要求的批生產(chǎn)過程的管理與控制，并自動(dòng)產(chǎn)生具有審計(jì)追蹤（Audit Trail）功能的生產(chǎn)批報(bào)表管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)柔性化高效率的多品種生產(chǎn)。具有以下特點(diǎn)：

    （1）機(jī)動(dòng)靈活的引導(dǎo)式操作界面 

    ●  交互式操作過程，運(yùn)行生產(chǎn)中的所有細(xì)節(jié)，相互交錯(cuò)地促進(jìn)操作人員和設(shè)備之間的最佳操作。
    ●  應(yīng)用交互式過程引導(dǎo)方式，可以設(shè)計(jì)出一個(gè)通用的適用多種產(chǎn)品的生產(chǎn)程序，并定義生產(chǎn)過程變化。

    （2）通覽、控制、追蹤生產(chǎn)過程每一細(xì)節(jié)的能力
   
    ●  整個(gè)生產(chǎn)過程的每一步細(xì)節(jié)，生產(chǎn)操作人員與設(shè)備之間的運(yùn)行，通過交互式人機(jī)對話的方式完成，保證生產(chǎn)過程的每一步執(zhí)行情況與標(biāo)準(zhǔn)操作程序保持一致。
    ●  跟蹤及考核：權(quán)威性的批記錄，提供一個(gè)具有可追蹤性，并可分析的基本應(yīng)用報(bào)告，量化了生產(chǎn)中的操作情況， 能夠追蹤到每一步操作，完全體現(xiàn)了GMP/FDA管理理念。

    （3）快速多變的市場需求

    ●  實(shí)現(xiàn)多品種的配方管理、配方驗(yàn)證、配方發(fā)布功能，通過科學(xué)的生產(chǎn)計(jì)劃的管理，實(shí)現(xiàn)柔性化高效率的多品種生產(chǎn)。

    BATCH批控制管理系統(tǒng)，其主要解決在一條以批操作為主，多配方（工藝）、生產(chǎn)不同產(chǎn)品生產(chǎn)線上如何進(jìn)行訂單管理、配方管理、批報(bào)管理等問題以及如何與過程控制系統(tǒng)相聯(lián)共同控制整個(gè)的生產(chǎn)過程，使整個(gè)的生產(chǎn)完全按照既定配方進(jìn)行，減少產(chǎn)品差異率，提高生產(chǎn)效益，以及確保生產(chǎn)線符合GMP等相關(guān)法規(guī)規(guī)定。

3  現(xiàn)場總線技術(shù)的應(yīng)用

    現(xiàn)場總線是特定的現(xiàn)場應(yīng)用技術(shù)與計(jì)算機(jī)通信技術(shù)緊密結(jié)合的產(chǎn)物?，F(xiàn)場總線控制系統(tǒng)與傳統(tǒng)控制系統(tǒng)之間的最本質(zhì)區(qū)別是全數(shù)字通信（代替原來的模擬信號通信）和全分散控制（代替原來的集散控制）?，F(xiàn)場總線有兩個(gè)層次的優(yōu)點(diǎn)。

    （1）表面層次：節(jié)省電纜，從而降低了系統(tǒng)的建設(shè)和運(yùn)行維護(hù)成本；
    （2）深層次：可使現(xiàn)場生產(chǎn)設(shè)備（傳感器、執(zhí)行器、控制器、人機(jī)界面等）實(shí)現(xiàn)了智能化、網(wǎng)絡(luò)化，因此，設(shè)備管理系統(tǒng)可以獲得其工況的實(shí)際數(shù)據(jù)并由此計(jì)算出其實(shí)時(shí)生產(chǎn)能力，這樣就解決了長期困擾我們的自動(dòng)化孤島問題。
 
    現(xiàn)場總線除上述兩個(gè)層次的突出優(yōu)點(diǎn)之外，還具備下列特點(diǎn)：

    （1）分散控制、集中管理的控制方式，符合現(xiàn)代控制理論；
    （2）各分系統(tǒng)間彼此獨(dú)立工作，又互相協(xié)調(diào)，共享資源；
    （3）較高的數(shù)據(jù)更新速度和傳輸速度，提高系統(tǒng)控制的實(shí)時(shí)性；
    （4）無須建立各區(qū)段總線間的層次關(guān)系，方便了系統(tǒng)擴(kuò)展，提供了系統(tǒng)的開放性。

    現(xiàn)場總線有三個(gè)瓶頸問題：

    (1)當(dāng)總線切斷時(shí)，系統(tǒng)有可能產(chǎn)生不可預(yù)知的后果，用戶希望，這時(shí)系統(tǒng)的效能可以降低，但不能崩潰，這一點(diǎn)目前許多現(xiàn)場總線不能保證；

    (2)在本安防爆應(yīng)用中，現(xiàn)有的防爆規(guī)定限制總線的長度和總線上所掛設(shè)備的數(shù)量，這就是限制了現(xiàn)場總線節(jié)省線纜優(yōu)點(diǎn)的發(fā)揮；

    (3)系統(tǒng)組態(tài)參數(shù)過分復(fù)雜，現(xiàn)場總線的組態(tài)參數(shù)很多，不容易掌握，但組態(tài)參數(shù)設(shè)定得好壞，對系統(tǒng)性能影響很大。

    目前，制藥企業(yè)總線智能儀表應(yīng)用還不廣泛，但總線閥島技術(shù)已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，在生物發(fā)酵補(bǔ)料系統(tǒng)、合成制藥生產(chǎn)控制過程中，應(yīng)用大量的氣動(dòng)隔膜閥、氣動(dòng)角座閥、氣動(dòng)球閥等兩位自動(dòng)控制閥，用基于總線技術(shù)的閥島代替?zhèn)鹘y(tǒng)的兩位三通、兩位五通電磁閥取得了明顯的效果，工程布線工作量的減少，故障率的降低，用氣量、耗電量減少等方面的優(yōu)勢，顯示了總線技術(shù)的強(qiáng)大優(yōu)勢。

4  無線通訊技術(shù)

    在工業(yè)控制系統(tǒng)中，應(yīng)用現(xiàn)場總線技術(shù)、以太網(wǎng)技術(shù)等，可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化，提高系統(tǒng)的性能和開放性。有線網(wǎng)絡(luò)高速穩(wěn)定，滿足了大部分場合工業(yè)組網(wǎng)的需要。但是，在有線傳輸受到限制的場合，人們開始利用無線的方式進(jìn)行替代。例如：電子天車吊秤稱重系統(tǒng)；惡劣生產(chǎn)環(huán)境工藝點(diǎn)的監(jiān)控；廠區(qū)偏遠(yuǎn)位置的控制點(diǎn)：深井泵運(yùn)行狀態(tài)、環(huán)保監(jiān)測點(diǎn)、動(dòng)力監(jiān)測點(diǎn)等；全廠周邊電子監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)等。這樣可以避免大量布線、浪費(fèi)接口、檢修困難、擴(kuò)展困難的弊端。在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的靈活性、便捷性、擴(kuò)展性方面，無線網(wǎng)絡(luò)有獨(dú)特的優(yōu)勢，因此，無線局域網(wǎng)技術(shù)得到了發(fā)展和應(yīng)用。隨著微電子技術(shù)的不斷發(fā)展，無線局域網(wǎng)技術(shù)將在工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)中發(fā)揮越來越大的作用。

5  MES系統(tǒng)在制藥行業(yè)的應(yīng)用前景

    制造執(zhí)行系統(tǒng)MES（Manufacturing Execution System） 是一個(gè)立足于整個(gè)企業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。利用MES的管理手段和信息，企業(yè)可優(yōu)化其從制定生產(chǎn)產(chǎn)量到管理最終產(chǎn)品的整個(gè)生產(chǎn)流程中的各個(gè)環(huán)節(jié)。利用實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，MES指導(dǎo)、管理、記錄企業(yè)各項(xiàng)生產(chǎn)活動(dòng)，為企業(yè)提供及時(shí)準(zhǔn)確的信息，使企業(yè)及時(shí)根據(jù)外界環(huán)境的變化調(diào)整生產(chǎn)。其結(jié)果是企業(yè)的無效益生產(chǎn)活動(dòng)減少，企業(yè)生產(chǎn)效益提高、生產(chǎn)設(shè)備利用率提高、產(chǎn)品質(zhì)量提高、庫存降低、供貨周期縮短，最終使得企業(yè)的盈利水平得以提高。
 
    中國的MES市場還處在起步階段，在冶金、石油化工、煙草等行業(yè)應(yīng)用較多，醫(yī)藥企業(yè)還在探索階段，MES產(chǎn)品行業(yè)應(yīng)用特點(diǎn)非常明顯，尤其醫(yī)藥行業(yè)必須遵循行業(yè)的法律法規(guī)，目前針對醫(yī)藥行業(yè)的特點(diǎn)，適合醫(yī)藥行業(yè)特點(diǎn)的MES產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)，有些企業(yè)已經(jīng)應(yīng)用了某些功能模塊，獲得了意想不到的效果，隨著應(yīng)用的不斷深入以及對MES產(chǎn)品功能的理解，必將迎來新的應(yīng)用高峰。

    一般的MES功能通常被歸納到一組相關(guān)的功能集,這些功能互相配合，提供了幾乎適用于管理各個(gè)類型企業(yè)的信息平臺(tái)。企業(yè)管理人員、質(zhì)量管理人員、后勤維護(hù)人員、文檔和調(diào)度管理人員都可以在MES中找到他們適用的工具。針對醫(yī)藥行業(yè)特點(diǎn)，MES的典型功能主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

    (1)生產(chǎn)資源的調(diào)配和管理

    提供資源詳盡的既往使用記錄，在生產(chǎn)中可供使用資源的實(shí)時(shí)狀態(tài)信息,保證資源處在最佳狀態(tài)。這些資源包括設(shè)備、工具、人員(要求具備特殊技能的人員)、原材料和生產(chǎn)產(chǎn)品信息文檔。信息必須是具備可維護(hù)和可利用性能，必須具備忠實(shí)的有效性。

    (2)生產(chǎn)計(jì)劃安排

    根據(jù)優(yōu)先級、特性、資源限制和流程間的依賴關(guān)系安排生產(chǎn)，優(yōu)化生產(chǎn)流程并最大限度地減少重復(fù)勞動(dòng)。按照操作的可替代性、并行性和重疊性，計(jì)算出詳細(xì)精確的時(shí)間表、設(shè)備利用表。
MES層通過對生產(chǎn)設(shè)備和人力資源等生產(chǎn)要素的分配來控制生產(chǎn)流程。包括批量控制系統(tǒng)的啟動(dòng)、生產(chǎn)順序的發(fā)布，以及生產(chǎn)運(yùn)行啟動(dòng)指令。

    (3)生產(chǎn)過程管理

    監(jiān)督生產(chǎn)過程，自動(dòng)地糾正或改進(jìn)生產(chǎn)過程，或提供信息反饋給操作員。具有報(bào)警管理機(jī)制，以確保生產(chǎn)人員了解生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的超出偏差允許范圍的情況。
通常，實(shí)際的生產(chǎn)執(zhí)行處于MES層的功能以外DCS系統(tǒng)，尤其是自動(dòng)化生產(chǎn)水平較高的生產(chǎn)線更是如此。然而，當(dāng)生產(chǎn)處于手動(dòng)操作運(yùn)行時(shí)，MES功能常常 應(yīng)用于對生產(chǎn)人員下達(dá)特殊的生產(chǎn)指令。 MES生產(chǎn)執(zhí)行功能能夠分清手動(dòng)和自動(dòng)操作過程的各自職責(zé)。

    (4)配方管理

    生產(chǎn)配方的編輯、驗(yàn)證、發(fā)布與管理。

    (5)生產(chǎn)文件歸檔控制

    包括SOP(標(biāo)準(zhǔn)操作程序)、生產(chǎn)指令、配方、控制系統(tǒng)程序、工藝流程圖表、批量生產(chǎn)記錄、 生產(chǎn)報(bào)警信息記錄，以及除生產(chǎn)報(bào)表以外的其他一些生產(chǎn)文檔資料。

    (6)勞動(dòng)力管理

    根據(jù)勞動(dòng)技能、工作方式，制定在各個(gè)批次生產(chǎn)中操作人員的使用。這些信息資料通常被保存在人力資源系統(tǒng)，但對于更加詳細(xì)的數(shù)據(jù)信息資料通常都不會(huì)在人力資源系統(tǒng)中得到，在這種情況下，人力資源管理能夠被充分考慮到并同時(shí)作為MES功能的一部分。

    (7)產(chǎn)品質(zhì)量管理

    產(chǎn)品質(zhì)量的檢驗(yàn)可以在線或者離線進(jìn)行。在線實(shí)時(shí)采集質(zhì)量信息，可以保證嚴(yán)格的產(chǎn)品質(zhì)量，也能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題所在，并能夠妥善解決所存在的質(zhì)量問題;同時(shí)也支持產(chǎn)品質(zhì)量的離線分析，最典型的是在實(shí)驗(yàn)室完成產(chǎn)品質(zhì)量的分析。對從生產(chǎn)中采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，以確保適當(dāng)?shù)漠a(chǎn)品質(zhì)量控制，能夠迅速發(fā)現(xiàn)需要引起注意的問題，并提供相應(yīng)的解決方案。產(chǎn)品質(zhì)量的管理是最重要的MES功能之一。

    (8)設(shè)備維護(hù)管理

    維持企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)行過程中的生產(chǎn)設(shè)備、工具和儀器儀表的正常運(yùn)行是企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)行最重要的功能。如果這些生產(chǎn)工具不是被集中在一個(gè)企業(yè)中，就可以考慮作為一種MES功能。維護(hù)管理保證工廠的設(shè)備處在良好的狀態(tài)，正常完成工作任務(wù)。

    (9)批數(shù)據(jù)采集

    生產(chǎn)數(shù)據(jù)信息采集功能所關(guān)心的是歷史數(shù)據(jù)、事件數(shù)據(jù)、操作員的輸入數(shù)據(jù)信息、操作員的操作記錄，以及在產(chǎn)品生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的任何信息資料。并包括相關(guān)流程、原材料和人員、設(shè)備以及產(chǎn)品質(zhì)量信息。

    (10)產(chǎn)品批數(shù)據(jù)追蹤

    MES層不但關(guān)心生產(chǎn)計(jì)劃編制，而且還跟蹤實(shí)際生產(chǎn)和計(jì)劃的執(zhí)行情況, 這主要包括監(jiān)控生產(chǎn)設(shè)備、原材料和人員在生產(chǎn)中的使用，用以建立相關(guān)產(chǎn)品的歷史信息。可提供的狀態(tài)信息包括該產(chǎn)品生產(chǎn)人、原料及供貨商、批號、序列號、當(dāng)前產(chǎn)品狀況、以及相關(guān)的報(bào)警、返工、其他非正常生產(chǎn)信息和相應(yīng)采取的改進(jìn)措施。這個(gè)在線追蹤功能產(chǎn)生的歷史記錄。用以追蹤相關(guān)半成品和最終產(chǎn)品的相關(guān)信息。

    (11)產(chǎn)品批數(shù)據(jù)分析

    產(chǎn)品分析包括批生產(chǎn)數(shù)據(jù)信息分析、人力資源與生產(chǎn)設(shè)備的利用、生產(chǎn)操作流程和產(chǎn)品質(zhì)量和成本的分析。這些生產(chǎn)數(shù)據(jù)信息通常應(yīng)用于優(yōu)化生產(chǎn)流程和資源配置。某些數(shù)據(jù)信息能夠作為調(diào)整生產(chǎn)規(guī)則與調(diào)度的依據(jù)。

    批數(shù)據(jù)分析還應(yīng)包括對多批產(chǎn)品數(shù)據(jù)的批間差異分析。包括劣質(zhì)批量生產(chǎn)或者不符合生產(chǎn)工藝的生產(chǎn)運(yùn)行的數(shù)據(jù)信息分析，以便分析和測定所存在的根本原因；對異常批量生產(chǎn)質(zhì)量或者高質(zhì)量生產(chǎn)運(yùn)行的數(shù)據(jù)信息分析，以便分析和測定優(yōu)化生產(chǎn)運(yùn)行的條件。

6  系統(tǒng)驗(yàn)證 System Validation

    在制藥領(lǐng)域，有著諸多要求嚴(yán)格的規(guī)范，如何通過儀器儀表與自動(dòng)化控制和管理手段確保生產(chǎn)流程遵守符合制藥行業(yè)法規(guī)的要求。當(dāng)今制藥生產(chǎn)越來越大的程度上受法律、規(guī)章和預(yù)定指標(biāo)的制約。尤其是檔案管理已經(jīng)成為一個(gè)真正的焦點(diǎn)，美國的食品和藥物管理局F D A 或歐盟制藥工業(yè)委員會(huì)，嚴(yán)格要求藥品生產(chǎn)中的全部過程必須遵守明確規(guī)定的各項(xiàng)原則。尤其重要的是遵守現(xiàn)行的藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范G M P法規(guī)和聯(lián)邦法規(guī)2 1 ( C F R 2 1 ) 的1 1 章( P a r t 1 1 ) 關(guān)于過程控制系統(tǒng)的電子記錄和文檔管理， 電子簽名及授權(quán)等法規(guī)， 這些法規(guī)的實(shí)施提高了進(jìn)入該領(lǐng)域的門檻， 使一些原來在制藥工程領(lǐng)域有很好業(yè)績的企業(yè)面臨著或退出這一領(lǐng)域、或加強(qiáng)自身力度和投入。

    因此，所選擇的控制系統(tǒng)必須依從聯(lián)邦法規(guī)2 1 ( C F R2 1 ) 的1 1 章( P a r t 1 1 ) ， 符合GMP 管理?xiàng)l例， 具有更新、更可靠的技術(shù)特點(diǎn)，確保數(shù)據(jù)的真實(shí)性、完整性、機(jī)密性。即由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)創(chuàng)建、修改、存檔、恢復(fù)、維護(hù)、分發(fā)、報(bào)告的電子記錄和電子簽名應(yīng)服從規(guī)定的程序和控制措施。全生命周期的系統(tǒng)本身軟硬件與應(yīng)用軟件及相關(guān)文件的驗(yàn)證，必須確保系統(tǒng)能夠刪除和拒絕執(zhí)行無效記錄和產(chǎn)生可供審計(jì)追蹤的記錄和路經(jīng)。

    客戶與供應(yīng)商雙方應(yīng)嚴(yán)格按照系統(tǒng)驗(yàn)證的關(guān)鍵模式—— V 模式來執(zhí)行整個(gè)項(xiàng)目，正確理解變更控制的內(nèi)涵， 自始至終實(shí)行變更控制， 實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與企業(yè)要求相符合。在G M P 項(xiàng)目的整個(gè)生命周期內(nèi)， 依從G M P 規(guī)范、嚴(yán)格按項(xiàng)目管理的九大方面， 遵循國際制藥工程協(xié)會(huì)出版的G A M P 4 . 0 （ G o o d A u t o m a t e d m a n u f a c t u r i n gP r a c t i c e ） 的指導(dǎo)方針與方式，結(jié)合I S O 9 0 0 0 ，2 0 0 0 版的規(guī)范, 去啟動(dòng)、計(jì)劃、執(zhí)行、控制和結(jié)束項(xiàng)目。只有通過技術(shù)與管理相結(jié)合的手段才能確保生產(chǎn)流程遵守, 符合制藥行業(yè)法規(guī)的要求。
 
7  遠(yuǎn)程診斷技術(shù)

    基于Internet的遠(yuǎn)程智能故障診斷技術(shù)是近年來伴隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高速發(fā)展,融合傳統(tǒng)的故障診斷與計(jì)算機(jī)科學(xué)、通信等學(xué)科領(lǐng)域的先進(jìn)科學(xué)技術(shù)而發(fā)展起來的一項(xiàng)新技術(shù)。近年來在國內(nèi)外獲得了很大的發(fā)展,在保證設(shè)備安全、穩(wěn)定、長周期優(yōu)質(zhì)運(yùn)行方面發(fā)揮了很大的作用，隨著制藥企業(yè)機(jī)電一體化的發(fā)展，對自動(dòng)化控制信息系統(tǒng)的依賴程度越來越高，隨著制藥企業(yè)的大規(guī)模外遷，大都遠(yuǎn)離市區(qū)，當(dāng)生產(chǎn)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，技術(shù)專家很難全天候的在第一時(shí)間到達(dá)生產(chǎn)現(xiàn)場，使得醫(yī)藥行業(yè)越來越關(guān)注遠(yuǎn)程診斷技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展，充分利用該技術(shù),可以有效地利用異地的物質(zhì)和智力資源,異地設(shè)備信息數(shù)據(jù)的獲取和處理，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程故障的診斷與排除等，可以極大地提高了裝備維護(hù)管理的效能和質(zhì)量。

    參考文獻(xiàn)：

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