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摘要：医药产品中的有效成分是原料药，它是制药生产中最重要的原料。原料药生产是一个复杂的过程，对设备要求比较高，现有生产设备通常有一些缺陷。生产的自动化，可以消除干扰的环境，避免人为错误，实现药品的研究、开发、生产和管理的目的，这也是我国原料药生产的发展趋势。本文阐述了我国原料药生产自动化的特点、内容及设计方法，并对影响我国原料药生产自动化的因素进行了分析。
关键词：原料药；生产自动化；设计；影响因素
近年来，我国制药企业的制药设备更新换代较快，水平不断提高。制药业最初的发展模式，由医药企业从基本原料或中间体开始做起，制造出原料药，然后制作成药。后来，原料药生产部分从中开始脱离，并成为独立的产业，这体现了现代工业的分工精细化和高效协作的精神。同时就对原料药生产设备的要求大大提高了，特别是自动化生产更是社会和科技发展的需要。本文分析了原料药生产自动化的设计和影响因素，以期为原料药生产的发展进一点绵薄之力。
一、我国原料药生产自动化的设计
1.制药装备中的自动化系统设计
在原料药生产的过程中，我们会使用到各种各样的自动化制药装备，其中有系统化的设备，如：发酵系统、纯化系统、配液系统和水处理系统等，也有一些单体的设备，如：清洗机、灌装机、多功能过滤干燥机等，系统化的设备通常也往往可以由多个单体设备构成，这些设备的自动化系统可能会有不同的形式结构，图1是其中的一个典型的系统形式。
通常，制药装备的自动化系统往往可以由2 到3个部分组成：①系统监控层：由操作员工作站，工程师站，系统服务器，打印机等组成，这些设备一般都挂在同一个工业以太网络上。实际上，这层根据需要，可以配备，也可以不配备；可以由设备供应商配备，也可以由用户自己配备。②控制层：通常又有PLC、控制器、远程I/O 站、HMI 人机界面（通常为触摸屏）、变频器，阀岛等。这些设备往往都挂在现场控制总线上，并常集中安装在制药设备配套的控制箱柜内。在不配系统监控层时，控制箱柜上的触摸屏往往就作为人机的操作界面。③仪表执行器层，通常与设备的机械部件安装在一起，称为M&E，即机械和电气。其中，包括阀门、仪表、电机等现场执行设备。
目前在制药行业，对于包括自动化系统在内的所谓计算机化系统验证活动主要还是参照国际药物工程协会（ISPE）所制定的GAMP 指南，即Good Automated Manufacturing Practice（良好自动化生产实践指南），尤其是它的最新第5 版GAMP5。GAMP5 的最大特点是计算机活动的范围从以自动化系统为重点扩大到整个计算机化系统；计算机化系统的验证方法强调要基于质量风险管理和可增减生命周期的灵活性和效率；计算机化系统验证在系统整个生命周期过程中必须发挥供应商的作用；同时强调确保计算机系统的合规性、有效性和持续性。GAMP对于计算机化系统从概念形成到系统退役的整个生命周期活动（包括验证），往往采用的是V 型模型的工作模式。GAMP5 将V 型验证模型概括为规范和验证2个阶段，并且根据不同的计算机化系统分类和不同的风险性、复杂性和新颖性，可以增减不同的验证活动内容。目前，制药装备中自动化系统的软件大部分都属于可配置软件（第4类软件）或定制软件，这样可以避免复杂的源代码验证。
2.多功能模块化复合结构设计
多功能模块化模块化设计是协调客户多样化需求、实现快速响应、降低产品成本的有效途径。M5多功能系统，结合了制药行业最常用的研磨概念，可以在几分钟内转换成具有不同功能的研磨机。M5多功能系统由标准组件（包括具有单元、计量单位、CIP单元，控制单元，底盘）的结构和功能单位（螺旋喷气机、流化床射流和影响研磨/分级轮，超细分级机），通过标准组件，不同功能单元的组合，可以形成不同的研磨机。例如，标准组件加螺旋气流磨，即可形成螺旋气流磨机组合；标准组件加流化床对喷气流磨，即可形成流化床对喷气流磨机组合；标准组件加冲击磨，即可形成超细冲击磨机组合。可以看出，多功能模块化复合结构设计灵活，结合速度快，能有效隔离和节省空间。
3.在线质量监控技术的设计
（1）硬件。近红外光谱在线分析技术的硬件组成主要有光谱仪、取样系统、测样装置、样品预处理系统等部分。在实际应用中，还应有防爆系统、界外样品抓样系统等。其中：①光谱仪是整个在线分析系统的心脏。通常按需要综合评价仪器的各种性能，以稳定性、波长范围、分辨率、采集时间、信噪比等指标来选择仪器。②用于液体分析时，采用泵抽采样、压差引样或定位直接取样测量；用于固体样品分析时，采用漫反射定位直接测量。③固体样品分析时，一般无需预处理工作。
（2）分析软件。在线近红外光谱分析系统的软件需具有光谱实时采集、化学计量学光谱分析定量定性模型的建立、待测样品类型及模型界外样品的判断、样品性质或组成的定量计算等功能。此外，还应包括数据与信息显示功能、数据管理功能、通讯功能、故障诊断与安全功能、监控功能、网络化功能。
（3）PAT技术和制药装备自动化的关系。PAT技术被定义为一种可以通过测定关键性的过程参数和质量指标来设计、分析、控制药品生产过程的机理和手段。通过在药品生产过程中使用PAT技术，提高对生产过程、关键参数和产品质量的过程控制，使产品质量变得精确和可靠，增加产品最终质量保障。
二、我国原料药生产自动化的影响因素
1.设计环节的影响因素。有些设计单位，由于不够了解生产过程的对象特性，或着为了减轻设计的工作量，常常会出现只设计部分的控制检测点的情况，而完全缺少控制方案，或者控制方案比较不合理，完全依赖于工程公司，或者靠用户自己，来填补这些缺点，在计算机控制系统的控制方案设计，以及应用软件开发上，这种因素更为明显；
2.招投标环节的影响因素。有些制药工程项目的招投标，只是表面文章，流于形式，投标方往往对项目的工艺设备条件缺乏了解，所谓的投标方案，缺少合理技术方案的依据。项目的投标评判过程，看重的只是投标方的投标价格和人际关系，而对投标方的技术方案、控制方案和设备选型的经济技术合理性，缺乏分析，这样的招投标过程，在以后为项目的质量埋下了隐患；
3.工程实施环节的影响因素。有的工程公司在投标时，一方面，被迫极力压低投标价格，以竞争获得工程的实施权；另一方面，在取得实施权后，为了弥补利益的损失而偷工减料，设备、材料的选型，项目的实施，不能保证按质按量，合理地进行，成为严重影响医药工业自动化工程质量的重要因素。
总而言之，通过上述几个方面的研究得知，我国的原料药生产设备自动化水平和发达的国家相比还有一定的差距，急需提高。随着时代的发展和全球化水平的提高，各种先进的信息技术将会进一步的共享，为我国的制药事业发展做出指导和贡献。我国的科技人员更要以此为契机，学习国外的先进技术，才能使我国原料药生产的自动化发展与国际接轨，并踏入世界先进技术的行列。
参考文献：
[1]药品生产质量管理规范[D].国家食品药品监督管理局专家讨论版，2009，10.
[2]田耀华.对制药装备SIP命名与设计的探讨[J].中国制药装备，2007（23）.
[3]沈正良.对制药装备CIP真实性的探讨[J].中国制药装备，2007（17）.
论文作者:王李宾,施文海
论文发表刊物:《基层建设》2018年第13期
论文发表时间:2018/7/9
标签：系统论文; 原料药论文; 设备论文; 因素论文; 我国论文; 多功能论文; 在线论文; 《基层建设》2018年第13期论文;