中國(guó)制藥企業(yè)正在積極布局工業(yè)4.0方案喷面,比如美國(guó)某大型自動(dòng)化公司與一家中國(guó)制藥廠簽訂了大型智能工廠合作協(xié)議仔沿,主要內(nèi)容是協(xié)助制藥企業(yè)建立全自動(dòng)化、智能化工廠寸癌,提供包括過程管理专筷、制造執(zhí)行系統(tǒng)在內(nèi)的一系列信息自動(dòng)化解決方案弱贼,主要目標(biāo)為提升生產(chǎn)效率兰捣、質(zhì)量和過程管理。在這樣的項(xiàng)目中卓胶,最重要的第一步是幫企業(yè)梳理整個(gè)業(yè)務(wù)和生產(chǎn)制造流程赞亡,通過理順?biāo)辛鞒毯鸵螅纯筛鶕?jù)要求部署工業(yè)4.0相關(guān)應(yīng)用的布局鄙划、設(shè)備生纫、系統(tǒng)和人員配置。
制造領(lǐng)域技術(shù)的階段性進(jìn)步被描述為工業(yè)革命的四個(gè)階段药锯。4.0時(shí)代是利用互聯(lián)網(wǎng)都陵、大數(shù)據(jù)等數(shù)字化手段,將智能化貫穿在生產(chǎn)怒随、物流和服務(wù)等各個(gè)相關(guān)領(lǐng)域造轴。3.0時(shí)代的關(guān)鍵是實(shí)現(xiàn)單機(jī)自動(dòng)化,而要躍升到4.0狀態(tài)的工業(yè)彰你,則需要實(shí)現(xiàn)智能設(shè)備互聯(lián)胀邀,進(jìn)而可將整個(gè)供應(yīng)鏈過程實(shí)時(shí)化雪怠、透明化,并且為制造提供更高的柔性戚嗅∮晏危總之,工業(yè)4.0的技術(shù)方案將要求設(shè)備與設(shè)備對(duì)接懦胞、設(shè)備與系統(tǒng)對(duì)接替久、系統(tǒng)與系統(tǒng)對(duì)接。在此我們著重討論一下工業(yè)4.0在醫(yī)藥行業(yè)的主要應(yīng)用需求和機(jī)遇躏尉。
制藥行業(yè)工業(yè)化發(fā)展情況
近十年來侣肄,中國(guó)醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)“十二五”期間復(fù)合增長(zhǎng)率高達(dá)18.6%,總產(chǎn)值約為2.8萬億元醇份,平均利潤(rùn)率約10%左右稼锅,總體發(fā)展水平較高,未來的“十三五”期間僚纷,預(yù)計(jì)將持續(xù)保持10%以上的增幅矩距。
然而,與制藥行業(yè)發(fā)展速度較快的現(xiàn)狀相反的是怖竭,整個(gè)精工化學(xué)后續(xù)環(huán)節(jié)的低自動(dòng)化水平锥债。目前國(guó)內(nèi)大多數(shù)醫(yī)藥行業(yè)在制劑后續(xù)的制造環(huán)節(jié)一般僅是單臺(tái)設(shè)備的自動(dòng)化,甚至有些小型企業(yè)尚存在大量的手工制造工序茁螺。同時(shí)钧鸥,部分制藥生產(chǎn)環(huán)節(jié)工序互相孤立,需要人為確認(rèn)工序進(jìn)展烦猾。相關(guān)人員不僅需要不停耗費(fèi)時(shí)間核實(shí)工序完成情況膏莽,更將導(dǎo)致工序完成后,無法有效安排設(shè)備清洗卤舆、完成工序間傳遞体六,下一工序的生產(chǎn)計(jì)劃也無法及時(shí)開展。因此挥肤,在一些制藥企業(yè)挥桑,有大量的人員閑滯時(shí)間,大大影響了生產(chǎn)效率理秃。另外达玉,現(xiàn)在的生產(chǎn)過程監(jiān)管,也是大量依靠人工檢測(cè)以及記錄柴伪,不僅影響效率蹲居,也容易出現(xiàn)數(shù)值誤差等風(fēng)險(xiǎn),無法更好的控制生產(chǎn)過程風(fēng)險(xiǎn)鞍爱,提升藥品質(zhì)量鹃觉。
制藥行業(yè)如何運(yùn)用工業(yè)4.0
國(guó)家對(duì)醫(yī)藥安全質(zhì)量的管控加大专酗、藥品審批加快、更新周期縮短等趨勢(shì)盗扇,推動(dòng)著部分制藥企業(yè)尋求智能化解決方案祷肯,以提升生產(chǎn)效率,加強(qiáng)產(chǎn)品質(zhì)量管理等疗隶。智能工廠管理將是醫(yī)藥行業(yè)智能化的核心關(guān)注點(diǎn)佑笋。
工業(yè)4.0相關(guān)的三大解決方案,工廠管理斑鼻、生產(chǎn)數(shù)據(jù)追蹤以及更完善的自動(dòng)化智能技術(shù)蒋纬,可以幫企業(yè)有效解決以上問題。
首先是通過MES(生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng))系統(tǒng)開展的工廠管理解決方案〖崛酰現(xiàn)在大多數(shù)企業(yè)僅在一定程度用ERP系統(tǒng)管理整個(gè)產(chǎn)品采購到出廠的數(shù)據(jù)蜀备,而僅少數(shù)國(guó)內(nèi)企業(yè)開始使用MES。MES系統(tǒng)中的智能工廠管理模塊將通過設(shè)備數(shù)據(jù)與中央系統(tǒng)的對(duì)接荒叶,使整個(gè)工廠生產(chǎn)流程變得透明可視晾晕,這樣不僅各個(gè)工序相關(guān)人員可以根據(jù)工序完成度來安排工作,工廠管理人員也可更有效率的綜合管理生產(chǎn)節(jié)拍钻字,減少不必要的閑滯窃等。
其次,生產(chǎn)數(shù)據(jù)的記錄和上傳也可以通過工業(yè)4.0技術(shù)而實(shí)現(xiàn)哈痘。隨著政府對(duì)藥品安全監(jiān)督越來越嚴(yán)苛淀准,過去的手工記錄生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)將逐漸由系統(tǒng)自動(dòng)記錄所替代,并且數(shù)據(jù)類別的采集要求也將逐步提高鼎派。通過智能化烁讨、數(shù)字化的互聯(lián)網(wǎng)手段,不僅可以通過傳感器采集制造過程相關(guān)數(shù)據(jù)幻役,也可以實(shí)時(shí)采集有關(guān)的環(huán)境數(shù)據(jù)贬屹、微生物數(shù)據(jù)等,從而對(duì)藥品在工藝流程的實(shí)時(shí)環(huán)境狀態(tài)進(jìn)行有效的監(jiān)控和追溯伦秀。將傳感器在生產(chǎn)工藝中采集的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)街醒胂到y(tǒng),上傳至私有云等癌炒,即可實(shí)現(xiàn)這一系列的數(shù)據(jù)采集泞当、存儲(chǔ)、追溯以及分析民珍。因此襟士,在未來傳感器的應(yīng)用、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)嚷量、云服務(wù)以及相應(yīng)的系統(tǒng)集成陋桂,將是制藥行業(yè)實(shí)現(xiàn)工業(yè)4.0發(fā)展的另一些重點(diǎn)領(lǐng)域逆趣。
并且,對(duì)于尚有部分還是以手工進(jìn)行生產(chǎn)的工藝來說嗜历,升級(jí)至自動(dòng)化也是提升效率宣渗、質(zhì)量的關(guān)鍵手段。不僅可以減少人為的不穩(wěn)定性錯(cuò)誤梨州,也可以更好的控制生產(chǎn)過程中的環(huán)境數(shù)據(jù)痕囱,減少諸如微生物在內(nèi)的數(shù)值,提升整體藥品質(zhì)量暴匠。另外鞍恢,有效的自動(dòng)化物流和倉儲(chǔ)管理也將幫助企業(yè)提高生產(chǎn)效率,更好的開展精益管理每窖,減少成本浪費(fèi)溶隅。企業(yè)在建設(shè)工廠或改造時(shí),應(yīng)事先安排好整體工廠物流布局菊蹬,設(shè)立物流路徑以及倉儲(chǔ)點(diǎn)白叫,在未來逐漸實(shí)現(xiàn)立體倉庫管理,通過掃碼或識(shí)別技術(shù)以及AGV小車等排憨,減少廠內(nèi)物流效率浪費(fèi)队装。
最后,能源管理的先進(jìn)技術(shù)翻粘,包括自動(dòng)探測(cè)設(shè)備烟焊、工廠的水、電潘羡、氣等能源消耗隔造,優(yōu)化能源管理及監(jiān)控系統(tǒng),減少能源浪費(fèi)坎隶。目前大多數(shù)企業(yè)即使已經(jīng)開始實(shí)行一些能源管理刃勤,也僅是停留在單機(jī)能耗的監(jiān)測(cè)和管理上,尚未升級(jí)到對(duì)多機(jī)刮吧、多生產(chǎn)線湖饱、甚至多廠區(qū)的智能管理,即通過分析包括能量杀捻、成本等大數(shù)據(jù)井厌,自動(dòng)進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測(cè)、調(diào)節(jié)負(fù)荷開關(guān)等致讥,進(jìn)而達(dá)到整體能耗最低化仅仆。綠色制造是“中國(guó)制造2025”的一個(gè)重點(diǎn)方向之一,政府將慢慢出臺(tái)越來越嚴(yán)格的能源消耗標(biāo)準(zhǔn),同時(shí)墓拜,能源管理相較于其他解決方案港柜,比較能快速的看到投資回報(bào),因此能源管理將是行業(yè)升級(jí)發(fā)展的另一個(gè)關(guān)鍵應(yīng)用機(jī)遇咳榜。
制藥4.0發(fā)展需要循序漸進(jìn)
醫(yī)藥行業(yè)在中國(guó)整體制造業(yè)中夏醉,利潤(rùn)水平相對(duì)依然較高,并且自動(dòng)化贿衍、智能化水平相較于電子等科技含量較高的產(chǎn)業(yè)落后授舟,未來在工廠管理、藥品數(shù)據(jù)追蹤上冈哮,將有越來越多的工業(yè)4.0相關(guān)的方案需求络灾,整體而言機(jī)遇較大。對(duì)于需要升級(jí)舊廠的企業(yè)啃嫂,一次性改造投入相對(duì)較大蜕芭,特別是限制于原來廠房布局,以及舊設(shè)備的接口限制吻唐,整體改造耗費(fèi)較大乳的。建議此類改造可以通過實(shí)施試點(diǎn)項(xiàng)目,逐步投入工業(yè)4.0相關(guān)領(lǐng)域的相關(guān)建設(shè)武瘟,如開發(fā)MES系統(tǒng)中數(shù)據(jù)管理模塊硼环、或加強(qiáng)投資某個(gè)工序的自動(dòng)化設(shè)備、或開發(fā)私有云進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等茴典,通過試點(diǎn)項(xiàng)目可以幫助企業(yè)更好理解工業(yè)4.0下智能化的含義狰宗,有針對(duì)性的進(jìn)行工廠改良。對(duì)于尚處在2.0到3.0階段的企業(yè)來說消院,智能化的開展甘沾,可以選擇從包裝自動(dòng)化開始,提升整體生產(chǎn)效率穴店。而對(duì)于新建工廠的安排撕捍,則需要結(jié)合工業(yè)4.0的解決方案合理布局廠房,并在采購設(shè)備時(shí)充分考慮數(shù)據(jù)采集和對(duì)接要求泣洞,尋找可靠合作伙伴打造4.0概念下的智能工廠和智能供應(yīng)鏈忧风。
工業(yè)4.0的解決方案是一種輔助企業(yè)發(fā)展的技術(shù)手段,如何選用工業(yè)4.0的方案斜棚,在哪些業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)應(yīng)投資工業(yè)4.0的解決方案阀蒂,應(yīng)當(dāng)依據(jù)行業(yè)特性、行業(yè)痛點(diǎn)弟蚀、流程工藝、企業(yè)文化酗失、終端需求等各方面綜合考慮义钉。
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