生物制药企业如何建成智能化工厂？

白帆生物 2022-07-18

制药行业是我国智能化水平重点提升的十大领域之一——随着“工业4.0”、“中国制造2025”等战略的不断推出，越来越多的制药企业开始重视自动化和数字化在工厂建设方面的重要性。

计算机化验证系统管理

国家提出的工业4.0布局中包括机器人、高端智能设备、大数据及云的信息化和计算机化系统验证服务。在这4个核心战略里，其中最为重要的一项就是计算机化系统验证服务。制造行业有一句重要的质量口号：没有被记录下来的一切都是谎言。计算机化系统验证是从计算机化系统验证V模型（如图2所示）演变过来的，相比之下模型更加细化，并加入了验证文档。计算机化系统验证实施的详细内容如表1所示。

图2 计算机化系统验证V模型

制药智能工厂的未来展望：软核心与硬核心

对于制药企业来说，建设智能化工厂的主要目标包括：设备/生产过程/产品/管理全方位满足GMP要求；用智能化生产设备实现更高效、高质量的生产；利用机器人技术代替人工，提高效率，节约成本，并满足洁净、无菌生产环境的需求；智能化管理系统与设备的融合，实现柔性化、定制化生产，保证企业批量生产盈利；利用大数据分析，进一步优化生产，提高企业整体运营效率；产品智能化，实现周期可追溯；利用云及互联网技术实现远程智能服务、智能物流；实现工厂之间、工厂内部生产全流程的高度集成。

生物制药智能化工厂的硬核心是生产装备智能化。首先，现有装备应进行智能化升级，即设备升级为工作站。每个工作站是由若干个设备组成，组成了局部的信息物理系统（CPS），能自主地完成生产工作。工作站之间可实现信息互联、自我整定、自我动作调解。工作站可以从管理系统获取相关的生产指令，并智能调整各设备的动作，这些都是互联的优势。其次，应使用机器人替代机械设备。应用场景之一是在无菌洁净环境中，机器人可以实现在无菌制剂灌装瓶传送过程中对产品进行检测及快速处理；还可实现在胶塞清洗灭菌转运后，与灌装系统的无菌对接；另外，泡罩机器人和预灌封一体机机器人也已得到了广泛应用。应用场景之二是在搬运、上下料、码垛等仓储物流方面。最后，应采用具有物联网的智能传感器及视觉系统使产品智能化。通过接入企业物联网，可随时感知其他设备的状态，实现生产过程及工艺的自动调整；监控数据、报表等可实时传输到智能生产管理系统，与产品批次实时统一，单一的设备就此变成了模块化的工作站。

生物制药智能化工厂的软核心是智能化管理系统。如果制药企业已经配备了很多的管理系统，那么进行合规、有效的管理是非常重要的。软核心亟需解决的问题是建设安全高效的数据库。一个智能化工厂必须拥有一个大数据存储中心，进行大量数据采集和数据存储，并有安全的保障。这个安全保障是多方面的，既包括可防止数据库不被病毒攻击，本身可以安全稳定地运行，也包括对公司质量管理全方位的监督。另外，确保数据的真实可靠性保证也异常重要。具体操作包括：在采集时，通过采用传感器及智能设备来代替人工录入；在存储时，则可以运用大数据技术、加密技术、冗余技术、数据备份等方法；在数据分析时，确保各功能分析模块满足GMP认证要求；在数据操作时，进行严格的登陆管理、操作权限管理；在数据记录/输出时，有电子签名。

除此之外，智能化工厂的实施也面临着诸多的难点。第一个难点就是标准化。它包括企业物联网标准化、管理系统模块标准化、功能标准化、生产过程标准化及管理产品的标准化。目前要工厂做到每个工序都进行标准化，还较为困难。第二个难点就是安全，即信息安全、产品安全和生产过程安全。第三个难点就是打造一个智能化工厂的成本非常高昂，所以进行良好的成本控制非常重要。

制药智能工厂实际案例

目前，国内众多领先的生物制药企业已经开始布局智能化工厂。例如，抗体药物CDMO新锐企业白帆生物，2020年就在上海的临港新片区建成了智能化无交叉生产基地并投产。该基地符合中国GMP、美国GMP以及欧盟GMP标准，生产规模最高可达12 000 l。秉承着“质量源于设计”的理念，白帆临港基地在设计之初，就以打造智能化工厂为目标，首创NONCROS®无交叉抗体技术，配备了全球一流的智能化设备和管理系统，实现了高效的自动化生产和电子化管理，可保障合作客户临床前药学研究、临床研究、商业化生产等各阶段项目高效率和高标准的交付。

相信在未来，走向智能化将有效赋能制药企业长远发展，构建企业的核心竞争力，为企业发展提供有力支撑，并且协同行业上下游助推中国创新生物药物的发展。