采用过程分析技术能够明显提高药品质量

美国食品药品管理局FDA倡导使用过程分析技术已经好几年了——尽管如此，制药企业对引进过程分析技术系统仍然持保留态度，没有时间、经验不多、职工素质不够等等都是重要的抵制原因，而一种新型的过程分析技术PAT软件则能够给予很大的帮助。

在流程工艺生产过程中引进过程分析技术(PAT)是美国食品和药品管理局(FDA)多年来所希望的。自从PAT宣传倡议、鼓动各地主管当局从药品原材料和药物有效成分生产开始时就采用相关的过程控制技术，以保证药品的质量。根据2013年10月的一份调查报告，许多企业已经在生产过程中引进、使用了过程分析技术，或者有补充引进这一技术的想法。大约有一半的被调查者声称，在今后的12个月内将会引进相关的过程分析系统。

从引进过程分析系统中，制药企业可以获得多方面的利益，过程分析技术有助于提高药品生产的质量，在生产过程中，对药品质量有重要影响的参数会在生产过程中得到实时监控，对提高产品质量有着直接的作用和意义。这也减少了事后的产品质量检验和测试。降低生产成本、提高生产能力、同时也缩短了审核认证的过程。总而言之，引进过程分析技术之后会改善人们对药品生产过程的理解和监控，减少药品生产过程中的不合格品数量。药品的生产过程也会因过程分析系统的引进而更加灵活，产品返修和招回也都可以避免了，因为药品的质量已经在生产过程中都做好检验记录了。而这一系统的投资大多数都可以在很短的时间内收回来。

如何排除顾虑

为什么PAT标准很长时间以来没有在制药企业中得到贯彻落实?明显是因为人们有着很大的顾虑：对久经考验的可靠制药工艺流程进行改动，同时还担心在系统引进和职工培训方面要投入很多的时间、付出很高的资金。

这些顾虑不是没有道理的，但正确的专业技术知识和正确的技术解决方案能够帮助打消这些顾虑、避免许多困难。例如最新版本的西门子PAT过程分析系统Simatic Sipat就在过程分析系统的引进方面做了大量的改进，使得过程分析系统的引进更加容易。同时，这一软件还为用户搬开了引进过程中的绊脚石：简单、方便地集成到现有的IT和自动化系统中。西门子的Sipat软件系统提供的是一个标准的技术平台，在这一平台上不仅可以运行PAT和Chemometrie的软件工具，而且也可以运行过程自动化的系统和实验室信息管理系统。不同重要数据源组合的结果就是一个平台，使用户能够利用这一平台对生产过程进行优化。它有着多方面的应用，而且是一个标准化的平台，并且也满足了21 CFR 11电子签名的规定和要求。通过其可扩展的构架，使得Sipat能够简简单单地引进过程分析系统，例如在一个独立的设备单元中只使用一个过程分析仪器。同时，这一解决方案也可以一步步地发展扩大起来——其他的工具软件或者附加的企业部门、过程都可以事后补充到这一系统的管理和控制之中，直至发展成为一个全球化的标准系统。

适用于多种环境的软件系统

从其他角度来看，开发商和灵活性的解决方案也是非常重要的。这一系统可以简简单单地在各种不同的自动化环境中使用，除了标准化的集成相关的西门子解决方案之外，Sipat软件系统也可以通过OPC标准实现其他生产厂家的数据和信息交换。这样，用户就可以不受所安装使用基础系统的制约更加合理地采集过程数据、更好地理解生产过程，也改善了制约生产过程的控制。

4.1版软件系统模块化的和可扩展的软件机构使其能够简单补装到现有的药品生产设备中，也可以集成在新建的生产设备中。产品数据和生产过程数据都可用标准的分析检测仪采集到。可以使用的方法和技术也是多种多样的，但它们把这一解决方案搞得有点复杂了，一般情况下要求操作者对各种检测仪和检测仪所使用的软件都要非常了解。基于这一原因，西门子从一开始就开发了双向通讯的分析仪驱动软件，这样不仅可以简简单单地采集到分析数据，而且也可以在同一基础上使用、操作这些分析仪。

一段时间以来，在OPC UA ADI通信协议的帮助下分析仪在过程分析系统中的安装使用也变得非常简单了。很久以前，在西门子公司的参与下就已经制定了这一通讯协议，并在“即插即测”中获得了很好的效果，它使得检测仪器不用进行复杂的参数设置，只要连接好就可以直接使用。

除此以外，新版本的软件还提供了一个更加友好、易于使用的操作界面，使操作者在生产过程中的使用更加方便。操作者可以对仪表板的操作区进行配置，例如报警或者信息数据，但也可以设置显示何种图像，使操作者能够更加清晰地知道各种方法的详细数据——可以只选显示一条曲线，也可以选择显示多条曲线。操作界面也可以在生产运行过程中转化为Simatic PCS7或者Simatic WinCC的操作界面，使操作者在非常熟悉的过程可视化监控或者过程控制系统方式下工作。

足够的稳定性

除了常见的批次生产过程中使用之外，在制药生产领域中还有连续性的生产过程类型。这种类型的生产过程对PAT过程控制技术提出了不同于批次生产方式的要求。西门子公司在新版本软件的开发时就注意到了这一点，并设计了性能强大的、坚固耐用的数据管理系统。自动化解决方案中提供了比以往任何时候更多的互动。现在，所有控制过程方法的指令或者是采集数据的指令都可以通过OPC协议的或者其他一系列的指令来进行了，并形成了一定的逻辑程序。这一逻辑程序的自动化服务可以在各种状态对变量或过程参数进行分组，并根据当前的工艺条件确定逻辑程序执行的开始、停止、暂停或继续，甚至还可能实现自动化系统或者药品配方控制管理系统对逻辑过程顺序的控制、调节。

除此之外，这一系统还具有新的可配置的文字控制计算能力，根据不断变化的生产环境或者上下签字段，调用默认的基本统计参数，例如平均值或者标准偏差。而作为计算的触发器也可以使用PAT-ID。除了标准的功能和条件之外，所有上下文字段或者测量参数也都可以激活这样的计算。而计算时所需数据可以通过状态评估、质量状态分析和数据的有效性分析进行过滤。

这一软件系统理所当然的也支持所有最新版本的化学计量学的软件包应用。有关仪器设备的驱动程序也根据新的生产厂家驱动软件及时更新。客户端Windows 7和Windows Server 2008同样也支持SQL Server 2008的数据库。

阻力消失了

所有上述改进提高都将贯彻落实PAT倡议的阻力减少到了最低程度，保证了比迄今为止更多、更新的应用领域中有着更高的使用方便性能，例如能够更好地控制连续性生产过程、更好地理解生产过程、将疫苗生产能力提高。生物制剂的生产过程也可以在此过程分析系统的监控下完成真正按照“正确的第一次原则”进行生产，明显减少高价值有效生物制剂成分的损失。现在，Sipat软件使得用户能够比以往更加轻松地改善其药品生产工艺流程，以更低、更少的付出可靠生产药品。

实现PAT过程分析

在制药生产企业中引进过程分析技术是一件非常复杂的事情，有许许多多必须采取的技改措施需要落实。而且解决方案的落实还不能太过复杂、太困难。作为过程分析技术PAT倡议和制药企业多年来的合作伙伴，西门子公司已经掌握了这一领域丰富的、牢固的基础知识和技能了，从而能够帮助客户以最小的风险、最低的投资在最短的时间内完成这一项目的贯彻落实。这也帮助制药企业能够迅速从PAT过程分析技术中获益。它能使生产过程更好地满足新的要求或者满足新产品的要求，能够在迄今为止投入最少的情况下大幅度提高药品质量，也能够简简单单地按照现行技术标准、技术规范的要求调整、设置药品生产设备。性能强大的软件工具支持客户走上过程分析技术的道路。借助于可扩展的软件平台，强大的驱动程序和用户友好的界面，过程分析PAT的实现要比以前更容易了。

（本文作者Kjell Francois博士是西门子公司的高级顾问，SIPAT业务区域经理;Jan Verelst先生是西门子股份公司比利时工业业务领域工业自动化国际业务开发经理。）