早在1994年,天士力以研制出 “復方丹參滴丸”創立了 “現代中藥”這一新概念,成為中醫藥現代化國際化的領軍者;而今,又致力于數字化轉型,打造了世界領先的現代中藥智能制造平臺,引領中醫藥產業邁進智能生產新時代。
2016年11月29日,工信部組織的 “全國醫藥工業智能制造現場交流會”在天士力召開,天士力自主研發的高速滴丸生產設備成為這次現場交流會的亮點。多年來,天士力在數字化轉型中,把傳統中藥模糊語言轉換為現代中藥數字化語言,創造了世界領先的高速滴丸生產線和中藥數字化智能提取生產線,最終實現基于數據整合的產品全生命周期協同管理,在國內領先建立了標準化、數字化、智能化的現代中藥產業體系。
攻克關鍵 創造新型滴丸數字化 “智造”平臺
中藥滴丸劑型是一種固態的液體制劑,在高溫下呈液態,在快速冷卻技術下變成固態,比起片劑、膠囊等融化時間短、起效快,制作原理和工藝大不相同。一直以來,裝備水平不足是制約滴丸生產制造的瓶頸。
面臨壓力,天士力自主研發關鍵裝備,創造了具有高速射流高頻振動深冷滴制技術的第五代滴丸機,解決生產中的 “卡脖子”技術問題。該裝備通過將高速振動和深冷技術結合,大大減少粘小丸、游離丸的產生,與在線檢測技術、過程控制系統的一體化的實施解決了物料性質在線檢測等問題,使國際制藥行業上最新大力倡導的在線檢測技術得以在中藥生產上應用,為中藥國際化提供了技術支撐。
目前滴丸劑型設備已升級到了最新一代,進一步融合了磁振動技術,把原來生產中滴丸向下自然滴制時的1個重力加速度,變成了超過4個重力加速度的高速滴制,將傳統滴丸的生產速度提升至原來的25倍。
通過與各方的通力協作,天士力于2019年完成了新型滴丸數字化車間建設,實現了工藝流程信息化、生產過程智能化、物流倉儲一體化和信息資源集成化。在復方丹參滴丸智能制造車間里,其制造裝備、傳感及檢測部件、數據采集監控系統、工藝控制模型庫、生產信息化管理系統均互聯互通,使得生產執行全過程可視,也大大提升了管理便捷性。
在全新生產模式下,單位綜合成本降低24.5%,勞動生產率提高 32%,萬元產值能耗下降18.47%。
直面挑戰 創立以 “質量數字化”為核心的智慧化生產體系
一直以來,質量可控性和標準化是中藥國際化所面臨的重要挑戰。
因中藥的生產的產業鏈較長,產業結構復雜,該如何保證來自不同種植戶、不同收割時間的藥材經過復雜的生產過程仍然能保證質量一致性呢?中藥是多組分物質體系,需控制的化學組分及物理屬性指標間具有協同關系,制造過程中工藝單元間具有交互作用,中藥質量表征及批次間一致性控制是制約中藥制造升級的關鍵技術瓶頸。而過往制藥企業的品控策略一直以固化工藝參數為主,缺乏有效的過程檢測工具和靈活的過程控制方法,最終的產品質量只能依賴于檢驗,又該如何把控不同生產批次間的質量一致性呢?
搭建現代中藥質量數字化的智能制造體系,正是天士力為這一棘手問題開出的一劑良方。天士力將中藥先進制造技術與數字化技術相融合,形成一套以 “質量數字化”為核心技術特征的中藥制藥質量控制方法。首先,通過對滴丸質量進行數字化解析與表征,形成對制造過程數字化指標的檢測與控制目標。其次,針對制造過程,通過突破性的智能傳感與檢測、實時數據采集與可視化、生產大數據分析與建模等關鍵技術,建立一套融合機理模型與生產大數據模型的過程監控方法,實現質量的數字化表征、控制與優化,有效保障工藝性能和質量批次間一致性。最后,采用綜合高分辨率電子計算機斷層掃描(CT)、掃描及透射電鏡 (TEM、SEM)、化學成像 (CI)等現代分析表征技術,通過觀察和研究滴丸的微觀物理結構、化學成分分布以及固體分散度特征,確保其化學組份穩定、療效均一的質量。
從一開始的單一成分,到后來的指紋圖譜21種成分,發展為現在用數字化技術在一條生產線里面有2100個質量控制點。一批藥品生產下來,得到的大數據將近20萬條,一年將近2.1億條。把這些數據進行精準把控和分析,產品的質量也隨之得到了精準的控制。
此外,MES系統的上線實現了系統自動生產計劃排程,工藝質量數據可實時在線收集、分析,滴丸丸重可在線檢驗,減少等待時間。由此,產品工藝流程在全自動高速滴丸生產線支持下實現連續化生產。
天士力還運用ERP系統制定周期性的生產計劃,制定每批次的訂單并下達生產指令。根據產品工藝要求在ERP系統中建立對應的工藝流程,從而實現程序化的管理模式,質量部門可通過SAP系統對生產全過程進行控制。
同步創新 建設技術與管理數字化互為體系
多年來,天士力通過全產業鏈升級換代、技術革新,率先實現了從中藥研發 (GLP)、種植 (GAP)、提取 (GEP)、生產 (GMP)到銷售 (GSP)的全產業鏈標準化,創造了世界領先的高速滴丸生產線和中藥數字化智能提取生產線,建立了標準化、數字化、智能化的現代中藥產業體系。如今的天士力,大到戰略管理,小到一線車間管理,甚至對藥材種植基地的管理,都可通過大數據進行集成,極大提高了管理效率和管理質量。
天士力的創新實踐表明,現代中藥智能制造融合了多種關鍵技術:
第一個關鍵性技術是人工智能大數據平臺,進行中藥產地、藥材種植、中醫藥理論和中藥現代藥理以及中藥臨床使用等各種大數據整合,解決中藥復雜成分與人體復雜組織機構之間一一對應的關系;在此基礎上控制和使用大數據,對應地解決人體里產生的反應以及療效等問題。
為了做好這些基礎性研究,天士力在這方面進行了大量科研投入,還申報了由國家科技部獲批籌建的 “創新中藥關鍵技術國家重點實驗室”——一個以中藥國際化質量可控性技術研究為核心、具有國際領先水平的國家重點實驗室。
另外一個關鍵性技術就是與大數據的有機融合,天士力擁有一個國家與天津市政府聯合設立的中藥先進制造技術聯合工程實驗室,聚焦大數據挖掘,在生產過程中對感應器數據采集、建模,用于生產過程反饋,再與生產制造系統、倉儲物流系統以及質量管理系統等進行結合。2015年,天士力以其優越的現代中藥制造領域數字化創新生產能力,成為全國首批200家兩化融合管理體系企業及全國20家示范企業之一,入選工信部 “2016年智能制造試點示范”。(田力)
轉自:中國工業報
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