中國制藥企業(yè)正在積極布局工業(yè)4.0方案，比如美國某大型自動(dòng)化公司與一家中國制藥廠簽訂了大型智能工廠合作協(xié)議，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，提供包括過程管理、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，主要目標(biāo)為提升生產(chǎn)效率、質(zhì)量和過程管理。在這樣的項(xiàng)目中，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，通過理順?biāo)辛鞒毯鸵?，即可根?jù)要求部署工業(yè)4.0相關(guān)應(yīng)用的布局、設(shè)備、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。4.0時(shí)代是利用互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等數(shù)字化手段，將智能化貫穿在生產(chǎn)、物流和服務(wù)等各個(gè)相關(guān)領(lǐng)域。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)，則需要實(shí)現(xiàn)智能設(shè)備互聯(lián)，進(jìn)而可將整個(gè)供應(yīng)鏈過程實(shí)時(shí)化、透明化，并且為制造提供更高的柔性。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、設(shè)備與系統(tǒng)對(duì)接、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。

　　制藥行業(yè)工業(yè)化發(fā)展情況

　　近十年來，中國醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)“十二五”期間復(fù)合增長率高達(dá)18.6%，總產(chǎn)值約為2.8萬億元，平均利潤率約10%左右，總體發(fā)展水平較高，未來的“十三五”期間，預(yù)計(jì)將持續(xù)保持10%以上的增幅。

　　然而，與制藥行業(yè)發(fā)展速度較快的現(xiàn)狀相反的是，整個(gè)精工化學(xué)后續(xù)環(huán)節(jié)的低自動(dòng)化水平。目前國內(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。同時(shí)，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。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，更將導(dǎo)致工序完成后，無法有效安排設(shè)備清洗、完成工序間傳遞，下一工序的生產(chǎn)計(jì)劃也無法及時(shí)開展。因此，在一些制藥企業(yè)，有大量的人員閑滯時(shí)間，大大影響了生產(chǎn)效率。另外，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，不僅影響效率，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)，提升藥品質(zhì)量。

制藥行業(yè)如何運(yùn)用工業(yè)4.0

　　國家對(duì)醫(yī)藥安全質(zhì)量的管控加大、藥品審批加快、更新周期縮短等趨勢(shì)，推動(dòng)著部分制藥企業(yè)尋求智能化解決方案，以提升生產(chǎn)效率，加強(qiáng)產(chǎn)品質(zhì)量管理等。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)。

　　工業(yè)4.0相關(guān)的三大解決方案，工廠管理、生產(chǎn)數(shù)據(jù)追蹤以及更完善的自動(dòng)化智能技術(shù)，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?，F(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)，而僅少數(shù)國內(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，使整個(gè)工廠生產(chǎn)流程變得透明可視，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，減少不必要的閑滯。

　　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)。隨著政府對(duì)藥品安全監(jiān)督越來越嚴(yán)苛，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。通過智能化、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)，也可以實(shí)時(shí)采集有關(guān)的環(huán)境數(shù)據(jù)、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。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，即可實(shí)現(xiàn)這一系列的數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、追溯以及分析。因此，在未來傳感器的應(yīng)用、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)、云服務(wù)以及相應(yīng)的系統(tǒng)集成，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。

　　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，升級(jí)至自動(dòng)化也是提升效率、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，也可以更好的控制生產(chǎn)過程中的環(huán)境數(shù)據(jù)，減少諸如微生物在內(nèi)的數(shù)值，提升整體藥品質(zhì)量。另外，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，減少成本浪費(fèi)。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，設(shè)立物流路徑以及倉儲(chǔ)點(diǎn)，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，減少廠內(nèi)物流效率浪費(fèi)。

　　最后，能源管理的先進(jìn)技術(shù)，包括自動(dòng)探測(cè)設(shè)備、工廠的水、電、氣等能源消耗，優(yōu)化能源管理及監(jiān)控系統(tǒng)，減少能源浪費(fèi)。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，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)、多生產(chǎn)線、甚至多廠區(qū)的智能管理，即通過分析包括能量、成本等大數(shù)據(jù)，自動(dòng)進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測(cè)、調(diào)節(jié)負(fù)荷開關(guān)等，進(jìn)而達(dá)到整體能耗最低化。綠色制造是“中國制造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)，能源管理相較于其他解決方案，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。

　　制藥4.0發(fā)展需要循序漸進(jìn)

　　醫(yī)藥行業(yè)在中國整體制造業(yè)中，利潤水平相對(duì)依然較高，并且自動(dòng)化、智能化水平相較于電子等科技含量較高的產(chǎn)業(yè)落后，未來在工廠管理、藥品數(shù)據(jù)追蹤上，將有越來越多的工業(yè)4.0相關(guān)的方案需求，整體而言機(jī)遇較大。對(duì)于需要升級(jí)舊廠的企業(yè)，一次性改造投入相對(duì)較大，特別是限制于原來廠房布局，以及舊設(shè)備的接口限制，整體改造耗費(fèi)較大。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)，如開發(fā)MES系統(tǒng)中數(shù)據(jù)管理模塊、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，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，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，智能化的開展，可以選擇從包裝自動(dòng)化開始，提升整體生產(chǎn)效率。而對(duì)于新建工廠的安排，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，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。

　　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，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，應(yīng)當(dāng)依據(jù)行業(yè)特性、行業(yè)痛點(diǎn)、流程工藝、企業(yè)文化、終端需求等各方面綜合考慮。