揭秘制药工业4.0智慧工厂

2 中国制造2025

    “中国制造2025”项目，应对新一轮科技革命和产业变革，立足我国转变经济发展方式的实际需要，围绕创新驱动、智能转型、强化基础、绿色发展、人才为本等关键环节，针对先进制造、高端装备等重点领域，提出了加快制造业转型升级、降本增效的重大战略任务和重大政策举措，力争到2025年从制造大国迈入制造强国行列。

    “中国制造2025”以体现信息技术与制造技术深度融合的数字化网络化智能化制造为主线，提出了四大转变：由要素驱动向创新驱动转变，由低成本竞争优势向质量效益竞争优势转变，由资源消耗大、污染物排放多的粗放制造向绿色制造转变，由生产型制造向服务型制造转变。

    “中国制造2025”和“德国工业4.0”都是在新一轮科技革命和产业变革背景下针对制造业发展提出的重要战略举措，两者既有很多相同之处，也有很多不同之处。虽然中国和德国工业发展的水平不在一个起点上，也不在一个水平线上，但从目前情况来看，德国要实现工业4.0也需要8至10年的时间，它在时间上和我们的“中国制造2025”大体在一个时间段。从内容上看，德国工业4.0和我国的工业化和信息化深度融合有异曲同工之处。

3 制药工业4.0

    制药工业4.0的发展趋势与工业4.0的发展大体相同，但是由于药品是一种特殊的商品，具有专属性、两重性、质量重要性以及限时性这四个方面的特征，再考虑到药品质量要求特别严格，生产过程要求高，药品供应时间性强，品种多，更新快这些特点，我们容易发现工业4.0的理念不都可以应用在制药行业。比如定制化设计，如汽车、电子产品的研发更多的依赖于客户的喜好，而在我们制药行业，我们都知道药品的研发到商业化生产一般需要十多年的时间，已经不能从患者的角度出发开始研发，也就是很难做到定制化设计。所以面对工业4.0这个最新的战略形势，合理的分析与应用是打造智慧工厂的基本原则。

    整个的物联网和服务网是未来制药工业4.0智慧工厂的一个基本架构，包括整个生产线相关的控制系统、产品制造技术等。未来智慧工厂将具有完整的制药体系、设备高度信息化、智能化，下图展示了制药工业4.0智慧工厂的基本架构，一般分为设备层、执行层、运营层、决策层（如图2）。处在上层的是与生产计划、物流、能源和经营相关的ERP、CRM、SCM等，以及产品设计、技术相关的PLM；处在中间的是与制造生产设备和生产线控制、仓库管理相关的MES、QMS、WMS功能；处在最下层的是感知层，也是至关重要的一层，我们的数据通过设备层的PLC、DCS传出，实现产品信息的采集以及追溯等等。

图2 制药工业4.0智慧工厂基本架构

    3.1 制药工业4.0的发展路线

    “制药工业4.0”解决方案将经历简单应用、解决方案整合创新、新型工业互联、形成强大生态体的演进过程。

    第一阶段：局部技术试点，对硬件、软件进行双向突破，寻求生产线的试点推广。可以以传感器和传感器网络、RFID、制药工业大数据的应用为切入点，实现过程控制、生产环境检测、制造供应链跟踪、远程诊断管理等物联网应用；

    第二阶段：车间自动化改造，提高设备性能、提高连续化程度、提高车间自动化程度、减少人员干预、提高车间整体效率；

    第三阶段：打造数字化工厂，高度数字化、网络化，实现大数据集成，推动MES与ERP的落地（如图3所示）；

    第四阶段：实现集团化智慧工厂，推出创新整合的解决方案，打通集团各工厂间的数据网络，资源调配、产能调配、提高利用率，真正实现智能生产与智能工厂（如图4所示）。

图3 工厂版图

图4 集团版