生物制藥自動化平臺選擇指南
近年來,隨著制藥4.0和智能制造的不斷推進,生物制藥行業的自動化數字化需求正經歷快速提升。從***初的單機控制,到逐步實現產線集成,再到全廠***的集中管理,自動化平臺正成為藥廠提升競爭力和應對合規挑戰的重要抓手。 但是,目前大部分制藥生產現場依然是以下這些場景:產線上使用的設備由不同的產商提供,這些設備有的可能只有本地的操作面板和數據顯示,亦或配置了獨立的自動化軟件系統,用于執行工藝過程控制和數據的顯示記錄。此類軟件滿足單機運行,卻缺乏不同設備間的統***協調及數據交互能力,致使產線整體運行呈現“信息孤島”的狀態。
這種模式在早期生產中或許尚能滿足需求,但隨著生產規模擴大和監管標準不斷提高,其局限性日益明顯:
數據分散,難以統***存儲與分析:不同設備產生的數據存儲在各自的電腦或者觸摸屏里,需要操作人員到各自設備上拷貝數據,缺乏統***平臺進行歸檔收集與管理。 跨設備協同效率低:前后工藝環節的數據和狀態分散顯示在不同設備上,需要人工銜接,增加了操作復雜度和出錯風險。 成本與效率壓力:傳統的人工記錄和備份數據,分散管理設備,會增加人力投入,還容易出現錯誤,造成額外的損失。 法規與合規要求:FDA的21 CFR Part 11、中***良好生產規范(GMP)及《藥品記錄與數據管理要求(試行)》,持續強化對電子記錄、審計追蹤功能及數據不可篡改性的要求,傳統手工抄記的紙質文檔的短板和弊端,已經不符合行業的發展趨勢和需求。 數據價值未被充分利用:工廠中大量實時數據沒有被系統化采集與分析,無法為工藝優化、質量提升和決策提供支持。 在這樣的背景下,建設***套統***、合規的數據采集與管理平臺,已成為很多企業發展的選擇。這不僅是滿足法規的剛性需求,同時也提升效率、降低成本、助力企業邁向智能制造。 目前,生物制藥工藝自動化平臺大體可以分為三類: Historian Platform(數據采集平臺) 主要功能:Historian軟件平臺主要對產線上不同設備的數據進行集中采集與存儲備份,支持數據的集中展示、趨勢分析和報警記錄功能。 應用特點:聚焦于多種設備和儀表的數據采集和管理,不直接參與設備的控制。 典型價值:幫助企業打破信息孤島,確保數據可追溯與合規性,同時為工藝優化和后續分析提供可靠的數據支撐。 SCADA Platform(監視控制與數據采集系統) 主要功能:在產線平臺***Historian的基礎上,SCADA軟件通過OPC通訊或者增加局部的PLC控制器,增加***部分集中監控功能和批次生產遠程管理和報告功能。 應用特點:適合多設備、多工藝的集成應用場景,在中試車間和商業化生產中廣泛應用,是企業邁向智能工廠的重要階段。 典型價值:實現跨設備的數據打通與集中監控,提升操作效率和生產透明度,便于統***標準化管理。 DCS System(分布式控制系統) 主要功能:將控制邏輯分布在***個或多個控制器中,使用同***套軟件實現全廠***的統***控制與數據管理。 應用特點:系統集成度高、穩定性強,適合對連續,重復穩定生產的大規模商業化生產線。 典型價值:提供全廠***的集中控制和數據整合,支持復雜的工藝協調和批次管理,產線中不同工藝設備的靈活組合調用,以及多設備甚至全產線全自動化的配方運行。
簡單來說,Historian更像“數據倉庫”,SCADA是“數據中樞+監控平臺”,而DCS則是“全廠***的大腦”。
Historian/SCADA/DCS的對比
企業在不同發展階段,可以根據生產規模、合規需求和預算情況,選擇合適的平臺。
Cytiva的解決方案 基于對生物制藥行業的深刻理解,Cytiva推出了Figurate自動化平臺以及中***本土化的SCADA平臺,其中Figurate平臺覆蓋Historian、SCADA和DCS不同層次的應用需求。 Cytiva Figurate Automation Offerings 圖1:Cytiva Figurate自動化平臺解決方案 Figurate Historian:基于PI系統開發的專注于產線***的數據采集與存儲,支持趨勢分析、報表生成和報警通知,為合規與工藝優化奠定數據基礎; Figurate Wonderware(SCADA):實現多設備的集中監控與統***操作,支持配方批次管理,提升生產過程的可視化和可控性; Figurate DeltaV / PlantPAx /PCS7(DCS):面向全廠***的統***控制,適合大規模GMP生產,保障復雜工藝的穩定性與***致性。 Figurate自動化平臺將工藝與自動化軟件深度融合,能夠靈活覆蓋不同層***的自動化需求,滿足多種工藝場景和客戶要求。同時,平臺支持多種自動化架構,并提供完善的軟件庫與文檔,為客戶交付基于工藝的交鑰匙解決方案,從而顯著降低項目實施的風險與成本。 在中***市場,Cytiva還針對中***客戶的本土化需求,可提供基于西門子和***產自動化技術平臺的SCADA解決方案。這些方案不僅符合相關法規要求,同時結合用戶習慣,幫助客戶在合規性,成本控制和實施靈活性之間實現良好平衡。 在制藥4.0和智能制造的浪潮下,數據采集與自動化平臺不僅是滿足合規的保障,更是提升效率、優化成本和驅動工藝創新的關鍵。 從Historian到SCADA,再到DCS,不同層***的平臺對應著企業在不同發展階段的需求。對生物制藥企業而言,選擇并構建適合自身的自動化路徑,才是邁向未來智能工廠的核心步驟。
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