杨媛媛

（沈阳东北制药设计有限公司，辽宁沈阳 110000）

近年来随着世界原料药生产中心逐渐向亚洲转移，以中国为代表的亚洲国家逐渐成为原料药生产的主要场所，而我国某些原料药的生产技术水平和质量指标已经与发达国家比较接近，化学原料药的产量和总出口额也呈上升趋势，我国也是世界上最大的维生素类产品的生产与出口国，出口量最大的是维生素C。从这些数据看，我国原料药生产规模趋势良好，但基于整个医药行业来看，还需要在生产自动化方面做出调整与优化。

1 当前原料药生产方面的主要设备缺陷

我国原料药的生产量处于世界前列，很多产品在国际市场上具有明显的优势。例如我国抗生素药物的种类齐全，以青霉素为代表的产品在世界范围内都能得到认可，在国际市场上占据了较大的份额，但我国在原料药生产方面依然存在明显的缺陷。

原料药生产本身是化学反应或是生物化学过程，两者虽然在生产过程上有所差异，但都离不开生产设备的技术支持，但这些生产设备仍然存在很多问题。例如，在原料药的生产过程中，温度作为反应过程的敏感性因素，所需要的设备在预处理和自动化水平上都需满足要求，在萃取、加热、冷却方面所使用的设备质量也都是原料药生产过程中的关键性保障，设备缺陷问题应该引起高度重视。

1.1 设备密封性问题

设备密封性一直以来都是压力容器类设备的重要指标，通常情况下焊接不稳定是此类压力容器的主要缺陷点。由于高温高压的作用，往往由于应力过于集中而导致设备破裂。一旦设备表面密封性出现问题，不仅影响生产过程还会增加事故产生的风险。

1.2 自动化水平问题

在现代技术条件下，自动化生产代表更高的生产效率，同时也能在人力资源和成本上实现节约。但现有的自动化水平并不突出，在原料药的工艺生产过程中所获取的实际收益并不明显。合适的设备是提高工艺效率的关键，同时也是加大利润的前提保障，因此自动化水平的问题将成为未来生产环节中的重点。

1.3 节能环保问题

能源原材料价格上涨在各行各业都产生了一定的影响，原料药生产过程中降低设备的承载和消耗，一直都是环保节能方面的工作需求。另外，节能减排与环保问题一直是我国化工产业的薄弱之处。尽管相关企业已经配备了相应的处理设备，但这些设备并没有发挥应有的作用。原因在于环保处理过程所产生的费用较高，某些原料药企业出于成本考虑，并未将此类设备真正投入使用，因此，设备厂家应该对设备成本和运行成品进行深入的设计研究。

2 原料药生产自动化设计

医药行业生产的主要产品是药品，药品的质量与人们的生命安全与健康是息息相关的，医药工业生产的自动化需求，很大程度上都需要基于这一要求展开各项工作。因此原料药的生产过程必须符合GMP 规范，药品的研发和经营使用也应符合GCP、GAP 等各项质量管理规范，遵循质量管理规范方面的制度要求。同时对医药生产自动化系统的设计，还需符合GAMP 的规范。此类规范的目标对药品整个生命周期进行了有效约束，同时将各个阶段的质量要求落实在不同的生产环节当中，然后借助严格的监控手段实现自动化和信息化的管理。制药行业所使用的生产设备对精度要求较高，与一般化工生产行业相比，原料药自动化在设备配套元件方面的投入会更大。从质量控制的角度分析，人为因素将成为自动化设计中的主要阻碍性因素。换言之，如果能稳定地开展生产自动化工作，就需要排除人为影响[1]。具体来看可以从以下几个方面开展工作。

2.1 虚拟现实技术下的智能化设计

虚拟现实技术的支持之下，可以让工艺流程直观清晰的展现，便于流程分析和合理设计。在相关研究中，研究者们也倾向于在规划设计过程中用此类方法检测设备性能，然后展开相应的优化和改进工作，减少后续对于设备的维护和维修时间。例如虚拟设计下的压缩机产品可以在交互虚拟体系下展开可视化设计，利用虚拟原型来进行装配、检验，了解各个零部件尺寸是否存在质量问题，即便存在问题也可以进行快速调整，而不需要多次进行实物试验，既能够节约时间，也能够减少成本投入。由此可见，模拟技术在日后的自动化设计中越来越重要[2]。

2.2 设计流程优化——在线监测

制药生产中的每一项单元操作工艺参数的改变都会影响到最终的产品质量，当前国内的原料药生产环节还缺乏一定的过程检测手段，更多只能依靠经验来进行判定。例如药品的混合、提取、分离纯化等。在线监测技术的应用可以在行业领域发挥关键作用，在收集样品类型后可以显示相关信息，提升对于生产过程、关键参数和产品质量的管控，符合现代化要求下的环保目标，节约人工成本和环境成本。

例如借助PAT 技术，就可以将关键性的过程参数和质量指标控制在合理范围内，在药品生产中，PAT 技术能够有效提升对产品质量的过程控制，增加产品的质量保障，某些关键参数也实现了合理设置[3]。PAT 技术支持下的人机互动可以通过模型分析来进行全面性监控，利用机器视觉技术来收集精确的数字图像，与原料生产过程进行对比，促进高效化交流沟通满足智能操控的需求。基于GMP 的各种药品生产标准之中也对流程进行了严格要求。

2.3 软硬件保障

软硬件保障工作的作用也非常突出。硬件方面，原料药生产过程中所用到检测仪表，如一体化温变、压变、流量计、液位计等，在防腐防爆等性能上都必须发挥好各自的功能；软件方面，DCS 控制系统或者PLC 控制系统应按照智能化的设计理念，控制好生产对象特性，以此为基础展开后续的研究工作。

3 自动化的影响因素

我国原料药生产过程与自动化有关的设计项目，大多是由建设单位委托具有相应资质的设计公司对生产过程进行可研、初设以及施工图设计，最后通过招投标方式确定相应资质的施工单位进行建设施工。但在此设计以及施工过程中，仍然存在某些因素对原料药生产自动化带来影响。例如设计单位对生产工艺过程不够了解，或者为了减轻设计工作量而出现只设计部分控制检测点的行为，从而无法对整个工艺过程进行全方位控制。特别是由计算机控制系统的方案设计与软件开发方面，这一问题会体现得更加显著。在招投标方面，有很多招投标只是走个过程，并没有注重方案的设计，而是更看重价格和人际关系等诸多影响因素。如此在后续的施工过程中，极有可能因为较低的投标价格而在工程施工过程中偷工减料，无论是在设备、材料还是在安装过程中都可能尽量降低成本，进而干预自动化水平的提升。因此在今后的研究工作中，需要从设计、施工等多个角度减少自动化生产环节的不利影响。

4 结语

自动化技术支持下的原料药生产工作将成为医学医药领域关注的普遍问题。我国作为原料药生产大国，在工程技术方面拥有巨大的市场潜力。今后的生产自动化和在线控制检测等技术也将成为原料药行业发展的主要方向。必要时也可以学习国外的先进技术完成制药环节的自动化控制，在保障药物质量的前提下，为制药事业发展作出应有的贡献。