制藥行業(yè)自動(dòng)化和信息化的重要性和必要性最關(guān)鍵是建立在兩點(diǎn)之上：一是從醫藥行業(yè)本身層面來(lái)說(shuō)，自動(dòng)化和信息化是確保藥品質(zhì)量必要手段；二是從整個(gè)國家層面來(lái)說(shuō)，自動(dòng)化和信息化是落實(shí)國家“信息化與工業(yè)化融合”政策戰略的必經(jīng)之路。
 

上海醫藥工業(yè)研究院   湯繼亮

    1　制藥行業(yè)自動(dòng)化和信息化的重要性和必要性

    對于在制藥行業(yè)，“自動(dòng)化和信息化的必要性和重要性究竟是什么？”的問(wèn)題，是一個(gè)長(cháng)期困惑著(zhù)許多業(yè)內外人士的問(wèn)題，其中包括企業(yè)的決策層和專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員。

    由于制藥行業(yè)的特殊性，許多企業(yè)的決策層認為：制藥生產(chǎn)本來(lái)就是適用傳統的生產(chǎn)方式，人力資源便宜，沒(méi)有什么可值得花費投資搞自動(dòng)化和信息化的。部分企業(yè)質(zhì)量和生產(chǎn)管理人員，甚至有相當一部分GMP專(zhuān)家則簡(jiǎn)單地認為：自動(dòng)化不但增加企業(yè)的投資，而且增加額外的驗證麻煩和費用，為了應付驗證，自動(dòng)化的內容越少越好。行業(yè)內的自動(dòng)化和信息化專(zhuān)業(yè)人員對自動(dòng)化和信息化的認識也往往局限在自動(dòng)化和信息化技術(shù)本身以及傳統意義上的應用，很少有人感悟到自動(dòng)化和信息化在制藥行業(yè)的真正價(jià)值和廣泛應用空間。

    但是，對于制藥行業(yè)來(lái)說(shuō)，它的最終產(chǎn)品是“藥品”，而藥品的質(zhì)量則是關(guān)系民生、健康、安全和社會(huì )穩定的頭等大事，因而無(wú)論國內或國外，都把確保藥品的質(zhì)量作為頭等重要的大事。我國目前各級藥監部門(mén)的重要使命就是全面而嚴格地監控和確保我國藥品各個(gè)環(huán)節的質(zhì)量和安全。我相信還沒(méi)有一個(gè)行業(yè)像醫藥行業(yè)那樣，把質(zhì)量放到如此重要的地位。因此，實(shí)際上藥品的質(zhì)量就是制藥企業(yè)的生命線(xiàn)，醫藥行業(yè)自動(dòng)化和信息化的重要性和必要性，很大程度上就是從這點(diǎn)出發(fā)的。

    隨著(zhù)我國加入WTO，我國醫藥行業(yè)面臨著(zhù)生產(chǎn)和管理方式必須逐步與國際接軌，產(chǎn)品必須逐步走向更廣闊的國際市場(chǎng)的形勢。面對全球經(jīng)濟一體化進(jìn)程的加快，國際市場(chǎng)的激烈競爭和對藥品生產(chǎn)質(zhì)量越來(lái)越高的要求，使許多企業(yè)管理者越來(lái)越感到我國醫藥行業(yè)的生產(chǎn)方式、質(zhì)量控制手段、企業(yè)管理模式和自動(dòng)化生產(chǎn)與信息化管理水平與國際先進(jìn)水平有一定的差距。特別是近年來(lái)，我國部分醫藥生產(chǎn)企業(yè)由于缺乏嚴格、有效的自動(dòng)化和信息化控制和管理手段與機制，因而頻頻發(fā)生重大的藥品生產(chǎn)質(zhì)量事件，這些觸目驚心的事件更使我國制藥行業(yè)的監管部門(mén)和生產(chǎn)企業(yè)越來(lái)越意識到自動(dòng)化和信息化已是實(shí)現我國制藥工業(yè)現代化的必由之路；同時(shí)也使我國各級藥品質(zhì)量監督部門(mén)越來(lái)越意識到充分發(fā)揮自動(dòng)化和信息化在規范、約束甚至取代人的行為方面的作用，才是提升藥品質(zhì)量監控力度必不可少的有效手段。

    另外，自從黨中央十六大、十七大相繼提出“信息化帶動(dòng)工業(yè)化，工業(yè)化促進(jìn)信化，走中國特色新型工業(yè)化道路”和“大力推進(jìn)信息化與工業(yè)化深度融合”的重大戰略決策以來(lái)，我國的各個(gè)行業(yè)都面臨著(zhù)一個(gè)“經(jīng)濟發(fā)展方式轉變和工業(yè)轉型升級”的偉大歷史任務(wù)；尤其是對于我國醫藥工業(yè)，更有一個(gè)通過(guò)“兩化深度融合”使現有的生產(chǎn)方式和管理方式從傳統的勞動(dòng)力密集型向自動(dòng)化、信息化和智能化方向轉型升級的迫切任務(wù)。

    由此可見(jiàn)：制藥行業(yè)自動(dòng)化和信息化的重要性和必要性最關(guān)鍵是建立在兩點(diǎn)之上：一是從醫藥行業(yè)本身層面來(lái)說(shuō)，自動(dòng)化和信息化是確保藥品質(zhì)量必要手段；二是從整個(gè)國家層面來(lái)說(shuō)，自動(dòng)化和信息化是落實(shí)國家“信息化與工業(yè)化融合”政策戰略的必經(jīng)之路。

    2　制藥行業(yè)自動(dòng)化和信息化的特點(diǎn)、現狀和需求

    對于制藥行業(yè)自動(dòng)化和信息化的特點(diǎn)、現狀和需求問(wèn)題，目前許多業(yè)內業(yè)外人士都沒(méi)有清楚的認識。特別是自動(dòng)化，直到目前為止，在我國自動(dòng)化的學(xué)術(shù)和應用領(lǐng)域，一談自動(dòng)化，人們首先想到是石油、化工、冶金等領(lǐng)域，很少涉及醫藥領(lǐng)域。在有關(guān)自動(dòng)化的專(zhuān)業(yè)會(huì )議上，也很少聽(tīng)到有關(guān)制藥工業(yè)自動(dòng)化的論題。實(shí)際上，這一方面是反映了目前我國制藥行業(yè)在自動(dòng)化總體水平上還相對落后的現狀，同時(shí)也反映了許多人對制藥工業(yè)自動(dòng)化的特點(diǎn)和需求確乏了解，甚至還普遍存在某些錯覺(jué)。

    制藥工業(yè)在我國是一個(gè)傳統的產(chǎn)業(yè)。由于行業(yè)的特殊性，相對于其他行業(yè)來(lái)說(shuō)，長(cháng)期以來(lái)總體上存在著(zhù)“一小”（企業(yè)規模?。?、“二多”（企業(yè)數量多、產(chǎn)品數量多）和“三低”（產(chǎn)品技術(shù)水平低、新藥研發(fā)力量低，管理水平低）的現象，這就使制藥行業(yè)在生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)和管理等方面的自動(dòng)化與信息化水平都處在相對比較落后的狀態(tài)。

    其實(shí)，制藥工業(yè)作為一種流程化的制造加工業(yè), 它的自動(dòng)化內容和方式，與石油化工等行業(yè)相比，有許多共性的地方，也存在很多獨特的差異性；同時(shí)從某種角度上講，其自動(dòng)化的需求和內容，可能比石油、化工和冶金等領(lǐng)域更豐富和更復雜。

    制藥行業(yè)自動(dòng)化具有如下特點(diǎn)和需求：

目前我國制藥工業(yè)主要分為原料藥生產(chǎn)和制劑生產(chǎn)，原料藥和制劑又主要包括化學(xué)制藥、生物制藥和中藥等類(lèi)型。不同的制藥類(lèi)型，其自動(dòng)化的形式不盡相同，尤其是原料藥和制劑，其自動(dòng)化的方式幾乎完全不同。原料藥的生產(chǎn)與石油化工相比，雖然具有小規模、單元化、批量化和間歇性的特點(diǎn)，但是生產(chǎn)方式基本還是可以實(shí)現管道化和連續化，它的自動(dòng)化方式也基本上是采用過(guò)程自動(dòng)化PA（Process Automation）形式為主；而制劑藥的生產(chǎn)基本上都是單機組或多機組流水線(xiàn)的加工形式來(lái)實(shí)現的，機組之間的生產(chǎn)過(guò)程基本上是斷離的，它的自動(dòng)化方式是典型的設備自動(dòng)化形式，或者說(shuō)是離散型工廠(chǎng)自動(dòng)化FA（Factory Automat）形式。

    在制藥行業(yè)原料藥的生產(chǎn)單元設備和過(guò)程中，有些環(huán)節與化工生產(chǎn)類(lèi)似（尤其是化學(xué)制藥），而有些則不完全相同。石油化工領(lǐng)域所涉及到的控制理論、內容和方法策略在制藥領(lǐng)域內大都適用，而制藥工業(yè)中的某些自動(dòng)化問(wèn)題在石油化工領(lǐng)域卻常常很少碰到，例如涉及微生物生長(cháng)和代謝的發(fā)酵過(guò)程的自動(dòng)化問(wèn)題；中藥提取、濃縮、醇沉、滲漉等過(guò)程的自動(dòng)化問(wèn)題等。

    作為藥品最后形成階段的制劑生產(chǎn)，它大部分是采用高度機電一體化的單機組或多機組流水線(xiàn)的生產(chǎn)形式。在這些機組設備中，許多先進(jìn)的自動(dòng)化技術(shù)和手段（包括各種光、機、電、磁、氣等傳感技術(shù)、測試技術(shù)、傳動(dòng)技術(shù)、運動(dòng)控制技術(shù)、分析技術(shù)，PLC、PAC、單片機、嵌入式技術(shù)、總線(xiàn)技術(shù)等）都已得到廣泛的應用。在制藥領(lǐng)域，雖然對高溫、高壓等方面沒(méi)有像石油化工領(lǐng)域那么普遍的要求，但防火防爆要求也同樣存在，而且在無(wú)菌、凈化、滅菌、清洗等方面有著(zhù)極其嚴格的規范要求。另外，對成分和質(zhì)量的實(shí)時(shí)檢測與分析、對微量的實(shí)時(shí)稱(chēng)重和異物的在線(xiàn)檢測以及防偽識別等技術(shù)都有著(zhù)極為迫切的需求。

    由于制藥生產(chǎn)過(guò)程與石油、化工等生產(chǎn)過(guò)程的大規模、連續化、管道化的生產(chǎn)方式不同，其基本上都是采用小規模、單元化、批量化和間歇式的生產(chǎn)方式。目前在我國，自動(dòng)化控制系統的應用大部分還局限在原料藥生產(chǎn)的某些局部單元和輔助系統上，如抗生素發(fā)酵，中藥提取、濃縮和分離，化學(xué)制藥的反應、提取和分離，在線(xiàn)消毒和清洗，鍋爐等。在我國制劑生產(chǎn)中，雖然制劑設備本身的自動(dòng)化內容極其豐富，但它們的自動(dòng)化應用大多數還是由國內外設備供應商來(lái)完成的。相當一部分制劑設備（尤其是國產(chǎn)設備）還不具備完整的網(wǎng)絡(luò )通訊功能，生產(chǎn)過(guò)程中的原輔料、中間品、半成品到最后成品的物流轉運和投放大多還是人工完成，整個(gè)制劑生產(chǎn)過(guò)程都是斷離的，部分質(zhì)量和計量控制點(diǎn)還缺乏合適的在線(xiàn)監控手段；所有的質(zhì)量管理系統大部分也還是離線(xiàn)和非實(shí)時(shí)；制劑車(chē)間的自動(dòng)化設計大多局限在空調凈化（HAVC）、醫藥用水、在線(xiàn)清洗/滅菌（CIP/SIP）和易燃火災報警聯(lián)鎖等輔助系統的設計上，自動(dòng)化系統沒(méi)有得到很好的整合，基本上是處在一個(gè)個(gè)自動(dòng)化孤島狀態(tài)。

    雖然目前在國內制藥生產(chǎn)中常見(jiàn)到是一些獨立的和單元化的PID控制或程序控制模式，但實(shí)際上它們并不代表醫藥行業(yè)真正希望的理想控制模式，真正理想合理的控制模式應該是按照GMP管理規范的要求，采用自動(dòng)化和信息化相結合的手段，盡可能在最大范圍內，規范、約束和取代人的行為和操作，實(shí)現生產(chǎn)全過(guò)程自動(dòng)化的批控制（Batch Control）和批管理。應該講，目前我國大部分制藥企業(yè)還沒(méi)有真正實(shí)現這樣的模式，我們現在正在有關(guān)項目中進(jìn)行這方面的探索工作。 特別是在我國制藥生產(chǎn)過(guò)程中，很多藥物的物性?xún)热莺唾|(zhì)量指標至今還暫時(shí)難以用合適的手段和嚴格的數量標準進(jìn)行在線(xiàn)檢測（尤其是中藥），有些生產(chǎn)單元和過(guò)程的控制對象特性、檢測方法和控制方案，還有待進(jìn)一步研究和探索；因此，目前制藥工業(yè)要在原有的工藝和設備的條件上，完全實(shí)現高度自動(dòng)化，確實(shí)還存在一些特定的難度。

    另外，我國目前還是一個(gè)發(fā)展中的國家，我國大多數制藥企業(yè)的經(jīng)濟實(shí)力還比較單薄，對自動(dòng)化的需求和觀(guān)念相對比較淡??；小規模、單元化、批量化和間歇式的生產(chǎn)模式又使自動(dòng)化和工藝設備的投資比明顯比石油化工等行業(yè)高得多，所以在我國人力資源比較便宜的條件下，推動(dòng)醫藥生產(chǎn)自動(dòng)化的工作仍有不少阻力，再加上醫藥生產(chǎn)自動(dòng)化還有許多關(guān)鍵的難點(diǎn)有待突破，因此我國醫藥行業(yè)的自動(dòng)化建設還有個(gè)培育和發(fā)展的過(guò)程，不能簡(jiǎn)單地照搬國外或其它行業(yè)的模式，必須結合我國制藥行業(yè)的實(shí)際情況，多做一些“要馬兒好，又要馬兒少吃草”的努力，同時(shí)，還要提高目前我國制藥工業(yè)自動(dòng)化工程在規劃、設計和實(shí)施方面的水平和質(zhì)量，使我國制藥工業(yè)自動(dòng)化項目真正達到可靠、實(shí)用、技術(shù)經(jīng)濟合理和先進(jìn)的效果。

    在信息化方面，雖然我國不少制藥企業(yè)在企業(yè)管理方面有了一定范圍的應用，但這些應用大部分還局限在傳統的企業(yè)上層的財務(wù)管理、供銷(xiāo)存管理、生產(chǎn)計劃管理、客戶(hù)和商務(wù)管理以及辦公自動(dòng)化等的水平和模式，信息化并沒(méi)有真正深度融合到產(chǎn)品（藥品和設備）優(yōu)化設計、產(chǎn)品（藥品和設備）生產(chǎn)加工過(guò)程的控制和管理、產(chǎn)品質(zhì)量的控制和管理、設備和能源的優(yōu)化管理以及工業(yè)環(huán)境改進(jìn)等工業(yè)過(guò)程之中。企業(yè)的信息化和自動(dòng)化大部分是互相分離的，因而遠沒(méi)有實(shí)現真正的“信息化與工業(yè)化的深度融合”，沒(méi)有實(shí)現“兩化融合”所要求的“生產(chǎn)過(guò)程的實(shí)時(shí)監測、故障診斷、質(zhì)量控制和調度優(yōu)化，深化生產(chǎn)制造與運營(yíng)管理、采購銷(xiāo)售等核心業(yè)務(wù)系統的綜合集成”。因而制藥行業(yè)“信息化與工業(yè)化的深度融合”的道路依然漫長(cháng)和艱巨。
 

    3　制藥行業(yè)自動(dòng)化和信息化的有關(guān)政策和規范問(wèn)題

    國家政策是制藥行業(yè)自動(dòng)化和信息化建設的方向，醫藥行業(yè)的質(zhì)量法規是制藥行業(yè)自動(dòng)化和信息化建設必須遵循的合規性要求。

    （1） 國家政策和規劃要求方面，除了國務(wù)院2012年1月頒發(fā)的《國家藥品安全規劃(2011—2015年)》之外， 國家四部一委（工業(yè)和信息化部、科學(xué)技術(shù)部、財政部、商務(wù)部、國有資產(chǎn)監督管理委員會(huì )）2011年3月正式公布了《關(guān)于加快推進(jìn)信息化與工業(yè)化深度融合的若干意見(jiàn)(2011年)》政策文件，對我國實(shí)現信息化與工業(yè)化的“兩化融合”的目的、指導思想、基本原則、發(fā)展目標、主要任務(wù)和主要措施都作了非常系統和明確的闡述和規定。這個(gè)文件不但是國家對于我國所有工業(yè)領(lǐng)域信息化發(fā)展的方向性既定政策，同時(shí)也是我們醫藥行業(yè)信息化和自動(dòng)化工作的方向和依據。

    在此基礎上，中國化學(xué)制藥協(xié)會(huì )2012年在國家工信部的指導下，結合我國制藥行業(yè)的具體情況，組織制訂了相應的《化學(xué)制藥行業(yè)“兩化融合”評估指標體系》。這個(gè)評估指標和要求不僅對醫藥行業(yè)“兩化深度融合”評審提供了標準依據，而且實(shí)際上也向制藥企業(yè)自動(dòng)化、信息化以及兩化融合工作提出了非常全面、細致和具體的內容和要求。

    另外， 國家工信部2 0 1 2 年1 月正式頒布了《醫藥工業(yè)“十二五”發(fā)展規劃》，其中對我國醫藥工業(yè)的信息化和自動(dòng)化提出了非常明確和具體的要求。如在《醫藥工業(yè)“十二五”發(fā)展規劃》十項“主要任務(wù)”的第九項任務(wù) “提高醫藥工業(yè)信息化水平”中明確提出“加強信息技術(shù)在新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中的應用”、“提高生產(chǎn)過(guò)程信息化水平”和“提高企業(yè)管理信息化水平”三項具體要求。在所謂五個(gè)“重點(diǎn)領(lǐng)域”技術(shù)中，在“生物技術(shù)藥物”方面明確提出“生產(chǎn)過(guò)程質(zhì)量技術(shù)”和在“現代中藥”方面明確提出“生產(chǎn)過(guò)程控制技術(shù)”的要求。

    除此之外，國家中醫藥管理局也就我國中醫藥的信息化發(fā)展問(wèn)題，于2012年7月頒發(fā)了專(zhuān)門(mén)的《中醫藥信息化建設“十二五”規劃》。

    （2）醫藥質(zhì)量法規的要求方面，由于制藥行業(yè)對于與藥品質(zhì)量有關(guān)的方方面面有著(zhù)非常嚴格的質(zhì)量法規的要求，除了藥品的生產(chǎn)過(guò)程必須符合GMP（Good Manufacturing Practice，藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規范）之外，我國對藥品（包括中藥材）的研發(fā)、臨床、生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)和使用都還有包括GLP、GCP、GAP、GSP和GUP等一整套嚴格的質(zhì)量管理規范。而對所有與藥品質(zhì)量息息相關(guān)的計算機化系統（包括自動(dòng)化控制系統、信息化系統、儀器、設備以至工程等）也需要符合國際藥物工程協(xié)會(huì )（ISPE）的GAMP （GoodAutomation Manufactory Practice，良好自動(dòng)化生產(chǎn)實(shí)踐指南）和美國FDA的21CRF Part11（電子記錄和電子簽名）等規范的要求。而所有這些規范，其實(shí)質(zhì)性的作用就是要確保藥品從研發(fā)、臨床、生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)、流通到使用等的整個(gè)生命周期的各個(gè)階段和各個(gè)方面，其質(zhì)量因素是真實(shí)可靠的、可控和可追溯的。

    為了保證這些計算機化系統（包括硬件、軟件、文檔和相關(guān)設備）的合規性（包括系統的可靠性、質(zhì)量的可控性、數據的真實(shí)完整性和可追溯性），如何按照GAMP及其它相關(guān)規范的要求，嚴格而合理的計算機化系統驗證CSV（Computerize SystemValidation），就成為制藥行業(yè)自動(dòng)化與信息化系統與工程重要的合規性?xún)热?。為此，國家食品藥品監督管理總局于2014年6月17日也再次發(fā)布了《藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規范（2010年版）》的附錄《計算機化系統》（征求意見(jiàn)稿），從而為我國制藥行業(yè)落實(shí)計算機化系統驗證工作提供了正式的法規依據。

    4　制藥行業(yè)自動(dòng)化和信息化建設的方向問(wèn)題

    根據《醫藥工業(yè)“十二五”發(fā)展規劃》、國家的“兩化融合”政策以及中國化學(xué)制藥行業(yè)協(xié)會(huì )制訂的《化學(xué)制藥行業(yè)“兩化融合”評估指標體系》的指標要求，制藥行業(yè)自動(dòng)化和信息化建設的重點(diǎn)方向包括以下5個(gè)方面：

    （1）研發(fā)體系：建立基于信息化集成的研發(fā)體系或平臺，提升藥物研發(fā)水平和速度。

    其中主要包括：計算機輔助設計開(kāi)發(fā)、PAT（過(guò)程分析技術(shù)）和QBD（質(zhì)量源于設計）的應用；實(shí)現藥品研發(fā)系統（實(shí)驗室系統LIMS、中間實(shí)驗放大系統）與生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化控制和管理系統、藥品質(zhì)量管理系統的綜合集成。

    （2）生產(chǎn)體系：推動(dòng)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化與生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理信息化的綜合集成，建立管控一體化的現代生產(chǎn)體系。主要包括：

    • 提高原料藥生產(chǎn)的自動(dòng)化化水平，探索實(shí)現原料藥生產(chǎn)全過(guò)程的自動(dòng)化批控制(Batch Control)模式，為實(shí)現真正的原料藥生產(chǎn)的MES系統打好基礎。

    • 優(yōu)先建立制劑藥生產(chǎn)全過(guò)程在線(xiàn)、實(shí)時(shí)質(zhì)量監控系統，采用信息化和自動(dòng)化相結合手段，消除制劑藥生產(chǎn)的信息化孤島，最大限度約束、規范和取代人的行為，提升制劑藥生產(chǎn)的GMP執行力度，確保藥品質(zhì)量。

    • 克服目前制藥設備的封閉性，改進(jìn)自動(dòng)化制藥設備開(kāi)放性與合規性，開(kāi)放制劑生產(chǎn)設備對藥品關(guān)鍵質(zhì)量數據和重要生產(chǎn)工藝數據的輸出，提供外部系統制藥生產(chǎn)設備統一協(xié)調的干預功能，為實(shí)現制劑藥生產(chǎn)真正的自動(dòng)化批控制和MES系統創(chuàng )造條件。

    • 在實(shí)現和完善原料藥和制劑藥生產(chǎn)全過(guò)程自動(dòng)化的基礎上，實(shí)現與企業(yè)的生產(chǎn)、質(zhì)量和經(jīng)營(yíng)管理系統的信息化綜合集成，推動(dòng)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化系統(FCS)與生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理(ERP)的信息化綜合集成，建立真正和完整的制造執行系統(MES)和綜合自動(dòng)化系統(IACS)，實(shí)現真正管控一體化集成的現代生產(chǎn)體系。

    （3）經(jīng)營(yíng)管理體系：推動(dòng)企業(yè)各業(yè)務(wù)系統的信息化綜合集成，建立現代化的經(jīng)營(yíng)管理體系。

    主要包括：完善各業(yè)務(wù)系統單項信息化應用（生產(chǎn)、計劃、質(zhì)量、設備、營(yíng)銷(xiāo)、供應鏈、財務(wù)、人力資源、安全等）；實(shí)現企業(yè)核心業(yè)務(wù)（產(chǎn)、供、銷(xiāo)）綜合集成；實(shí)現企業(yè)各業(yè)務(wù)系統（ERP、FCM、SCM、CRMEBS）的綜合集成，建立現代化的經(jīng)營(yíng)管理體系。