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推進中藥工業數字化、網絡化、智能化建設,加強技術集成和工藝創新,加速中藥生產工藝、流程的標準化、現代化——

革新技術裝備實現中藥“智”造

時間:2019-06-27 來源:中國中醫藥報3版 作者:王毅 臧振中

問題背景

  制藥技術是保證藥品質量的關鍵。我國中藥產業從改革開放初期的手工作坊式生產模式向現代化制造業邁進,建立了以科技創新為源頭、藥材生產為基礎、中藥工業為主體、制藥裝備為支撐、中藥商業為紐帶的產業體系,成功地打造了擁有自主知識產權并具有現代醫藥工業技術水平的中藥制藥業,發展形成了較為完整的現代中藥產業鏈。然而,在中成藥及飲片行業中,生產車間和企業信息化程度較低,制造技術水平與現代制造業相比尚有極大差距。我國制藥裝備生產企業仍以民營中小企業為主體,規模以上企業較少,科技創新型企業極缺,自主設計和研發能力較弱。大部分中藥制藥設備為仿制或改制而來,在技術水平上與國外制藥機械設備有明顯差距,尚不能提供面向中藥制造業的信息技術及系統設備,滿足不了中藥產業現代化發展的實際需求。在中國制造轉型升級的現實背景下,如何構建符合中醫藥特點的智能制造技術體系已成為急需解決的關鍵工程技術難題。

關鍵突破點

  中藥現代化戰略實施以來,我國中藥制藥工業經歷了以水煮醇沉工藝為代表的機械化和半機械化技術發展階段,逐步跨入生產設備自動化或半自動化技術發展階段。浙江大學程翼宇教授團隊、江西中醫藥大學楊明教授團隊為代表的中藥制藥工程專家群體將工業過程控制技術、過程分析檢測技術與藥物信息學技術等集成應用,創新發展了中藥制藥過程控制技術,在以正大青春寶藥業有限公司、江中藥業股份有限公司為代表的一些先進企業實施應用,采用計算機信息技術、過程控制技術和過程分析檢測技術等對中藥生產制造系統實施數字化和信息化改造,取得了顯著的社會與經濟效益。

  在國際上,智能制造與連續制造等先進制藥方式在國外得到重視、研發、應用與推廣,對于提高藥品質量和生產效率、監管效率、行業可持續發展都具有重要意義。從全球范圍內看,具有國際競爭優勢的制藥裝備提供商主要集中于德國、意大利等歐盟國家,日本津村制藥等公司把最先進的管理理念與自動化技術設備、工業機器人以及信息技術一體化,建造規模化智能化飲片生產線,在中藥智能制造領域形成倒逼態勢。傳統的中藥制造將逐漸地向精確智能控制的高效、節能、集成化方向轉變。國際制藥裝備制造領域的機械化、自動化程度日趨成熟,綠色制造與智能制造的深入研究與系統開發將是未來中藥制造的重要方向。

  圍繞中藥智能制造技術的創新突破,需著重解決我國中藥制藥裝備發展面臨的幾方面問題:制造技術相關軟件的研發投入不足限制了信息化、智能化技術的發展;機械加工能力不足也限制了高端精密設備的研發;制藥工藝水平低、生產效率低、藥材利用率低,造成工藝與裝備不適宜中藥生產導致制藥過程能耗高、污染高、成本高;行業科技創新能力和設備自主設計能力仍有待提高。

  綜上,中藥智能制造技術可從以下幾方面實現突破:

  制藥工藝與裝備高效化及低碳化

  隨著我國對環境保護、資源利用效率重視程度越來越高,綠色制造理念已經被廣泛認同,中藥制造業屬于高能耗、高物耗(特別是水資源)的產業,以熱加工為主的過程工業,能耗費約占總生產成本的20%~40%。隨著我國構建資源節約型、環境友好型產業結構的不斷深入,國家對中藥產業節能減排、高效低碳提出了要求。未來我國中藥制藥行業集中度將不斷提高,必將出現一批行業領軍企業和集團。綠色制造將是今后大型制藥集團的發展戰略方向。通過先進的過程技術和裝備,改造傳統中藥產業,降低生產能耗,提高生產效率,降低生產成本,是中藥制劑行業首要需解決的問題。因此,低碳、經濟、環保、高效及工藝技術和集成裝備是中藥制藥行業發展的必然選擇。通過中藥制藥工藝與裝備的綠色發展實現高效能、低碳化、節能源、減排放。

  中藥制藥的集成化、自動化及智能化

  傳統制藥裝備往往相互脫節,不注重工藝之間的連續性,自動化程度不高,從而導致勞動生產率不高,產品一致性不能保證,不符合新GMP的質量控制要求等問題。自動化的生產線、單元操作工藝設備的組合將逐步取代單機、單一工藝設備將是大勢所趨。自動化和智能化發展可以降低勞動強度和人工操作比例,同時減少制藥過程的污染及人工操作帶來的誤差,切實提高生產效率、節約成本。良好的智能控制及遠程監測控制是目前制藥裝備未來發展的重要方向。

  突破傳感技術、自動控制技術和數字化技術,進行工業傳感器、過程檢測儀表以及過程分析儀器等設備的開發及自動控制技術研究,構建中藥生產的自動控制系統,建立高度靈活、個性化、數字化的產品與服務生產模式以及集企業資源管理系統(ERP)、制造執行系統(MES)、控制系統(DCS)等管理于一體的透明化智能工廠管理系統,逐漸向“智能工廠”與“無人工廠”邁進。

  中藥制造過程數字化與網絡化

  中藥制造的數字化與網絡化是未來制藥業發展的一個趨勢,目前的制藥工業還是單元化操作為主,推進工業物聯網廣泛應用。借助移動互聯網的平臺,推廣應用連續生產、聯網協同、智能管控的個性化訂制模式。打破傳統管理方式局限,將物聯網、云計算、大數據等移動互聯網思維融入傳統的藥品生產管理模式,以互聯網設計為源頭,實現生產要素根據信息資源動態配置及生產模式異質化定制,從而實現藥品制造過程的數字化與可視化,以全面保證藥品的質量。

  選擇一批具備國際化研發背景、高水平技術人員、先進制造平臺的中藥現代化領軍企業,以中藥大品種作為示范應用,在財政信貸及金融政策上予以傾斜性支持,實行減稅和融資優惠,促進企業在研發設計、生產制造、質量控制、企業管理等方面的自主創新,盡快實現智能制造,進一步壯大一批具備國際競爭力的中藥大品種,并對全行業提升起到輻射作用。

戰略意義

  通過中藥智能制造關鍵技術突破,將有望從根本上改變中藥制藥工藝粗放、制藥裝備受制于國外廠商的現狀,突破中藥工業核心制造技術,實現自主智能成套設備的產業化,通過中藥制造成套智能裝備帶動零部件、感知器件、信息系統、設計和控制軟件等配套產業的全面發展,引領中藥產業技術創新升級。中藥智能制造技術發展的重點在于推進中藥工業數字化、網絡化、智能化建設,加強技術集成和工藝創新,加速中藥生產工藝、流程的標準化、現代化。通過攻克中藥全產業鏈制造過程中所涉及的工程技術問題,有助于提高中藥制造業技術水平與規模效益,提升中藥工業知識產權運用能力,逐步形成大型中藥企業集團和產業集群,從而率先創建一批具有國際視野和技術創新的中藥智能制造技術團隊,培養一流的工程技術人才,形成我國獨有的中藥產業優質產品標準體系,構建我國中藥制藥工藝與智能裝備開發、技術創新和產業化基地,實現中藥制藥工藝與裝備“兩化”驅動,綠色、智能發展,占據國際天然藥物制造業的科技制高點,成為國際中藥工業技術標準的制定者。(王毅 臧振中)

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