從草藥到HMI

人機界面（HMI）和防爆移動設備可保障藥品生產過程的安全性——無論是糖衣藥丸、膠囊藥粉，還是藥瓶和注射器中的藥劑，所有化學藥物的外觀和藥效都千差萬別。人機界面是生產這些藥物不可或缺的一部分。人機界面可用來查看整個過程的相關數據和手動控制步驟。因為先進的生產流程須兼顧嚴格的制藥規范和防爆要求，操作和監控系統也必須滿足特殊要求。

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醫學與人類發展一樣歷史悠久。在歐洲，主要由修道院草藥知識構成的學科從中世紀發展至今，已經成為一門高科技學科。該學科十分復雜，涉及大量數據，而且數據量仍在不斷增加。隨著工業4.0 的推進，分散式數據訪問和控制功能對于制藥行業來說變得日益重要。基于以太網絡的HMI 系統是制藥行業獲得持續發展和高效生產的必要因素。當然，HMI 系統必須符合制藥規范要求，如GMP（生產質量管理規范）和某些應用下的防爆指令。

為精細化工帶來強勁效果

如果你伴隨藥品走過其生產加工的全部旅程，就會發現沿途中有很多Pepperl+Fuchs 的各種操作和監控設備。以精細化工領域的上游供應商為起點，這些供應商為制藥廠提供基本原材料，這一階段即為制藥生產的“上游階段”。為了獲得相應藥物，該階段的每項數據（如各種原料的純度、存貯溫度，以及pH 值）都必須準確。只有這樣，才能確保活性成分的后續合成。在此階段可以看到Pepperl+Fuchs 最新開發的VisuNet GXP 產品，它是基于瘦客戶端的遠程監視器，可以用來顯示過程信息和進行控制，滿足精細化工生產需求。該產品專為耐液體、抗污染、抗菌以及保證潔凈過程設計而成，其輕便、模塊化的設計使得現場應用方便靈活。

此外，VisuNet GXP 適用于潛在的爆炸性環境，通常應用在伴有粉塵或含有酒精的去污劑和溶劑的生產過程中。在批量控制或計量控制工段，VisuNet GXP 可以直接安裝在ATEX Zone 1 和Zone 21 區，或者Zone 2 和Zone 22 區，通過以太網連接可以顯示從DCS或MES 傳輸的數據。VisuNet GXP 既可以連接傳統的PC 工作站和以太網服務器，也可以連接面向未來的虛擬PC 和服務器，內置有基于Windows 10 物聯網企業版的最新固件VisuNet RM Shell 5，支持最新的遠程服務，例如微軟的RDP 8.1 或艾默生的DRDC。

室外解決方案

Pepperl+Fuchs 最新推出的VisuNet GXP 產品

Pepperl+Fuchs 為VisuNet GXP 配備了基于以太網技術的專業操作和監視系統RM Shell 5。它可用于藥品儲罐。在一些潛在的爆炸性環境中——對應于Zone 2——可以臨時儲存精細化工中的基本化學品，儲罐的填充和排放必須受到監控。風力和天氣也會對使用的設備造成損壞。VisuNet GXP 可以清晰地顯示出儲罐的填充高度和溫度等關鍵信息，從而幫助罐區人員作出決策，并在過程安全和有效性方面獲得真正的收益。當VisuNet GXP 與識別系統配套使用時，可以識別出卡車司機送貨和裝載訂單的信息。VisuNet GXP 產品系列的遠程監視器允許室外安裝和應用，可以在日光直射下正常顯示并具有防雨功能。因此在-20℃的冬日到+50℃的夏日環境下都可以正常操作。

此外，ecom 品牌的移動設備是Pepperl+Fuchs 產品家族中用于快速高效記錄室外原材料交付情況的最佳設備。例如Ident-Ex 手持式掃描槍，將ATEX Zone1 的Auto ID 與移動性相結合。模塊化掃描頭可以在各種頻率下掃描RFID 銘牌信息，同時也具有1D和2D 條形碼掃描功能。這就意味著它可完成藥物生產過程中任何物料的識別工作。

工業4.0 環境下的人機交互

在批量生產“中間產物”（即實際藥品所需的過渡產品）的過程中，工廠需要大量的人工投入，操作和監控系統無處不在。VisuNet GXP 為這些應用場合提供了合適的解決方案，該產品除了帶有電容式觸摸板或光電軌跡球的抗菌鍵盤外，還配備了大型全高清多點觸摸屏，操作人員無論是否穿戴手套都可以進行操作。這詮釋了在工業4.0 環境中人機之間是如何相互作用的。借助VisuNet GXP，可以為用戶量身定制操作員工作站。然而工作站維護需要大量的設置工作，額外的管理工具VisuNet 控制中心簡化了操作員工作站的維護、管理和支持，使得效率得到雙重提升。

事實上，借助控制中心，生產技術人員可以連接任意VisuNet遠程監視器，從而使得工廠維護人員無需進入敏感生產區域就可以進行設置。因此可以比以前更快、更高效地設置監視器。例如，調試工程師通過“會話重影”功能在潔凈室內連接一臺遠程監視器，在其上面創建一個新的配置文件，然后將此配置文件通過以太網傳輸到任意數量的其他監視器上。此外，借助控制中心，可以立即檢測出在遠程監視器和主機之間可能發生的故障和干擾。然后，流程工程師可通過遠程方式支持現場員工，如果必要的話，可通過密碼保護訪問接管控制權。除了遠程監視器外，電話通信也非常有用。Smart-Ex 02 專為此類應用而研制。事實上，這是基于安卓操作系統的智能手機，具有ATEX Zone1 區認證，這意味著除了通過連接耳機進行常規通話外，還可以用于其他各種應用。員工可以在制藥生產車間使用攝像機來識別工藝設備的條形碼，從而獲得相關服務和維護信息，或是通過電子郵件得到特定的工作指令。Smart-Ex02 或Ex-Handy 10移動設備還具有工廠員工人身安全保護的功能。利用可編程的3D運動傳感器技術，移動設備一旦檢測到人員傾斜、撞擊、逃逸，或動作缺乏，就會觸發報警。控制室在緊急情況下可定位受傷人員并采取必要措施。

潔凈室環境的專家

在活性物質的進一步生產過程中，以“活性藥物成分”（API）為例，出現潛在爆炸性氣體的頻率開始下降，而污染物的警告不斷提高。這個警告是有道理的，因為在最壞的情況下，上一生產工藝的殘留物，附著在鞋子上的污染物，或是一根頭發都會造成整個批次無法使用。這樣的環境，通常也包括符合GMP 規范的制藥潔凈室，操作員工作站與具有特別設計的工藝或生產控制系統相互作用，確保潔凈室得到正確清潔。Pepperl+Fuchs 推出了一個產品家族——VisuNet GMP，顧名思義，該產品專為這些操作環境而設計。具有便于清潔和耐化學性的特點以及抗菌鍵盤，使得VisuNet GMP 在API 生產過程中成為潔凈室環境的專家。為了滿足用戶的不同應用，有兩種規格產品：一是配備RM Shell 5 及不銹鋼箱體的遠程監視器，帶有立柱或墻裝支架；二是采用盤裝式，安裝在控制盤或機器操作盤內。VisuNet GXP 也適用于潔凈室。此外，在過程中使用移動設備同樣可以提高工作效率。如手持式掃描槍和ecom 的平板電腦在API 生產過程的識別任務中發揮著重要作用。員工可以在平板電腦上確認成分和批次數量后，閱讀配方并利用掃描槍識別原料。

瘦客戶端盒的應用

在非分類生產區和生產活性物質的周邊，如實驗室，需要獲取大量的數據信息。使用工業瘦客戶端盒“BTC”，可以為工廠或實驗室以及工作場所配備可視化設備，實現精益化工業管理。輕便的BTC 產品具有以下優勢：金屬殼體密封；體積小且無需風扇或硬盤；可承受最高60℃的高溫；滿足IP41 要求的機殼可保護內部元件防止灰塵進入；BTC 既可以放在桌面上，也可以粘貼在箱壁上，甚至可以放在工作間的抽屜里，而無需安裝配件；實驗室內的4 個畫面可以同時顯示可視化過程信息。VisuNet GXP 遠程監視器及BTC 均已配備RM Shell 5，可以實現快速設置。BTC 產品具有強大的應用靈活度，無論用戶希望使用其他瘦客戶端管理軟件，還是繼續使用BTC，Pepperl+Fuchs 提供的不同版本BTC 可以滿足用戶的所有需求。例如，BTC 可以兼容ACP 瘦管理員，主要應用于美國大型制藥工廠。

VisuNet GXP 遠程監視器在制藥廠中的應用

最終藥品的下游產業

在制藥行業的最后加工過程中，顯然也要關注客戶需求：即使完成活性成分的生產，也不可以提供給患者。例如，需要使用OEM 供應商提供的定制化機械設備來完成后續的物理加工。Pepperl+Fuchs 為這些OEM 供應商的機械設備提供了帶有不銹鋼殼體的VisuNet 解決方案，盤裝式遠程監視器RM可以集成在DCS/MES 操作站中，而盤裝式PC 機可以集成在PLC 系統中。這些可視化系統和操作設備通常選用GMP 產品系列，在后續復雜加工過程中實現顯示或配方控制。通過離心分樣、色譜分析和干燥處理，載體被去除，活性物質得到進一步處理。例如，研磨、溶解在液體中，或是制成顆粒并涂在載體上。這樣就形成了我們所熟悉的藥品，如藥片、藥膏、藥液，然后進行泡罩包裝、管裝、安瓿瓶包裝，以及注射器包裝。包裝完成后銷往各地。

貼近工業

無論Pepperl+Fuchs 是受制藥商委托還是受集成商或設備生產商的委托，最為關鍵的是不僅需要合適的電氣設備，同時還需要一個實現GMP 功能的完善的解決方案。這就需要具有豐富實踐經驗和工程知識的專家團隊。例如，隨著制藥生產日益無紙化，客戶需要在現場的監視器上頻繁顯示MES 和DCS。使用帶有雙屏顯示的VisuNet GMP 解決方案可以輕松實現這一要求。專家團隊通過增強RM Shell 的功能使得客戶可以在一臺監視器上切換DCS 和MES。

總之，通過不同的連接方式和協議連接到控制盤和PC，以及采用不同的殼體、鍵盤、鼠標，或安裝部件，Pepperl+Fuchs的HMI 系統可以靈活地滿足各種應用需求。VisuNet 產品家族、ecom 本質安全移動設備、BTC、RM Shell 5，以及VisuNet 控制中心，可以為客戶提供獨特的操作和監控解決方案，真正為現代化、網絡化制藥生產提供理想的解決方案。Pepperl+Fuchs 工業專家和全球各地的系統工程中心始終全力以赴，為客戶提供滿意的服務。 ●