醫(yī)藥行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型初步探討

文 / 卞世春

本文作者系安徽伽馬萊恩智能科技有限公司副總經(jīng)理。

制藥企業(yè)在數(shù)字化轉(zhuǎn)型過程中常會感到“心有余而力不足”——針對這一情況，本文提出了：通過智能裝備、智能生產(chǎn)線、智能車間、智能工廠等路徑，以自動化系統(tǒng)集成、信息化系統(tǒng)集成、工業(yè)網(wǎng)絡(luò)和信息安全為關(guān)鍵點，利用信息流動的自動化驅(qū)動流程賦能制藥企業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，從而達(dá)到保障藥品質(zhì)量穩(wěn)定、降低人力成本以及緩解制藥行業(yè)環(huán)保問題等目標(biāo)。

近年來，中國醫(yī)藥市場一直保持著較高的增速。這是鑒于我國具有龐大的人口基數(shù)，對于藥品有著巨大需求；同時，隨著人民支付能力的提升和防病意識的增強(qiáng)，我國的藥品需求還在持續(xù)增加。

醫(yī)藥行業(yè)壁壘高，具有研發(fā)周期長、成本投入大、技術(shù)創(chuàng)新難以及回報利潤高等特點。與此同時，醫(yī)藥行業(yè)屬于高度監(jiān)管行業(yè)，藥品從研發(fā)、生產(chǎn)，到流通、銷售以及售后安全等各個環(huán)節(jié)都會受到政府主管部門的嚴(yán)格監(jiān)管和控制。近年來，醫(yī)藥相關(guān)的法律法規(guī)日益趨嚴(yán)，整個行業(yè)全生命周期追蹤、追溯體系的建立勢在必行。

因此，面對法規(guī)監(jiān)管的嚴(yán)格要求、市場的巨大潛力以及藥品上市的成本壓力，如何通過數(shù)字化手段保障藥品質(zhì)量的安全有效、加快藥品的上市時間、提高藥品的生產(chǎn)效率，已成為整個醫(yī)藥行業(yè)關(guān)注的焦點話題。

數(shù)字化轉(zhuǎn)型難點

數(shù)字化轉(zhuǎn)型的目標(biāo)是通過數(shù)字技術(shù)廣度、深度的全方位應(yīng)用，改變企業(yè)的業(yè)務(wù)流程，完成企業(yè)自身的轉(zhuǎn)型升級，實現(xiàn)企業(yè)在行業(yè)競爭能力、產(chǎn)品創(chuàng)新能力、品質(zhì)控制能力、運(yùn)營管控能力等方面的飛躍。

必須進(jìn)行數(shù)字化轉(zhuǎn)型已成行業(yè)共識。但制藥數(shù)字化轉(zhuǎn)型的發(fā)展周期性長、復(fù)雜程度高，在轉(zhuǎn)型過程中企業(yè)常會感到 “心有余而力不足”，它們通常會面對如下現(xiàn)實問題：數(shù)字化轉(zhuǎn)型能力不夠、改造成本偏高、人才儲備不足、轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略不清晰。在此背景下，以數(shù)據(jù)為核心要素，以科技為支撐，以提高生產(chǎn)效率為主線，對制藥產(chǎn)業(yè)鏈的全要素進(jìn)行數(shù)字化再造，將是其數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級的核心命題。

數(shù)字化轉(zhuǎn)型路徑

制藥企業(yè)進(jìn)行數(shù)字化轉(zhuǎn)型的進(jìn)程可分4步進(jìn)行推進(jìn)：

一是發(fā)展醫(yī)藥智能裝備，實現(xiàn)在機(jī)檢測，補(bǔ)償加工誤差，提高加工精度。

二是發(fā)展醫(yī)藥智能生產(chǎn)線，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、實時生產(chǎn)狀態(tài)監(jiān)控、在線質(zhì)量檢測、柔性生產(chǎn)、小批量多品種生產(chǎn)模式。

三是發(fā)展智能車間，對生產(chǎn)狀況、設(shè)備狀態(tài)、能源消耗、生產(chǎn)質(zhì)量以及物料消耗等進(jìn)行實時采集和分析，實現(xiàn)高效排產(chǎn)和合理排班，構(gòu)建以過程透明、業(yè)務(wù)協(xié)同為目標(biāo)的MES/LIMS系統(tǒng)，實現(xiàn)關(guān)鍵數(shù)據(jù)的透明化、業(yè)務(wù)的一體化；建立精細(xì)化管控系統(tǒng)，實現(xiàn)完整精細(xì)化過程管控和電子批記錄；局部構(gòu)建智能化板塊，提升整體生產(chǎn)質(zhì)量數(shù)字化、智能化管控水平，并將其集成在企業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中。

四是發(fā)展智能工廠，利用物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，結(jié)合制藥工藝和智能裝備的升級，逐步提升系統(tǒng)智能化管控能級，實現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動化、透明化、可視化以及精益化，實現(xiàn)產(chǎn)品檢測、質(zhì)量檢驗和分析以及生產(chǎn)物流與生產(chǎn)過程的閉環(huán)集成；擴(kuò)展橫向、縱向、端到端的系統(tǒng)集成，最終構(gòu)建完整的智能制造系統(tǒng)。

數(shù)字化轉(zhuǎn)型關(guān)鍵點分析

以信息流動的自動化來驅(qū)動流程的自動化，是數(shù)字化轉(zhuǎn)型的主要特征，而實現(xiàn)信息流動自動化的關(guān)鍵在于做好設(shè)備自動化系統(tǒng)集成、信息化系統(tǒng)集成以及工業(yè)網(wǎng)絡(luò)和信息安全。

（1）設(shè)備自動化系統(tǒng)的集成。規(guī)劃自動化系統(tǒng)架構(gòu)時，為實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和集中監(jiān)控，不僅要考慮SCADA/DCS（數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)/分散控制系統(tǒng)）與設(shè)備在數(shù)據(jù)上的互聯(lián)，更需要考慮通過 S88 批處理標(biāo)準(zhǔn)實現(xiàn)配方層級上的互聯(lián)，并為與 MES（制造執(zhí)行系統(tǒng)）的集成提供更高的便利性。針對新廠的規(guī)劃，應(yīng)注意單機(jī)設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化，具體內(nèi)容包括使用的接口、協(xié)議、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)格式、ERES（電子記錄和電子簽名）、時鐘同步功能等。針對老廠設(shè)備集成的規(guī)劃，應(yīng)根據(jù)設(shè)備控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀，提出不同的集成方案，具體內(nèi)容包括接入方式（直接接入/網(wǎng)絡(luò)協(xié)議轉(zhuǎn)換接入/設(shè)備自控系統(tǒng)接口升級改造接入）、交互的數(shù)據(jù)等。

（2）信息化系統(tǒng)集成。以MES為例，制藥企業(yè)在集成時有諸多顧慮，例如，MES 上線是否會暴露更多質(zhì)量問題？操作員能否適應(yīng)MES的生產(chǎn)操作方式？如何提出針對性的URS（用戶需求說明）？是否能在法規(guī)要求的時間節(jié)點前完成？為了消除這些顧慮，進(jìn)行MES規(guī)劃時就需要提出一些針對性的要求，包括：MES應(yīng)具備與SCADA/DCS的無縫集成能力；MES應(yīng)采用成熟平臺，功能以配置為主，避免需要過多的代碼開發(fā)；MES采購前應(yīng)選擇專業(yè)的咨詢團(tuán)隊，并形成有針對性、可以落地的URS；MES應(yīng)按重要性分步實施，在確保合規(guī)的同時兼顧靈活性；業(yè)主應(yīng)盡早介入MES的規(guī)劃并參與實施，這樣有助于項目的成功實施和順利交付。

（3）工業(yè)網(wǎng)絡(luò)和信息安全。需要考慮設(shè)備層級、控制層級、生產(chǎn)管理層級、企業(yè)管理層級對網(wǎng)絡(luò)的需求的差異，建立分層或VLAN 的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。設(shè)備層級和控制層級的通信，需要具有實時、抗干擾和能夠快速診斷等特性，而這一需求可以通過約束工業(yè)交換機(jī)、線纜及接頭等硬件要求來滿足。隨著MES移動終端以及移動設(shè)備的增多，需要以工業(yè)級AP（無線訪問節(jié)點）的布局來構(gòu)建無線網(wǎng)絡(luò)。另外，為提高設(shè)備在故障和緊急狀態(tài)下的維護(hù)效率，還需要規(guī)劃遠(yuǎn)程維護(hù)平臺來實現(xiàn)遠(yuǎn)程維護(hù)功能。隨著系統(tǒng)的互聯(lián)，信息會在生產(chǎn)區(qū)域、辦公區(qū)域以及因特網(wǎng)之間流動，此時就必須確保網(wǎng)絡(luò)安全和信息安全，需要規(guī)劃多層次的網(wǎng)絡(luò)安全和信息安全體系架構(gòu)，以預(yù)防網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴、病毒感染、黑客攻擊、外界非法入侵等各種網(wǎng)絡(luò)安全事件，滿足制藥企業(yè)安全生產(chǎn)的功能要求。

轉(zhuǎn)型升級效益

進(jìn)行數(shù)字化轉(zhuǎn)型能給制藥企業(yè)帶來不少的收益，具體來說，有以下4點：

進(jìn)行數(shù)字化轉(zhuǎn)型的4個層級

（1）能夠保障藥品質(zhì)量穩(wěn)定，減少生產(chǎn)過程中的人為因素影響，確保創(chuàng)新藥、仿制藥等不同品種藥品生產(chǎn)工藝的連續(xù)性和規(guī)范性，促進(jìn)全生命周期記錄的完整性和可追溯性；

（2）提升企業(yè)藥品出口的國際競爭力；

（3）大大降低持續(xù)攀升的人力成本，逐漸用智能化系統(tǒng)控制替代人力勞動；

（4）緩解制藥環(huán)保問題，促進(jìn)制藥工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

結(jié)語

本文探討了制藥企業(yè)進(jìn)行數(shù)字化轉(zhuǎn)型的策略，提出了通過裝備、生產(chǎn)線、車間、工廠等智能化路徑，聚焦自動化系統(tǒng)集成、信息化系統(tǒng)集成、工業(yè)網(wǎng)絡(luò)和信息安全等領(lǐng)域，初步利用信息流動的自動化驅(qū)動流程賦能醫(yī)藥行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。相信在未來，通過融合大數(shù)據(jù)、云計算、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，研產(chǎn)銷一體化的可視化大數(shù)據(jù)管理平臺將會產(chǎn)生，它能夠?qū)崟r展示制藥企業(yè)在原料、研發(fā)、經(jīng)營、財務(wù)、質(zhì)量、物料以及銷售等方面的情況，為企業(yè)提供有效的決策依據(jù)，實現(xiàn)多源數(shù)據(jù)精細(xì)管控下的智能工廠。