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楚天王宏伟:基于工业4.0的智能化制药工厂的实现

    【慧聪制药工业网】慧聪制药工业网讯:中国北京消息,2015年11月19日,“赢享•中国”2015中国食品制药盛会高峰论坛在北京龙城丽宫国际大酒店隆重举行。来自食品与制药行业的协会专家学者、各企业领导、全国各地买家代表以及各媒体代表等三百余人参加了会议。

    本次高峰论坛以“工业4.0背景下,企业面临的机遇和挑战”为主题,分为上下午专场,以全新的视角全方位诠释食品与制药行业的发展方向,并对整个食品与制药产业发展作出正确的展望。

    本次峰会特邀到国家食品药品监督管理总局高级研修学院客座教授、GMP自由工作者吴军老师;上海东富龙科技股份有限公司副总裁张海斌先生;工业4.0与智能制造办公室主任、楚天科技股份有限公司王宏伟先生;远东医药集团设备总监杨磊先生等行业协会专家、知名企业领导及产业链上下游参与者共同探讨“制药工程‘系统化’”、“全球无菌冻干注射剂制造的最新发展”、“基于工业4.0的智能化制药工厂的实现”、“制药集团设备管理的思路”探讨等一系列议题。

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    现在小编就逐一为大家细细介绍出席本次高峰会议的行业大咖和他们的演讲主

    楚天:基于工业4.0的智能化制药工厂的实现

    【王宏伟:工业4.0与智能制造办公室主任】

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    以下是王宏伟讲话实录——

    王宏伟:今天来的都是我们制药行业的朋友,我们和东富龙是兄弟单位。从工艺,从对制药行业客户的需求角度理解我是一个外行,刚才吴老师介绍的,我1999年毕业在沈阳自化所,当时做国家863的项目,算是中国最早做机器人的,后来因为机器人中间有过一段低沉期,2003年的时候,我回到北京,一直在北京恒河电机,它可能是搞自动化的,主要做DCS各种各样的现场设备。机缘巧合,我对自动化的技术相对比较熟悉,也比较感兴趣,所以我今天更多的是从自动化技术的角度阐述一下我们楚天对于工业4.0的理解,还有未来的战略。就像吴老师讲的问题,不管是工业4.0,还是中国制造2025,其实它是渐进性的东西。

    中国制造2025是10年的计划,今年是2015年,10年以后,我们要达到什么样的程度,本身4.0对不同的人,可能都有不同的理解,最核心的就是说,所谓的智能生产或者智能制造。我的感觉就是说,我当时在恒河的时候,正好赶紧上面中国整个自动化,自动化行业发展最迅速的10年。每一年我们的营业额是40-50%的增长。自动化设备或者自动化系统的需求,表明未来20年,中国制造业的发展实际上也是飞速扩张的时期。我们在做规模上的发展。走到今天,为什么会提出中国制造2025可能会有好多原因,但是我感觉有一个最大的问题,以前靠规模的增长已经无以维继了。不管是外部环境的制约,还是各种各样的因素,决定我们必须改变增长的方式,由量的增长转变成对质量的追求。

    实际上这是一个基本性的问题,实际上对应到我们制药行业带说,不管是4.0,还是以后未来的8.0,9.0,最主要的问题,我们制药行业最核心的需求,我只需要4个字,提质增效,利用现有的自动化的生产模式,能不能在这样的基础之上有一个更高的提高,怎么样去提高?我们提高所谓的跟4.0,或者跟中国制造2025切合起来的智能制造,合作形、智能化、敏捷性和灵活性的生产等。刚才张总都提了,我就不多说了。

    还有另外一个问题,概念可以提的很高,我们目标可以定很远,但是做事情一定要脚踏实地,不管怎么发展,我们的发展一定要根据我们中国制药行业的现状,我们想向4.0迈。有的地方可能是1.0,小作坊是1.0,这样的企业是有的,好一点的,可能是2.0,基本上是自动化,或者半自动化。有个别大型企业或者个别车间里面,可能会实现我们所谓的3.0,工业3.0已经实现了信息化的集成了。我们信息化的层面和我们底层的自动化的生产层,已经结合了。但是实际上,我觉得我们要做的事情,现在要做的事情,我们可能还要做的事情。因为我们连这一步都没有达到。刚才吴老师讲到MES。

    刚才讲到信息化和MES,现在我们都没有办法用MES,怎么迈到4.0。你用上MES以后,一定就是4.0吗?其实我觉得也不是。我觉得4.0比信息化的生产可能要求更高一些。所以今天我们可能更多的是站在未来的10年以后的目标去想。现实怎么做?其实我们楚天的做法跟张总讲的差不多,我们同样做相似的事情,先完善自己的产品,先让我们的设备质量更高,提高自动化的程度,尝试慢慢把信息化的技术与自动化的技术融合起来,现在我们走的是3.0的路。

    今天主要跟大家分享一下,对于未来4.0的理解。我感觉前面这些就是未来的发展趋势,网络化集成的问题,刚才我们讲的是生产和企业的运营。我感觉未来,如果真要做到4.0的层面,我们的企业已经不是一个企业了,我们工厂不是一个工厂了,一定要和外部很多的资源进行融合,跟你上游的供应商,跟你下游的客户,甚至从整个产品的研发生产和销售,整个的过程,都是要做一个整个的融合。你的每一个企业,实际上就是我们整个社会如果是一个网络的话,每个企业实际上就是这个网络里面的一个节点。你要通过这种互联网的方式或者网络的方式,随时随地与外地进行信息交互,包括客户来的需求,供应链给供应商的需求,其他的客户或者定制化的需求等等。

    这些通过网络化的集成去实现,一个集团企业内部不同的工厂怎么协调自己的生产,怎么根据整个企业战略的需求,协调不同的生产工厂之间的生产量,生产的计划。这些东西靠什么实现,如果我们单纯只考虑一个工厂的话,集成化的方式或者这种能力,实际上就没有办法实现。我稍微提一下这个问题。基于整个的前段时间,包括吴老师和张老师把很多背景讲清楚了,我就不讲了。

    我对制药行业我自己的理解,我听你们讲,我觉得东富龙未来把控制这方面慢慢集成化,用DCS实现自动化整体的集成,我不知道理解是不是对的。我个人理解是这样的,我是做DCS出身的,DCS的方式特别适合石油化工过程性的行业,对我们制药行业来说,如果我们做原料药或者做中药发酵的,很多发酵罐一个一个罐子的这种企业,特别适合类似DCS的底层的,我们讲自动化、信息化,或者整个的控制,把一个工厂分成几个层面,第一个层面叫现场设备,传感器,或者现场仪表。第二个层面,就是过程里面的DCS系统,集成控制。第三个层面,核心是MES,但是不仅仅是MES,还有很多,你还可以加质量的风险管理,比如说我们叫QMS质量管理体系,或者跟前端实验室的和仓储物流,跟研发沟通的话,从研发开始算起的话,产品的成熟期管理,PDM或者PLM,企业要把这些信息化系统集成起来,但是最核心的永远是MES,因为MES之上是做运营管理系统,就是所说的ERP系统,ERP是通用的东西,不管任何企业,ERP那层,已经把整个生产工艺相关的已经屏蔽掉了,所以说我们更多的就是说,讲到MES系统。对于过程性行业,我认为真正的就是第一层面,第二层面,第三层面,第四层面结合是很好的。我觉得还应该加一个,把云和互联网技术应用到企业里面。因为我们都要有大数据库,跟数据集成、融合,让我们企业实现真正的网络化的生产,不仅仅是智能化。

    我谈的是过程性的生产流程,在制造行业里面,还有一种离散性的,比如说汽车制造业,组装行业。很多都是基于独立的工作站,或者单个设备连在一起的自动化生产线。实际上也有我们行业的特点。像刚才张总讲过的冻干机,前端水处理这块就是典型过程性的,对于后包装有流程性的观点,整个系统的架构到底怎么做更合适,我觉得这个地方就是说,每个人都有每个人的思路,比如说张总用DCS控制起来也是可以的。离散性的,以单个设备为主,或者若干个设备组成工作站的模式是不是更合理。提高工作站的能力,可以同时完成几道工序的内容。

    比如说楚天比较知名的我们连通线,我可以一起控制,作为单独的工序和前端的水、配液和后端的冻干,跟后包装互相之间做一些什么连通。工作站和工作站之间做一些信息的交互。

    实际上德国的4.0,强调设备的智能化,只有智能化的设备才能实现智能的生产,这是从下往上的集成。重点放在设备上,还有一个工业4.0大家可能不太了解,不太注意,美国人提出一个工业以太网的概念,强调的是自上而下。所谓的自上而下,我以我的上层的信息化系统,这个不是MES,指的是大数据,数据库,数据采集。底层设备,要加更多的传感器,包括视频,我的视频监控,各种各样物理量的分析,比如说药厂的公共系统,空调系统,包括其他的辅助的在线分析的在线检测仪表,这些东西都要传到数据库里面,由我在上层,通过大数据库做数据分析。实际上更多的强调的是软件,以及信息化技术在未来实现智能制造的过程。我觉得在中国这两种模式都要关注。吴老师讲的很好,目前给一个企业自动化程度很高的设备怎么用。我们企业人员操作水平是很大的问题。

    我觉得随着未来技术的发展或者形式的法勒,我认为整个人员认得思想意识的变化会解决掉,但是至少需要一个过程。不是今天说完明天就能解决的,这是长期而且比较艰难的过程。对底层设备来讲是最核心的,我们楚天就是搞设备的,设备不能丢弃,对设备这块,我们会非常重视设备本身自动化的能力,自动化集成的能力,智能化的能力。

    刚才讲的就是我们楚天关于4.0整体的平台战略,吴老师讲很难,作为设备供应商,我们要给客户提供整体的解决方案,包括从工艺的,工程的,服务的,设备的选择,设备的安装等等,包括后续给客户提供验证的服务,甚至工厂运维的服务,这是一整套的动了,虽然很难,但是我感觉,就像2万5千里长征一样,道路是曲折,但是前途是光明的。我觉得我们和东富龙愿意做这个事情,而且我相信我们通过这个努力能做这个事,但是这个不代表我们马上就能做。因为我们也在努力做这个事,楚天为这事做了哪些工作。

    现在楚天股票停盘了,马上要收一个设计院,做公共工程的施工公司,还有一个做信息化的公司。现在这个水平是不是能达到真的为你们客户做4.0整体解决方案的水平,我觉得可能不行,但是至少有这么一个东西,我们有一个基础了,我们一块努力,一块提高,一块进步,就像吴老师说的,大家有这个共识,有这个思想,缺经验补经验,缺能力,我们不断学习。这是我们楚天真真正正实际干的事,比我讲的更有效。我讲的,我从技术角度规划一下我们楚天怎么实现,到底实现到什么样的程度,到底怎么干,还得考我们各个方面的专业人员。

    我们楚天对这方面的理解,这是我对整个未来智能化药厂我的理解。用信息化的技术和智能设备和工艺结合起来,才能实现我们生产制造环节过程中,能体现出一些真正有价值的部分。比如说柔性的高质量的,高效的精益生产,质量保证,节能减排。通过能源的管理,是不是对设备的能源能耗做一个详细分析,让我们的工厂,一个药厂一年的电费如果是一千万的话,我节省15%,一年150万的节约就出来了。一点点的节约,总的下来会节约很多。

    节约的方式从哪里来,一方面我们设备本身有这个能力,另一方面,你要有通过信息化的手段分析出来,到底怎么节约,如何节约。实际上从结构和技术的角度来说,就是对数据的处理和分析。我对4.0的理解,第一我们把所有的数据拿来,保证数据的完整情况下,把数据都取上来,大数据库是概念,看我们药厂到底需要多少数据,下一步考虑怎么更好的利用这些数据。这些数据的利用,最基本的就是电子报表,还有好多基于绩效的KPI,还有其他的产品质量一致性相关的各种各样的分析。好多分析,不是我们做的,是需要很多药厂帮我们一起挖掘的。你的需求是通过我的数据在不经意之间,或者在应用过程中,突然变成真正有效的应用的模式。

    底层的第一阶段第二阶段都放在一起了,未来真正要集成的就是网络化这部分,但是这部分是比较难的。现在我们能做的事,还是集中在自动化的层面和第三第四阶段信息化的层面上,这是我对整个架构的理解,但是每个人都有不同的理解。

    我们要做的几个核心的部分,首先要解决信息交互的问题。DCS把平台统一了,数据获取是非常容易的。另外对我来说,如果我的设备没有DCS,我还是单机控制的话,我怎么办。实际上对我来说,我要把我整个的所有的设备的开发平台要统一,我可以针对你们的需求,快速利用同一个开发平台,同一个品牌不同功能的控制系统,把程序组装出来,而且这个程序本身的开发,要按照一种类似批处理的模式。DCS里面有一个标准。整个一个工厂,整个的公司所有的设备,所有设备的研发,按照真正的按一个系统的角度去考虑每一个单机的控制系统的程序变成的规约。我们事业部是独立的,不同的设备之间,大家想按自己的方式编程,但是编程以后跟信息化集成的时候会发现很多的问题,这是我们真正要解决的问题,如果不用DCS的话。

    这是刚才讲的,刚才张总说过,我们楚天正在做的事。因为我是搞机器人的,可能对这方面有点偏爱,一直在努力做这方面的,包括我们和国防科工大合作的机器人,在隔离器里面应用的,另外就是通用型的,机器人的应用,一定要跟某个行业,跟实际需求是结合起来的,如果单独做一个机器人,家庭服务人的,唱歌跳舞的那是另外一个,我觉得工业里面,一种是特种型机器人,因为环境比较特殊,另外一个就是真正的特殊性的,比如说AGV小车,或者一般搬运和上下料,实际上跟我们智能仓库融合在一起的技术。这些机器人技术应用,实际上我们说去人工化,去人工化的目的,不是说人干的设备就好。用机器人效率更高,在特种环境里面,用机器人的质量更稳定。

    我们焊接的时候,如果是真正特别好的焊工焊出来的质量比机器人的效果好,为什么用机器人,因为机器人焊一千个质量是一样的,但是人焊一千个,有一百个是不合格的。用机器人是降低风险,风险控制的手段不完全是为了把人都去掉。更主要的是质量管理,风险控制这块,稳定,设定好,永远是一种功能模式,不会发生情绪变化,工作起来比较稳定。

    另外一个就是传感器,这就是美国人的应用模式,但是对我们所有的设备来说都是适用的。

    这块讲到信息化系统,信息化系统要干什么事?吴老师和张总讲过了,对我们来说,具体的结构可能不完全一样,但是最终实现的目的是一样的,为了实现管理生产,把所有生产过程中的数据,包括设备的,工艺的,环境的,还有人员相关的等所有的数据都取下来,然后干后续的分析。到底分析什么?这个就是跟工艺相关的,或者跟我们直接生产情况有关联了,但是信息化系统提供的是平台,不是真正的马上就能实现功能的东西,它是一个标准的平台。我们根据这种平台,对不同的企业,对不同的客户需求,做不同的开发和应用模式,这就是信息化的应用。

    信息化里面有几个地方强化一下,一个就是生产相关的管理,另外就是数据完整性的保障。这是数据完整性保障的范围,从仓储、实验室开始,从研发开始就要做这方面的工作了。另外就是质量管理这块,质量管理包含很多内容,不仅仅是批次的,包括实验室,人员、文档、培训相关的。有的时候人是质量风险最大的因素。

    整个未来,从研发到销售,到整体信息化集成的模式。不仅仅是制药行业,所有的行业,信息化的模型都是这样的,关键是怎么集成,怎么应用它。

    我们实现所谓的智能化和信息化到底有什么好处?大家看一下就可以了,这个没有太多的细讲的必要了。人员管理,设备远程服务,楚天做了一个远程服务中心,现在远程服务中心正在尝试用,还没有大规模拓展,我希望我们整个的对真正设备的管理,对我们所有设备的管理,真正能通过信息化的采集,跟互联网和云技术的结合,真正把它应用起来。因为现在远端已经具备了,关键是中间的环节怎么连接起来,或者有效利用起来。这里不仅仅是我们的问题,包括我们跟客户,跟你们之间很多未来的一些,通过解决方案,或者通过做项目的时候,把这个东西考虑进去。

    另外一个就是网络化集成的应用,通过网络化可以实现很多功能,包括像远程APP的应用,协同的生产,自动化物流,企业的集成等等。另外对我们来说,楚天有一个目标,我觉得真正的智能化,对我们来说,确实是一个战略上的东西,短期目标是奔着信息化去的,要实现这些功能,真正的目的需要10年,10年以后,所有人都能接受这个问题了。现在先把信息化和自动化平台整合起来是最主要的,现在我们正在做的工作,在统一我们自动化平台,同时也与信息化的技术做一些融合,不久的将来大家可以看到我们应用的实力。这是基于信息化整个系统的架构。我就讲到这里,不耽误大家太多的时间。

责任编辑:陈连香

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