固体制剂数字化智能生产线的模块化设计[Word文档]

固体制剂数字化智能生产线的模块化[Word文档] 固体制剂数字化智能生产线的模块化设计 关键字:固体制剂,制剂,数字,数字化,智能,生产,生产线,设计 固体制剂数字化智能生产线的模块化设计 本文为Word文档，感谢你的关注, 摘 要从固体制剂的数字化、智能化生产入手，引入固体制剂生产线的模块化设计理念，并对各模块生产设备的原理、关键技术进行介绍，对该项技术的应用进行探讨，以供参考。 【关键词】固体制剂 生产线 数字化 智能化 模块 以欧洲和美国为代表的制药发达国家已经开始用信息化概念来改造制药装备的技术水平。部分公司早已开始借助于云端数据库技术来分析制药厂的工艺技术难点和设备需求，用以开发市场上具有代表性的急需的制药装备产品。这些制药装备产品在所有国际用户中都配备了开放的管理信息系统，逐步实现以工业信息化管理系统为支撑的制药行业数字化、智能化、无人化生产的目标。基于数字化为基础的信息化制药装备的发展在不远的将来即将成为国际市场上未来竞争的主要技术趋势。 现阶段的固体制剂制药工艺生产流程中，制药企业更加关注的是生产设备是否具有工艺适应性、生产的连续稳定性、生产的密闭性及易于清洗等特点。由此应运而生出一种固体制剂的模块化设计的国际化流行趋势。 1 设计理念 模块化的设计理念是:根据固体制剂数字化智能生产线中各工序性质的不同，分成药物前处理模块、粉碎过筛模块、称量配料模块、制粒模块、混合模块、包衣模块、清洗模块和转序模块。这些模块既能单独进行系统配置，又能通过相应的手段，如定量称量、批号打印、密闭转序、中央集 中控制等进行合理的连接，最终组成一个完成的模块系统――固体制剂数字化智能生产线。 2 设计目标 通过生产线的模块化设计与改造，初步实现固体制剂生产的数字化、智能化管理以及无人化操作。具体流程为:首先启动全自动密闭称量配料模块系统。在条形码扫描后，该系统自动识别物料品种的配料程序，在密闭状态下配好物料，后由AGV导引小车将物料的料桶IBC转运到制粒模块，由全自动密闭式的制粒系统制好颗粒，再由AGV转运到包衣模块进行包衣，所出的成品再由IBC周转料桶被AGV转运到包装车间进行自动包装，最后由码垛机器人完成最后的包装码垛。所有的工艺过程采用数字化操作并由中央服务器进行统一的生产调度和指令，以实现MES/ERP管理。模块化的工艺设备上安装在线检测及智能控制系统。智能控制系统包括生产管理信息系统的权限管理、故障自诊断报警纠错程序、生产过程在线及打印功能、PAT过程分析技术，所有的数据传输到中央控制器可以实现在线打印。该系统具备在线故障自动监测功能，一旦出现停机故障，可以根据设定程序的逻辑关系实现安全保护启动，并由嵌入式的固态以太网将数据传入制药设备供应商的用户服务管理信息系统中进行故障的在线查询，设备供应商可以根据网上在线视频，远程监控指导药厂的现场人员进行故障的排除。 3 模块化组成设计 3.1 药物前处理模块 不同的原料药在软袋包装或钢纸桶包装状态下由AGV导引车以托盘形式转入分拣机处，由分拣机的机械手将原料放在输送轨道上，在输送轨道的输送过程中，由贴标机将条形码粘贴在包装物外面，之后由安装在输送轨道旁的条形码扫描仪自动识别物料品种后转入各自不同的轨道。在轨道终端安装不同的破除包装系统，软袋包装由绞龙式破袋机将内容物集中并由下部料斗密闭地转入IBC料桶内;钢纸桶包装 原料由提升机上的锥形斗密闭夹紧后翻转提升后转入IBC料桶，由此完成原料药集中在IBC转序料桶内的备料过程，整个备料过程全密闭无粉尘。 关键技术: 条形码贴标机和条形码扫描仪:采用成熟的贴标机和喷码机技术，外购条形码扫描终端，与中央控制系统相连接，由PLC和相应的模拟量模块实现通讯，实现数据存储和在线打印。 3.2 粉碎过筛模块 进厂的原料药的物理性状即粉末的细度经常是不同的，为了满足后续工艺生产的稳定性要求，必须要求对原料药粉进行细度的统一，即通常所说的粉碎与过筛。由提升机将IBC料桶提升后转到粉碎机的进料口，由旋转分料阀将原料药定量送入粉碎机进料口，粉碎后的成品经由关风器批次出料到下面密闭连接的IBC转序料桶内。设置与料桶下面的电子称在接收到信号后发指令给AGV导引车，由AGV导引车将IBC料桶转走。经过批次粉碎后，由带有在位清洗功能的CIP装置完成清洗。 关键技术: 低,爻,微粉碎机:引进国外技术进行研制开发的集超微粉碎技术与制冷技术于一体的低温超微粉碎设备，解决了常温下微粉碎效率极低和某些中药无法粉碎的难题，使微粉碎工艺实现了质的飞跃。 3.3 称量配料模块 对于多种复方制剂品种，称量配料的重要性就显得尤为重要。全自动称量配料模块的工作过程是:由中央工控机集中控制的程序调用并打开称配模块的工作程序，为条形码识别系统输入指令，开启扫描程序，扫描的结果会开启伺服驱动物料传送车的自动定位及称量电子称的程序，由电子称开启放料阀体的自动工作程序。所有的工作流程都由程序关联互锁，以控制精度和药品的准确性，计量精度<0.2%。 关键技术: 伺服驱动放料阀:由物料的放料量的比例来控制放料阀的开启频率及开度。根据放料量接近目标值的程度，可进行多级补偿放料。 3.4 制粒模块 制粒模块是固体制剂生产的工艺核心，因此该模块的设备需满足较高数字化集成功能和模块化功能的要求。该模块采用中央集成控制，可实现物料输送、整机运行的统一控制和监控，各组成设备的工艺参数通过PAT技术管理下的传感器系统分别编制和采集，保证生产的密闭性、连续性和稳定性，实现生产过程的数字化和智能化。 关键技术: CCS密闭制粒系统:主要由湿法混合制粒机和沸腾干燥机组成，创新性地设计为湿法混合制粒机附加升降功能，可实现湿法混合制粒机的低位制粒、高位出料，真正实现制粒工艺的无人化生产，保证了生产过程的最大效率，并能够提供纵向或横向的产品流，两个设备可以在一个共同的操作界面上进行操作，也可以独立运行。二者之间采用刚性的可伸缩的输送管道实现物料输送，有效避免物料在输送过程中的堆积、堵塞。 沸腾干燥制粒机的过滤单元在线清洗技术:采用刚性过滤单元取代传统的过滤布袋，并创新性地为过滤单元附加往复提升旋转功能，在增设的清洗装置的辅助下，可在有效保证设备整体密闭性的同时，对过滤单元进行在线清洗。 3.5 混合模块 混合模块是通过AGV导引车或专用转运车将混合桶转运至主机处，混合桶与主机自动集成(适应不同规格型号的混合桶)，锁紧固定后完成混合动作，混合桶自动从主机上卸载，并由AGV导引车或专用转运车运送至下道模块工序，混合桶的进出料可脱离主机完成，使混合机的进出料变得简单方便，并能从源头处避免粉尘的逸散。 关键技术: 混合机的可换桶结构:混合机的夹持臂或笼架设有专用的夹持和锁紧机构，能够适应对不同规格型号的混合桶的夹持固定，使一台主机可适用于对不同物料量或物料品种进行混合，采用专用的转运车和/或升降平台实现混合桶与主机的集成和卸载，实现无人化操作。 混合均匀度在线检测:通过在混合桶的外壁上安装近红外传感器直接在线检验混合的均匀度，并通过工控机的人机界面上的曲线显示，确定最佳混合时间，并打印出混合偏离值，以此控制各个批号的生产质量稳定性。 3.6 包衣模块 全自动高速压片机压出的药片储存在IBC周转料桶内，经由AGV导引车转运到包衣模块，由提升上料机将IBC料桶提升后，药片密闭输送至包衣机内，开启包衣程序进行包衣工作。包衣工作结束后，自动实现密闭出料。包衣机采用中央工控机集中工艺控制，药片在包衣过程中的风压及湿度都由在线传感器和红外温度传感器进行集中控制。包衣机在包衣的各个不同时间段，其转速、风压、温度和湿度都会显示在工业人机界面上，便于观察及操作控制。 关键技术: 可换滚筒式包衣机:通过滚筒支撑车及输送轨道实现不同规格型号的包衣滚筒相对应主机的更换，使一台包衣主机可适应于对不同批量或品种的物料包衣，通过独特设计的风道结构及包衣滚筒上的通风结构，使不同规格型号的包衣滚筒均能与主机上的风道对接配合，形成通风回路。 物料流动式包衣:包衣滚筒内设置上下两层正反螺旋叶片，包衣滚筒的旋转使药片实现上下翻动，并沿轴向正反螺旋推进，片芯呈空间三维运动，流动性好，包衣效率高，无摔片现象，包衣均匀，药片表面平滑。 3.7 清洗模块 CIP清洗是完全建立在每一台制药设备内部与物料发生接触的部位，并且是全覆盖的。每一台设备及每一个与药品接触的管道配备CIP清洗喷头及排水口，同时配备进水口、压力开关和位置传感器等原件。为IBC料桶配备全自动清洗站。 关键技术: 独立的清洗单元:清洗单元由AGV导引车转运到各个需要清洗的位置点，在相关的位置点，通过液压或气动执行机构进行与被清洗设备的清洗管路密闭连接，进行三重清洗后，用洁净风进行在位烘干。 料桶清洗站:采用AGV导引车将待清洗料桶转运至清洗站，实现无人化清洗。料桶清洗完毕后，通过高压风刀对其上附着的水滴进行吹扫后再进行烘干，降低生产能耗。 3.8 转序模块 采用分体式蝶阀技术实现物料在上下工序之间的密闭传输，通过AGV导引车完成物料容器的无人化自动转运。 关键技术: 分体式蝶阀:由主动阀和被动阀组成，平时二者处于分离状态，分别安装在上下工序设备或物料输送管道上，物料转运时，二者对接开启，实现物料传输。 AGV导引车:主要采用SLAM(同步定位和构图)技术，自行探测现场地形，在其内部工控机中智能显示地图，从而准确定位运行位置，运算出合适的行进路线，不再需要依靠地面引导磁条或者反射板及其它任何外部设备来辅助导航，降低滞工风险，提高工作效率。 4 控制管理理论研究 4.1 自动控制及风险预警技术 固体制剂数字化智能生产线中配备了在线故障自动监测系统，生产线设备一旦出现停机故障，可以根,,程序的逻辑关系实现安全保护启动，并由嵌入式的固态以太网将数据传入设备供应商的用户服务管理信息系统中，可以进行故 障的在线查询，设备供应商可以根据网上在线视频，远程监控并指导药厂的现场人员进行故障排除。 4.2 生产过程采集与分析系统的建立 各生产模块的每一种设备上均安装有适宜的传感器，如:制粒模块的湿法混合制粒机与沸腾干燥制粒机之间相配合的位置传感器、沸腾干燥制粒机的温度和压力传感器、粉碎筛分模块、清洗模块以及周转料桶的近红外射频技术、整个生产工艺的视频传感器等。各传感器在感知到相应的信号后，通过PLC指令下位机按程序进行工作，从而保证生产的连续性和稳定性。 生产线通过条形码识别系统和扫描系统(TPS)，实现物料的自动定位、自动跟踪、自动开启下位机程序。所有分离的单元运行设备在实现数字化操作的前提下进行现场总线控制并集中在中央服务器进行统一的生产调度和指令计划，实现MES/ERP管理。在工艺设备上安装在线监测压力、温度、湿度等在线检测及智能控制系统，所有的数据传输到中央控制器可以实现在线打印。所有的设备之间的物料转序由IBC料桶通过AGV导引车完成从配料到制粒再到混合、包衣等各个模块，最终实现生产线的数字化操作和信息化管理。 4.3 MES与ERP集成 对生产相关的业务流程进行梳理和优化，通过流程来把MES和ERP整合到一起，基于流程在MES和ERP之间的“进”和“出”来设计两个系统间的接口，并对异构数据库进行转换。 采用开放数据库互连技术和SQL语句，通过驱动程序与不同数据库进行连接，再通过嵌入的SQL语句对异构数据库进行转换。采用此种方式实现实时数据转换，可实现MES向上层ERP提交生产计划完成信息、物料信息、生产能力、材料消耗、劳动力和生产线运行性能、库存状态及实际订单执行等涉及生产运行的数据;同时接受ERP层的生产计划、订单信息、人力资源、物料清单及工艺路线等。 4.4 通信网络建设 中央服务器通过CAN总线与各模块设备的执行机构进行下行通信，各模块设备通过相应的传感器与中央服务器进行上行通信，实现上位机与下位机的集成。中央服务器与企业数据库和人机交互界面通过工业以太网实现双向通信，进行数据的上传存储、显示和人工指令的下达。另外，中央服务器还通过工业以太网与设备供应商进行信息交互，实现故障上传和存储以及解决方案的下发。 信息安全保障通过在各模块设备的操作系统中设置密码保护功能的方式，实现对数据进行加密。 5 结束语 模块化设计的固体制剂生产线在我国尚处于起步阶段，本文提出了一种设计构想，并对其硬件及软件系统进行了分析阐述，为该系统的推广提供一种参考思路。 未来，固体制剂生产的模块化设计方案将越来越丰富，也将越来越多地被制药企业所接受，同时模块化的固体制剂数字化智能生产线也将更加先进与成熟。 参考文献 [1]薛丹枫，陈建国.中型固体制剂车间的模块化设计[J].医药工程设计，2013(03):12-15. [2]王俊颖.固体制剂模块化设计在固体制剂车间中的应用[J].企业技术开发，2014(15):59+68. 作者单位 太极集团重庆桐君阁药厂有限公司 重庆市 401336 文档资料:固体制剂数字化智能生产线的模块化设计 完整下载 完整阅读 全文下载 全文阅读 免费阅读及下载 阅读相关文档:北京市政务云运行管理系统的设计 飞行管理系统在运8飞机上的应用 “大数据”环境下的计算机信息处理技术 温州乡镇精细化预报一体化平台的设计和实现 大数据在应急管理中的运用 一种基于Lambda架构的电信数据平台解决方案 计算机问题故障诊断措施分析 大数据时代计算机信息处理技术 计算机技术在远程教育中的应用 计算机应用程序编程模型的发展 在线监测信息在 大电网安全监控中的作用 “互联网+”时代下计算机技术应用 云计算技术发展现状及应用 计算机应用的发展现状和趋势 如何实现计算机技术与自动化仪器仪表的融合 网页设计中的计算机多媒体技术应用 面向车间生产的制造订单优先级计 感谢你的阅读和下载 *资源、信息来源于网络。本文若侵犯了您的权益，请留言或者发站内信息。我将尽快删除。*