中國制藥企業(yè)正在積極布局工業(yè)4.0方案，比如美國某大型自動化公司與一家中國制藥廠簽訂了大型智能工廠合作協(xié)議，主要內容是協(xié)助制藥企業(yè)建立全自動化、智能化工廠，提供包括過程管理、制造執(zhí)行系統(tǒng)在內的一系列信息自動化解決方案，主要目標為提升生產效率、質量和過程管理。在這樣的項目中，最重要的第一步是幫企業(yè)梳理整個業(yè)務和生產制造流程，通過理順所有流程和要求，即可根據(jù)要求部署工業(yè)4.0相關應用的布局、設備、系統(tǒng)和人員配置。

　　制造領域技術的階段性進步被描述為工業(yè)革命的四個階段。4.0時代是利用互聯(lián)網、大數(shù)據(jù)等數(shù)字化手段，將智能化貫穿在生產、物流和服務等各個相關領域。3.0時代的關鍵是實現(xiàn)單機自動化，而要躍升到4.0狀態(tài)的工業(yè)，則需要實現(xiàn)智能設備互聯(lián)，進而可將整個供應鏈過程實時化、透明化，并且為制造提供更高的柔性?？傊?，工業(yè)4.0的技術方案將要求設備與設備對接、設備與系統(tǒng)對接、系統(tǒng)與系統(tǒng)對接。在此我們著重討論一下工業(yè)4.0在醫(yī)藥行業(yè)的主要應用需求和機遇。

　　制藥行業(yè)工業(yè)化發(fā)展情況

　　近十年來，中國醫(yī)藥產業(yè)“十二五”期間復合增長率高達18.6%，總產值約為2.8萬億元，平均利潤率約10%左右，總體發(fā)展水平較高，未來的“十三五”期間，預計將持續(xù)保持10%以上的增幅。

　　然而，與制藥行業(yè)發(fā)展速度較快的現(xiàn)狀相反的是，整個精工化學后續(xù)環(huán)節(jié)的低自動化水平。目前國內大多數(shù)醫(yī)藥行業(yè)在制劑后續(xù)的制造環(huán)節(jié)一般僅是單臺設備的自動化，甚至有些小型企業(yè)尚存在大量的手工制造工序。同時，部分制藥生產環(huán)節(jié)工序互相孤立，需要人為確認工序進展。相關人員不僅需要不停耗費時間核實工序完成情況，更將導致工序完成后，無法有效安排設備清洗、完成工序間傳遞，下一工序的生產計劃也無法及時開展。因此，在一些制藥企業(yè)，有大量的人員閑滯時間，大大影響了生產效率。另外，現(xiàn)在的生產過程監(jiān)管，也是大量依靠人工檢測以及記錄，不僅影響效率，也容易出現(xiàn)數(shù)值誤差等風險，無法更好的控制生產過程風險，提升藥品質量。

制藥行業(yè)如何運用工業(yè)4.0

　　國家對醫(yī)藥安全質量的管控加大、藥品審批加快、更新周期縮短等趨勢，推動著部分制藥企業(yè)尋求智能化解決方案，以提升生產效率，加強產品質量管理等。智能工廠管理將是醫(yī)藥行業(yè)智能化的核心關注點。

　　工業(yè)4.0相關的三大解決方案，工廠管理、生產數(shù)據(jù)追蹤以及更完善的自動化智能技術，可以幫企業(yè)有效解決以上問題。

　　首先是通過MES（生產執(zhí)行系統(tǒng)）系統(tǒng)開展的工廠管理解決方案?，F(xiàn)在大多數(shù)企業(yè)僅在一定程度用ERP系統(tǒng)管理整個產品采購到出廠的數(shù)據(jù)，而僅少數(shù)國內企業(yè)開始使用MES。MES系統(tǒng)中的智能工廠管理模塊將通過設備數(shù)據(jù)與中央系統(tǒng)的對接，使整個工廠生產流程變得透明可視，這樣不僅各個工序相關人員可以根據(jù)工序完成度來安排工作，工廠管理人員也可更有效率的綜合管理生產節(jié)拍，減少不必要的閑滯。

　　其次，生產數(shù)據(jù)的記錄和上傳也可以通過工業(yè)4.0技術而實現(xiàn)。隨著政府對藥品安全監(jiān)督越來越嚴苛，過去的手工記錄生產過程數(shù)據(jù)將逐漸由系統(tǒng)自動記錄所替代，并且數(shù)據(jù)類別的采集要求也將逐步提高。通過智能化、數(shù)字化的互聯(lián)網手段，不僅可以通過傳感器采集制造過程相關數(shù)據(jù)，也可以實時采集有關的環(huán)境數(shù)據(jù)、微生物數(shù)據(jù)等，從而對藥品在工藝流程的實時環(huán)境狀態(tài)進行有效的監(jiān)控和追溯。將傳感器在生產工藝中采集的數(shù)據(jù)實時傳輸?shù)街醒胂到y(tǒng)，上傳至私有云等，即可實現(xiàn)這一系列的數(shù)據(jù)采集、存儲、追溯以及分析。因此，在未來傳感器的應用、實時數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)、云服務以及相應的系統(tǒng)集成，將是制藥行業(yè)實現(xiàn)工業(yè)4.0發(fā)展的另一些重點領域。

　　并且，對于尚有部分還是以手工進行生產的工藝來說，升級至自動化也是提升效率、質量的關鍵手段。不僅可以減少人為的不穩(wěn)定性錯誤，也可以更好的控制生產過程中的環(huán)境數(shù)據(jù)，減少諸如微生物在內的數(shù)值，提升整體藥品質量。另外，有效的自動化物流和倉儲管理也將幫助企業(yè)提高生產效率，更好的開展精益管理，減少成本浪費。企業(yè)在建設工廠或改造時，應事先安排好整體工廠物流布局，設立物流路徑以及倉儲點，在未來逐漸實現(xiàn)立體倉庫管理，通過掃碼或識別技術以及AGV小車等，減少廠內物流效率浪費。

　　最后，能源管理的先進技術，包括自動探測設備、工廠的水、電、氣等能源消耗，優(yōu)化能源管理及監(jiān)控系統(tǒng)，減少能源浪費。目前大多數(shù)企業(yè)即使已經開始實行一些能源管理，也僅是停留在單機能耗的監(jiān)測和管理上，尚未升級到對多機、多生產線、甚至多廠區(qū)的智能管理，即通過分析包括能量、成本等大數(shù)據(jù)，自動進行負荷預測、調節(jié)負荷開關等，進而達到整體能耗最低化。綠色制造是“中國制造2025”的一個重點方向之一，政府將慢慢出臺越來越嚴格的能源消耗標準，同時，能源管理相較于其他解決方案，比較能快速的看到投資回報，因此能源管理將是行業(yè)升級發(fā)展的另一個關鍵應用機遇。

　　制藥4.0發(fā)展需要循序漸進

　　醫(yī)藥行業(yè)在中國整體制造業(yè)中，利潤水平相對依然較高，并且自動化、智能化水平相較于電子等科技含量較高的產業(yè)落后，未來在工廠管理、藥品數(shù)據(jù)追蹤上，將有越來越多的工業(yè)4.0相關的方案需求，整體而言機遇較大。對于需要升級舊廠的企業(yè)，一次性改造投入相對較大，特別是限制于原來廠房布局，以及舊設備的接口限制，整體改造耗費較大。建議此類改造可以通過實施試點項目，逐步投入工業(yè)4.0相關領域的相關建設，如開發(fā)MES系統(tǒng)中數(shù)據(jù)管理模塊、或加強投資某個工序的自動化設備、或開發(fā)私有云進行數(shù)據(jù)存儲等，通過試點項目可以幫助企業(yè)更好理解工業(yè)4.0下智能化的含義，有針對性的進行工廠改良。對于尚處在2.0到3.0階段的企業(yè)來說，智能化的開展，可以選擇從包裝自動化開始，提升整體生產效率。而對于新建工廠的安排，則需要結合工業(yè)4.0的解決方案合理布局廠房，并在采購設備時充分考慮數(shù)據(jù)采集和對接要求，尋找可靠合作伙伴打造4.0概念下的智能工廠和智能供應鏈。

　　工業(yè)4.0的解決方案是一種輔助企業(yè)發(fā)展的技術手段，如何選用工業(yè)4.0的方案，在哪些業(yè)務環(huán)節(jié)應投資工業(yè)4.0的解決方案，應當依據(jù)行業(yè)特性、行業(yè)痛點、流程工藝、企業(yè)文化、終端需求等各方面綜合考慮。