隨著制藥行業(yè)對制藥工藝、減少人員干預(yù)以及制藥質(zhì)量安全的需求越來越高,自控技術(shù)在制藥裝備中的應(yīng)用日益廣泛,實現(xiàn)了醫(yī)藥生產(chǎn)的連續(xù)、智能化控制。對于醫(yī)藥裝備企業(yè)的技術(shù)研發(fā)和生產(chǎn)制造而言,需要整合、集成諸如自控技術(shù)和器件等相應(yīng)重要技術(shù)和器件的優(yōu)勢供應(yīng)鏈,醫(yī)藥裝備龍頭企業(yè)尤其如此,龍頭企業(yè)集成應(yīng)用所產(chǎn)生的需求,以及相應(yīng)環(huán)節(jié)的配套供應(yīng),正是產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)的基礎(chǔ)。
制藥企業(yè)對制藥裝備的自動化、智能化需求越來越高,制藥工藝前段和后端是相關(guān)裝備的主要應(yīng)用環(huán)節(jié)。在發(fā)展醫(yī)藥裝備自動化和智能化的路上,自控技術(shù)發(fā)揮著重要作用,它相當(dāng)于制藥裝備的大腦,提供計算能力,實現(xiàn)人機(jī)交互,進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲和通信,負(fù)責(zé)生產(chǎn)的配方管理、生產(chǎn)狀態(tài)的實時監(jiān)控、設(shè)備操作、報警以及報表管理等任務(wù),旨在讓生產(chǎn)過程更簡單、自動化程度更高,讓裝備運行更加安全和穩(wěn)定。
作為引領(lǐng)中國醫(yī)藥裝備行業(yè)發(fā)展的知名企業(yè),楚天可以為制藥企業(yè)打造產(chǎn)線整體解決方案,產(chǎn)品涵蓋水劑、固體制劑、粉劑類藥物生產(chǎn)裝備,包括醫(yī)用水設(shè)備、配液、烘干、滅菌、灌裝、凍干機(jī)、燈檢、后包裝以及裝箱碼垛和物流倉儲等方面的技術(shù)。楚天在這個過程中重視對自控技術(shù)及器件等方面優(yōu)勢供應(yīng)鏈的整合與集成,不斷打磨,構(gòu)建高性價比的智能應(yīng)用解決方案,提升醫(yī)藥裝備的智能生產(chǎn)能力。
以楚天燈檢機(jī)為例,其自動和控制系統(tǒng)通過集成研華相關(guān)產(chǎn)品,對藥廠生產(chǎn)裝備進(jìn)行集中監(jiān)控與管理,實現(xiàn)一鍵啟動、全過程可視化、操作簡單、對所有產(chǎn)品批次信息進(jìn)行完整追溯等功能。中國制藥企業(yè)藥品檢測經(jīng)歷了從人工燈檢向半自動燈檢,再到智能化全自動燈檢的轉(zhuǎn)變。與人工燈檢需要大量工人用肉眼進(jìn)行檢測相比,燈檢機(jī)不受工人主觀情緒影響,不受生產(chǎn)時間限制,而且檢測速度、精度大幅提升,幫助藥企保障藥品質(zhì)量的同時,也大大提升生產(chǎn)效率。
燈檢機(jī)是生產(chǎn)環(huán)節(jié)中產(chǎn)品質(zhì)量最后一道保障線,通過科學(xué)的視覺方法幫助藥廠檢測藥品中是否存在異物及外觀缺陷,還可監(jiān)控藥品在前端工藝上是否出現(xiàn)問題。楚天燈檢機(jī)除了具備檢測性能穩(wěn)定、高速、高精度、機(jī)器結(jié)構(gòu)緊湊簡單、易于拆裝、沒有衛(wèi)生死角等特點,控制系統(tǒng)方面也有諸多優(yōu)勢,具有數(shù)據(jù)整合和分析等關(guān)鍵功能,可以幫助用戶改善前端工藝。如果某個時間段異物增多,可以考慮是否哪一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題,再對比一周、一月甚至一年的數(shù)據(jù)做分析。
楚天燈檢機(jī)應(yīng)用廣泛。一家主營口服液的藥廠,需要對不同配方的10?ml劑量的口服液進(jìn)行檢測,以往檢測需要十多個人進(jìn)行人工檢測,實行兩班倒工作制,藥廠每天的產(chǎn)量為20~30萬支。采用楚天的燈檢機(jī)之后,產(chǎn)線速度大幅提升,每天可生產(chǎn)5批藥,每批藥產(chǎn)量是15萬支,每天口服液產(chǎn)量大概為70~75萬支。生產(chǎn)效率提高后,工人可以采用一班工作制。楚天燈檢機(jī)從速度和檢測精度兩方面,為用戶節(jié)省了人力和時間成本,并保障藥品質(zhì)量安全。
此外,工廠中的所有機(jī)器都產(chǎn)生數(shù)據(jù),如何整合這些數(shù)據(jù)來改善工藝流程?需要通過建立監(jiān)控平臺來抽取檢測數(shù)據(jù),然后進(jìn)行處理和分析。楚天的燈檢機(jī)由三個部分構(gòu)成:機(jī)械部分、運動控制部分、視覺控制部分。運動控制部分通過PLC實現(xiàn),視覺控制部分的控制機(jī)運算在研華工控機(jī)中完成,兩部分之間會做實時的數(shù)據(jù)、信息交互,實現(xiàn)協(xié)同控制。
整個燈檢機(jī)有一個統(tǒng)一的人機(jī)界面,使用研華工業(yè)平板電腦(IPPC系列)實現(xiàn)。工業(yè)平板電腦在實現(xiàn)人機(jī)交互的同時,還會運行多個軟件,收集、處理、計算從運動控制部分和視覺控制部分獲得的數(shù)據(jù)信息,后期生成產(chǎn)品生產(chǎn)追溯等重要數(shù)據(jù)。因此,工業(yè)平板電腦對于整套燈檢系統(tǒng)設(shè)備來講非常重要,對于后期的生產(chǎn)過程的信息追溯也非常重要,楚天燈檢機(jī)對所集成器件的運算性能以及工作穩(wěn)定性有極高的要求。
燈檢機(jī)視覺系統(tǒng)采用C/S架構(gòu),平板電腦做服務(wù)器,所有工控機(jī)做客戶端,燈檢機(jī)上設(shè)有很多工作站,所以會用到多臺工控機(jī),分別側(cè)重檢測不同缺陷類型。研華工控機(jī)通過擴(kuò)展研華I/O板卡,與PLC以及其他設(shè)備進(jìn)行信息交互,通過擴(kuò)展USB卡或PoE網(wǎng)卡連接工業(yè)相機(jī)實現(xiàn)圖像采集,然后進(jìn)行圖像分析處理,最后將結(jié)果放入服務(wù)器中進(jìn)行匯總分析。平板電腦執(zhí)行上位機(jī)程序?qū)崿F(xiàn)人機(jī)交互,與PLC進(jìn)行通訊控制整個機(jī)器的運行狀態(tài),而且具有數(shù)據(jù)采集分析功能。在控制部分,楚天燈檢機(jī)集成研華平板電腦、工控機(jī)等器件。
具體而言,楚天燈檢機(jī)的計算能力通過集成研華工控機(jī)實現(xiàn)。計算能力是指從相機(jī)攝取圖像并進(jìn)行分析處理的能力。燈檢機(jī)的計算能力越高,分析圖片質(zhì)量和數(shù)量的能力就越高和越多,能達(dá)到的檢測精度和生產(chǎn)速度越高。人機(jī)交互上,則讓用戶體驗到簡潔和易操作。因此,將計算能力放在工控機(jī)上,平板電腦只做數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析和交互功能。
在存儲方面,有些藥廠每天連續(xù)工作很長時間,藥廠如果要記錄某一批產(chǎn)品的生產(chǎn)情況,需要保存所有藥品的圖像。藥品的圖像主要存儲在工控機(jī)中,存儲的介質(zhì)和容量就成為用戶所關(guān)心的問題。通訊方面,主要是服務(wù)器與客戶端、服務(wù)器與PLC、客戶端與PLC之間的數(shù)據(jù)交互。特別是客戶端與PLC之間的通訊需要保證實時和穩(wěn)定,集成研華I/O卡,軟件內(nèi)部實現(xiàn)觸發(fā)模式,實現(xiàn)基本無延時的通訊功能。