1、行業技術特點
(1)多學科交叉應用
醫藥、生物工業自動化行業綜合運用自動化控制理論、制藥工藝、信息技術、流體工程、電子電路、嵌入式軟件和系統可靠性設計等方面的技術,涉及多個學科交叉領域,綜合性強,技術難度大,研發投入大,產品服務對技術要求較高。
(2)定制化
由于在產品品種、生產規模、生產工藝、生產環境等方面的條件不盡相同,客戶通常會對自動化控制系統在設計、施工等方面提出個性化的服務要求。因此自動化控制系統整體解決方案的提供商應綜合考慮上述諸多限制條件,提供滿足客戶要求的定制化產品。
(3)技術更新速度快
醫藥、生物產業的快速發展、生產質量管理規范標準的日趨嚴格,加快了工業自動化技術更新換代的進程。隨著電子技術、計算機技術、網絡通訊技術和自動化技術的迅猛發展,傳統的自動化控制系統已經向數字化、智能化轉變。為滿足不同環境和生產特點的需要,自動化控制系統也融合了其他科技領域的前沿技術。因此,為適應行業的發展要求,自動化控制系統解決方案的提供商必須具備較強的研發和創新能力。
2、行業技術水平及發展趨勢
近年來,由于國家政策扶持和我國企業對產品研發、設計日益重視,通過對發達國家先進技術的引進、消化吸收、改進和再創新,我國醫藥、生物工業自動化行業的技術水平有了較大提高,已基本可以滿足國內市場需求。盡管如此,我國在該領域與世界先進水平仍存在一定差距。控制理論的應用、制藥工藝自動化的連續性、自動化控制系統的穩定性、自動化控制系統的生產與制造、自動化控制系統與信息系統相結合等方面,是我國醫藥工業自動化領域未來需重點突破的方向。此外,隨著下游行業需求的不斷更新,工業自動化行業開始向管控一體化、集成化和專業化、全生命周期等方向發展。
內容選自產業信息網發布的《2014-2019年中國醫藥市場深度評估與行業前景研究報告》
(1)向企業管控一體化方向發展
隨著行業的發展,制藥、生物企業將會從單項、局部的改善向著綜合、集成的優化轉變,尤其是計劃、組織、控制三大職能的整體優化,更是企業實現經營目標和獲得競爭優勢的難點和重點。其中,生產計劃與生產過程的脫節問題不僅直接影響企業的生產效率,而且成為制約企業內部信息集成和企業之間供應鏈優化的瓶頸。管控一體化是指在傳統的流程控制系統中,集成了制造執行系統(MES)和企業資源計劃(ERP)系統,通過制造過程的整體優化來幫助企業實施完整的閉環生產。根據美國先進制造研究機構的調查,應用管控一體化系統可獲得顯著的經濟效益,如產品質量可提高19.2%,勞動生產率可提高13.5%,產量可提高11.5%。
(2)向集成化和專業化方向發展
隨著行業的發展,制藥、生物企業開始關注生產管理、生產過程和銷售方式的改進,因此對自動化的需求不斷提高。只有對醫藥、生物產業有深刻理解的專業自動化公司才能與客戶聯系得更緊密,不僅可以為客戶帶來先進的自動化控制系統解決方案,還能更好的吸收借鑒國際先進經驗,使制藥、生物企業生產管理水平與國際接軌。因此,制藥、生物企業逐步減少了將控制系統分開采購的方式,開始選擇可提供自動化控制系統解決方案的公司作為合作伙伴。
(3)向全生命周期化方向發展
制藥企業對基于完整生命周期的自動化控制系統GMP驗證服務的需求日益迫切。完整生命周期要求自動化控制系統解決方案提供商由簡單的、具體的、細節的設計轉向復雜的、總體的設計和決策。自動化控制系統解決方案提供商應提供符合GAMP5要求的,從計劃、設計、實施、測試及報告等階段的整體驗證服務。因此,自動化控制系統解決方案提供商在項目實施前,就應制訂自動化控制系統的GMP認證的實施方案,并貫穿于設計、制造、檢測、銷售、使用、維護、報廢等階段。
3、行業特有的經營模式
自動化控制系統解決方案的提供商普遍采用量身定做的個性化服務經營模式。由于對技術要求、生產規模、生產條件和工藝過程等方面需求各不相同,客戶通常會對自動化控制系統在設計、實施等方面提出個性化的服務要求。系統提供商會針對客戶的某一個項目綜合需求,從控制方案的制定、設計選型、集成設計、硬件采購、軟件配置、現場調試、試運行,直至產品驗收提供專業化的服務。
定制化的經營模式決定了制藥、生物企業的自動化控制系統中包含大量非標準零部件,使其對后續服務的依賴較大。定制化的經營模式在為制藥、生物企業提供最匹配的系統設備及組件的同時,也提高了制藥、生物企業的轉移成本,有利于自動化企業與客戶之間建立長期、穩定的合作關系。
4、自動化控制系統在醫藥工業和生物產業的應用
目前我國醫藥生產工藝主要由原料藥、制劑及輔助工段組成。原料藥和制劑又主要包括化學制藥、生物制藥和中藥等類型。不同的制藥類型,其自動化的形式和技術要求不盡相同,尤其是原料藥和制劑。醫藥工業自動化的發展離不開日益成熟的自動化技術的支持,原料藥和制劑的生產過程自動化技術原理與一般工業的基本相同,很多自動化技術和原理,如各種光、機、電、磁、氣等傳感技術,測試技術、傳動技術、運動技術、分析技術,PLC、PAC、單片機、嵌入式技術、總線技術等得到了廣泛的應用。醫藥工業生產環節較石油化工存在一定的特殊性和復雜性,主要體現為生產過程中的控制參數較多,且不同產品對各參數的敏感性要求各不相同。例如生物制藥的發酵過程中涉及微生物生長和代謝的控制參數就有溫度、溶解氧、二氧化碳濃度、糖含量、pH值等,不同的菌種對上述參數的要求各不相同,且隨著技術的發展,菌種對參數變動的敏感性要求越來越高,還有中藥提取、濃縮、醇沉、滲漉等過程的控制變量也呈現精準化趨勢,在此背景下,人工操作模式已不能適應制藥行業規模化和精細化生產的要求,運用自動化控制系統是必然的選擇。鑒于制藥行業的特殊性,除了一般的自動化技術原理外,更注重要求控制系統提供商具備深厚的行業經驗、對生產過程中關鍵節點的精準把握以及解決疑難問題的能力。制藥行業在無菌、凈化、滅菌、清洗等方面有著極其嚴格的規范要求。基于制藥生產過程中存在控制參數的復雜性、不同產品品種生產工藝關鍵節點的差異性以及對無菌、清潔環境的高要求性等方面因素,自動化控制系統的應用及組成不盡相同,自動化控制系統解決方案提供商需要根據客戶具體的產品品種特性、生產工藝流程、實地場所環境等方面的客觀條件提供個性化的解決方案。
根據相關專業資料,我國制藥、生物產業的企業基本上采用小規模、單元化、批量化和間歇式的生產方式為主,自動化控制系統的應用大部分還局限在藥品生產的某些局部單元上,例如生物發酵、中藥提取、濃縮和分離、化學制藥的反應、提取和分離、在線消毒和清洗等。整個生產過程相對獨立,部分產品的質量和計量控制點還缺乏合適的在線監控手段,自動化系統沒有得到很好的整合。在全球醫藥市場發展和醫藥產業轉移的背景下,我國醫藥工業原有的生產模式已不能適應規模化生產和高產品品質的要求,采用自動化和信息化相結合的手段,盡可能在最大范圍內,規范、約束和取代人工操作,實現生產全過程自動化的批控制和批管理,能更好地適應生產需要。這對自動化控制系統提供商提出了更高的要求,單純地提供控制器、傳感器和執行器等設備和組件并進行安裝已不能適應現階段制藥、生物企業發展的要求,尤其是產業升級過程中的制藥企業的需要,更加側重前期整體技術方案的設計、組件和設備的個性化改進應用等,需要供應商轉型為整體解決方案提供商。在制藥工藝等技術日益發展的背景下,自動化控制技術和產品雖得到了很大的發展,但是在部分領域仍存在提升空間,例如在制藥生產過程中,有些生產單元和過程的控制對象特性、檢測方法和控制方案,還有待進一步研究和探索,部分傳感器、執行器等組件性能尚需進一步提高。
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