中药片剂因为其剂量准确,服用方便的特点,在成品药中占有重要的位置。所以,以提高中药片剂生产效率为目标的中药片剂生产全流程的建模与优化问题具有重要的理论和现实意义。本文首先介绍了中药片剂生产的基本工艺,分析了中药片剂生产流程及其主要影响因素,并较为详细地介绍了主要环节的生产设备的工作原理。通过对中药片剂生产过程的深入研究,根据粉体力学、黏弹性模型等基本原理,建立了中药片剂生产过程中,颗粒平均粒径、粉体柱孔隙率、片剂硬度、溶出度、崩解度等质量指标与操作变量(喷雾频率、喷雾速率、雾化压力、预压量、压下量、转速)的相关机理模型,仿真实验验证了该模型的有效性。用机理模型模拟实际过程产生数据,利用偏最小二乘(PLS)方法建立了基于数据的中药片剂生产全流程预测模型。在此基础上,以中药片剂单位时间产量最大为优化目标,以操作变量为决策变量,在质量指标等约束条件下,建立了中药片剂全流程优化模型,并利用粒子群优化(PSO)算法进行优化计算,得到优化结果和操作变量设定值。在此基础上,利用机理模型,以中药片剂单位时间产量最大为目标,以操作变量和设备关键部件型号为决策变量,在质量指标等约束条件下,建立了中药片剂生产全流程设计与操作变量一体优化优化模型。利用粒子群(PSO)算法加以求解,得到了最大产量所对应的设备关键部件型号和操作变量设定值。