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【摘要】 通过生产制造执行系统（MES）与整体集成物流管理系统（TIMMS）、数据采集与监视系统（SCADA）、企业资源管理软件（ERP）、过程分析系统（PAT）、实验室管理系统（LIMS）、分布式控制系统（DCS）、可编程逻辑控制器（PLC）、数据挖掘知识管理系统（PKS）等系统的集成，建立以质量管控数据流为基础、以网络互联为支撑的中药流程制造智能工厂，同时促进制造、研发、管理、供销、业务等关键环节的交互集成，实现智能管控，培育中药流程智能制造新模式。
【关键词】 MES系统;中药;自动化
【DOI编码】 10.3969/j.issn.1674-4977.2021.06.019
Execution System Standard Setting of Lanqin Oral Liquid Qinggao Production Process
LI Wei，CHANG Zhi-xiang，LI Xing-bing，LUAN Jie
（Yangtze River Pharmaceutical Group Jiangsu longfengtang traditional Chinese Medicine Co.，Ltd，Taizhou 225327，China）
Abstract： Through the implementation of MES system，the integration of MES with Timms，SCADA，ERP，pat，LIMS，DCS，PLC，PKS and other systems is realized，an intelligent factory for traditional Chinese medicine process manufacturing based on quality control data flow and supported by network interconnection is established，and the interactive integration of key links such as manufacturing，R&D，management，supply and marketing and business is promoted to realize intelligent control，cultivating a new mode of intelligent manufacturing of traditional Chinese medicine process.
Key words： MES system;Traditional Chinese medicine; automation.
1 MES系统应用于中药制造的目的及实施
1.1 MES系统应用于中药制造的目的
以药品工艺和质量管理为核心，建立生产制造执行系统，并开发MES与TIMMS、ERP、PLM、QMS、LIMS、DCS、PLC、PKS、WMS、WCS、SCADA、DMS、PI、PO、BI等独立系统的数据交互集成技术，构建生产、管理、服务等制造活动一体化的智能管控体系（智能制造系统连接流程见图1），培育新型生产方式，全面提升企业研发、生产、管理和服务的智能化水平，初步实现信息深度自感知、智慧優化自决策、精确控制自执行等智能制造目标。
1.2 MES系统的实施
1）实施品种：蓝芩口服液清膏。
2）实施范围：提取1号车间MES项目。
3）生产流程：蓝芩口服液提取为5味药材，流程为提取9台-双效5台-醇沉16台-单效2台-收膏，采用专线生产。
4）对接系统（列举部分如下）：SAP系统、WMS（TIMMS）系统、提取DCS系统、DMS系统、SCADA、QMS系统等。
5）CSV验证工作：负责整个项目的CSV验证工作，并提交中英文对照的，符合扬子江药业集团及GMP要求的验证文档。
6）涉及部门：技术部、质管部（QA、QC）、制造部（提取1号车间、仓库4号、前处理1号、设备管理处）、信息中心、财务部。
7）采用SIMATIC IT eBR软件来实施。
2 生产过程执行系统在中药智能制造中的标准应用流程
2.1 蓝芩口服液清膏生产工艺流程
1）投料：岗位人员经过WMS培训后，按处方领取五味饮片，经WMS物流系统精配后投入各多功能提取罐内。
2）煎煮：饮片共煎煮三次，第一次加5～6倍于饮片量的水，煎煮2小时;第二次加3～4倍量的水，煎煮1小时;第三次加2～3倍量的水，煎煮1小时，蒸汽压力≤2.5 bar，药液过滤（过80目筛网）后放置于储罐。
3）浓缩：煎煮液通过固定管道转移至双效浓缩器浓缩至相对密度为1.10～1.12（70 ℃），将浓缩液转移至调醇工序。
4）调醇：将浓缩液放入醇沉罐中，开动搅拌桨，同时将冷冻水打开，待浓缩液温度≤45 [℃]时，向醇沉罐中加入乙醇，使调醇液醇度达到60%（+3%），控制调醇液温度在15.0 [℃]以下，待调醇液温度≤15 [℃]时，开始静置，调醇液静置12小时以上（内控静置时间应≥30小时）。
5）收膏：取调醇液的上清液，转移至单效浓缩器中，回收乙醇，升温至药液无醇味，并继续浓缩至相对密度为1.15～1.20（60 [℃]），在收膏间进行收膏。
2.2 投料工序流程的设计
WMS系统：当提取车间启动指定的中药材投料任务时，高速堆垛机将已经配好的中药材实箱从件箱立体高架库中调出，经过RFID系统、在线称重系统复核无误后输送至提取车间投料区。当中药材实箱需要投料时，输送至投料机器人进行上料，投料机器人在投料前通过RFID系统再次识别复核，复核无误后投料机器人将中药材投入提取罐中进行煎煮，实周转箱投料完成后通过RFID系统自动清除物料信息，并上报WMS系统，WMS系统将相应库存自动扣除。WMS系统自动确认出库单据完成，并能够打印出库单据明细，作为批生产记录附于相关文件中，实现了无纸化办公，当前出库单据完成后，WMS系统可自动开启第二条出库任务。 MES系统：系统根据设定好的流程生成符合GMP和FDA要求的电子批记录，MES系统在获取生产命令后执行投料工序的生产，填写电子批记录。岗位人员根据任务指导进行操作WMS系统，WMS系统将必要数据反馈到MES系统，包括饮片批号、饮片品种、饮片重量、出库任务流程订单号等，操作人员复核无误后电子签名，生成投料段批记录。
2.3 煎煮工序流程的设计
工艺流程：煎煮阶段，饮片共煎煮三次，第一次加5～6倍于饮片量的水，煎煮2小时;第二次加3～4倍量的水，煎煮1小时;第三次加2～3倍量的水，煎煮1小时，蒸汽压力≤2.5 bar，药液过滤（过80目筛网）后放置于储罐。
DCS系统流程：提取工序顺控功能主要包括进料、升温、保温、出液、循环5个功能。每次顺控启动前应检查策略设置和参数设置是否已被正确配置。
MES系统流程：根据系统下载的相应工艺参数与DCS系统复核，DCS系统在获取生产命令后执行提取生产，并将必要数据反馈到MES系统，包括蒸汽压力、加热时间、保温时间、加溶剂量、出液量、煎煮温度等，操作人员复核无误后电子签名，生成提取段批记录。
2.4 浓缩工序流程的设计
工艺流程：浓缩阶段，煎煮液通过固定管道转移至双效浓缩器浓缩至相对密度为1.10～1.12（70 [℃]），将浓缩液转移至调醇工序。
DCS系统流程：双效工序顺控主要包括补液、排水、判断进液结束、并效等。每次顺控启动前应检查策略设置和参数设置是否已被正确配置。
MES系统流程：根据系统下载的相应工艺参数与DCS系统复核，DCS系统在获取生产命令后执行浓缩生产，并将必要数据反馈到MES系统，包括：蒸汽压力、真空度、浓缩时间、浓缩后浓缩液体积、密度等，操作人员复核无误后电子签名，生成浓缩段批记录。监控标准：相对密度1.10～1.12（70 [℃]）（系统应能自动转化当前温度下的相对密度标准），监控频次：1次/0.5小时。
2.5 调醇工序流程的设计
工艺流程：调醇阶段，将浓缩液放入醇沉罐中，开动搅拌桨，同时将冷冻水打开，向醇沉罐中加入乙醇，使调醇液醇度达到60%左右，控制调醇液温度在15.0 [℃]以下，调醇液静置12小时以上。
DCS系统流程：调醇工序操作包括进料操作、降温操作、搅拌操作、出药液操作、出渣操作。
MES系统流程：系统下载相应工艺参数到DCS系统，DCS系统在获取生产命令后执行醇沉生产，并将必要数据反馈到MES系统，包括：药液量、加乙醇量、搅拌速度、搅拌时间、静置时间、静置温度等，同时手工录入部分数据，操作人员复核无误后电子签名，生成醇沉段批记录。
2.6 收膏工序流程的设计
工艺流程：取调醇液的上清液，转移至单效浓缩器中，回收乙醇并浓缩至相对密度为1.15～1.20（60 [℃]）（系统应能自动转化当前温度下的相对密度标准），在收膏间进行收膏。
DCS系统流程：收膏浓缩工序顺控主要包括补液、排水、判断进液结束、并效等功能。每次顺控启动前应检查策略设置和参数设置是否已被正确配置。
MES系统流程：根据系统下载的相应工艺参数与DCS系统复核，DCS系统在获取生产命令后执行收膏浓缩生产，并将必要数据反馈到MES系统，包括：蒸汽压力、真空度、浓缩时间、浓缩后浓缩液体积、密度等，操作人员复核无误后电子签名，生成浓缩段批记录。监控标准：相对密度1.10～1.12（70 [℃]）（系统应能自动转化当前温度下的相对密度标准），监控频次：1次/0.5小时收膏阶段，操作人员对清膏进行称量，放入周转桶内，MES系统进行收膏管理，将清膏重量、密度、时间等录入MES系统，并打印条码，然后贴在容器上，系统自动计算收膏率。
3 总结
企业在采用了EMS系统与其他系统集成后开发建设的智能中药制造模式后，在满足原有产品生产制造基础上，实现了缩短产品升级周期、降低运营成本、提高生产效率、提升产品质量和降低资源能源消耗等目标。
【参考文献】
[1] 黄新兰，刘炳顺，杨扬，等.RFID在中药仓储物流投料自动化技术中的应用[J].机电信息，2020（27）：85-86.
[2] 蔡忠淼，周友华.MES系统在制药企业中应用的必要性[J].机电信息，201（35）：25-27.
[3] 王美林，彭希灵.基于微服务的业务可编排重构MES系统[J].物联网技术，2021（10）：54-57.
[4] 俞荣，刘涛.蓝芩口服液澄清工艺研究[J].现代中药研究与實践，2006（5）：49-51.
【作者简介】
李伟，男，1986年出生，硕士，研究方向为制药管理。
常志祥，男，1995年出生，学士，研究方向为车间计算机化系统管理。
李兴斌，男，1969年出生，高级工程师，研究方向为中药生产全流程智能制造，中药生产基地建设，中药无菌生产等。
栾杰，男，1989年出生，学士，研究方向为制药企业设备管理。
【关键词】 MES系统;中药;自动化
【DOI编码】 10.3969/j.issn.1674-4977.2021.06.019
Execution System Standard Setting of Lanqin Oral Liquid Qinggao Production Process
LI Wei，CHANG Zhi-xiang，LI Xing-bing，LUAN Jie
（Yangtze River Pharmaceutical Group Jiangsu longfengtang traditional Chinese Medicine Co.，Ltd，Taizhou 225327，China）
Abstract： Through the implementation of MES system，the integration of MES with Timms，SCADA，ERP，pat，LIMS，DCS，PLC，PKS and other systems is realized，an intelligent factory for traditional Chinese medicine process manufacturing based on quality control data flow and supported by network interconnection is established，and the interactive integration of key links such as manufacturing，R&D，management，supply and marketing and business is promoted to realize intelligent control，cultivating a new mode of intelligent manufacturing of traditional Chinese medicine process.
Key words： MES system;Traditional Chinese medicine; automation.
1 MES系统应用于中药制造的目的及实施
1.1 MES系统应用于中药制造的目的
以药品工艺和质量管理为核心，建立生产制造执行系统，并开发MES与TIMMS、ERP、PLM、QMS、LIMS、DCS、PLC、PKS、WMS、WCS、SCADA、DMS、PI、PO、BI等独立系统的数据交互集成技术，构建生产、管理、服务等制造活动一体化的智能管控体系（智能制造系统连接流程见图1），培育新型生产方式，全面提升企业研发、生产、管理和服务的智能化水平，初步实现信息深度自感知、智慧優化自决策、精确控制自执行等智能制造目标。
1.2 MES系统的实施
1）实施品种：蓝芩口服液清膏。
2）实施范围：提取1号车间MES项目。
3）生产流程：蓝芩口服液提取为5味药材，流程为提取9台-双效5台-醇沉16台-单效2台-收膏，采用专线生产。
4）对接系统（列举部分如下）：SAP系统、WMS（TIMMS）系统、提取DCS系统、DMS系统、SCADA、QMS系统等。
5）CSV验证工作：负责整个项目的CSV验证工作，并提交中英文对照的，符合扬子江药业集团及GMP要求的验证文档。
6）涉及部门：技术部、质管部（QA、QC）、制造部（提取1号车间、仓库4号、前处理1号、设备管理处）、信息中心、财务部。
7）采用SIMATIC IT eBR软件来实施。
2 生产过程执行系统在中药智能制造中的标准应用流程
2.1 蓝芩口服液清膏生产工艺流程
1）投料：岗位人员经过WMS培训后，按处方领取五味饮片，经WMS物流系统精配后投入各多功能提取罐内。
2）煎煮：饮片共煎煮三次，第一次加5～6倍于饮片量的水，煎煮2小时;第二次加3～4倍量的水，煎煮1小时;第三次加2～3倍量的水，煎煮1小时，蒸汽压力≤2.5 bar，药液过滤（过80目筛网）后放置于储罐。
3）浓缩：煎煮液通过固定管道转移至双效浓缩器浓缩至相对密度为1.10～1.12（70 ℃），将浓缩液转移至调醇工序。
4）调醇：将浓缩液放入醇沉罐中，开动搅拌桨，同时将冷冻水打开，待浓缩液温度≤45 [℃]时，向醇沉罐中加入乙醇，使调醇液醇度达到60%（+3%），控制调醇液温度在15.0 [℃]以下，待调醇液温度≤15 [℃]时，开始静置，调醇液静置12小时以上（内控静置时间应≥30小时）。
5）收膏：取调醇液的上清液，转移至单效浓缩器中，回收乙醇，升温至药液无醇味，并继续浓缩至相对密度为1.15～1.20（60 [℃]），在收膏间进行收膏。
2.2 投料工序流程的设计
WMS系统：当提取车间启动指定的中药材投料任务时，高速堆垛机将已经配好的中药材实箱从件箱立体高架库中调出，经过RFID系统、在线称重系统复核无误后输送至提取车间投料区。当中药材实箱需要投料时，输送至投料机器人进行上料，投料机器人在投料前通过RFID系统再次识别复核，复核无误后投料机器人将中药材投入提取罐中进行煎煮，实周转箱投料完成后通过RFID系统自动清除物料信息，并上报WMS系统，WMS系统将相应库存自动扣除。WMS系统自动确认出库单据完成，并能够打印出库单据明细，作为批生产记录附于相关文件中，实现了无纸化办公，当前出库单据完成后，WMS系统可自动开启第二条出库任务。 MES系统：系统根据设定好的流程生成符合GMP和FDA要求的电子批记录，MES系统在获取生产命令后执行投料工序的生产，填写电子批记录。岗位人员根据任务指导进行操作WMS系统，WMS系统将必要数据反馈到MES系统，包括饮片批号、饮片品种、饮片重量、出库任务流程订单号等，操作人员复核无误后电子签名，生成投料段批记录。
2.3 煎煮工序流程的设计
工艺流程：煎煮阶段，饮片共煎煮三次，第一次加5～6倍于饮片量的水，煎煮2小时;第二次加3～4倍量的水，煎煮1小时;第三次加2～3倍量的水，煎煮1小时，蒸汽压力≤2.5 bar，药液过滤（过80目筛网）后放置于储罐。
DCS系统流程：提取工序顺控功能主要包括进料、升温、保温、出液、循环5个功能。每次顺控启动前应检查策略设置和参数设置是否已被正确配置。
MES系统流程：根据系统下载的相应工艺参数与DCS系统复核，DCS系统在获取生产命令后执行提取生产，并将必要数据反馈到MES系统，包括蒸汽压力、加热时间、保温时间、加溶剂量、出液量、煎煮温度等，操作人员复核无误后电子签名，生成提取段批记录。
2.4 浓缩工序流程的设计
工艺流程：浓缩阶段，煎煮液通过固定管道转移至双效浓缩器浓缩至相对密度为1.10～1.12（70 [℃]），将浓缩液转移至调醇工序。
DCS系统流程：双效工序顺控主要包括补液、排水、判断进液结束、并效等。每次顺控启动前应检查策略设置和参数设置是否已被正确配置。
MES系统流程：根据系统下载的相应工艺参数与DCS系统复核，DCS系统在获取生产命令后执行浓缩生产，并将必要数据反馈到MES系统，包括：蒸汽压力、真空度、浓缩时间、浓缩后浓缩液体积、密度等，操作人员复核无误后电子签名，生成浓缩段批记录。监控标准：相对密度1.10～1.12（70 [℃]）（系统应能自动转化当前温度下的相对密度标准），监控频次：1次/0.5小时。
2.5 调醇工序流程的设计
工艺流程：调醇阶段，将浓缩液放入醇沉罐中，开动搅拌桨，同时将冷冻水打开，向醇沉罐中加入乙醇，使调醇液醇度达到60%左右，控制调醇液温度在15.0 [℃]以下，调醇液静置12小时以上。
DCS系统流程：调醇工序操作包括进料操作、降温操作、搅拌操作、出药液操作、出渣操作。
MES系统流程：系统下载相应工艺参数到DCS系统，DCS系统在获取生产命令后执行醇沉生产，并将必要数据反馈到MES系统，包括：药液量、加乙醇量、搅拌速度、搅拌时间、静置时间、静置温度等，同时手工录入部分数据，操作人员复核无误后电子签名，生成醇沉段批记录。
2.6 收膏工序流程的设计
工艺流程：取调醇液的上清液，转移至单效浓缩器中，回收乙醇并浓缩至相对密度为1.15～1.20（60 [℃]）（系统应能自动转化当前温度下的相对密度标准），在收膏间进行收膏。
DCS系统流程：收膏浓缩工序顺控主要包括补液、排水、判断进液结束、并效等功能。每次顺控启动前应检查策略设置和参数设置是否已被正确配置。
MES系统流程：根据系统下载的相应工艺参数与DCS系统复核，DCS系统在获取生产命令后执行收膏浓缩生产，并将必要数据反馈到MES系统，包括：蒸汽压力、真空度、浓缩时间、浓缩后浓缩液体积、密度等，操作人员复核无误后电子签名，生成浓缩段批记录。监控标准：相对密度1.10～1.12（70 [℃]）（系统应能自动转化当前温度下的相对密度标准），监控频次：1次/0.5小时收膏阶段，操作人员对清膏进行称量，放入周转桶内，MES系统进行收膏管理，将清膏重量、密度、时间等录入MES系统，并打印条码，然后贴在容器上，系统自动计算收膏率。
3 总结
企业在采用了EMS系统与其他系统集成后开发建设的智能中药制造模式后，在满足原有产品生产制造基础上，实现了缩短产品升级周期、降低运营成本、提高生产效率、提升产品质量和降低资源能源消耗等目标。
【参考文献】
[1] 黄新兰，刘炳顺，杨扬，等.RFID在中药仓储物流投料自动化技术中的应用[J].机电信息，2020（27）：85-86.
[2] 蔡忠淼，周友华.MES系统在制药企业中应用的必要性[J].机电信息，201（35）：25-27.
[3] 王美林，彭希灵.基于微服务的业务可编排重构MES系统[J].物联网技术，2021（10）：54-57.
[4] 俞荣，刘涛.蓝芩口服液澄清工艺研究[J].现代中药研究与實践，2006（5）：49-51.
【作者简介】
李伟，男，1986年出生，硕士，研究方向为制药管理。
常志祥，男，1995年出生，学士，研究方向为车间计算机化系统管理。
李兴斌，男，1969年出生，高级工程师，研究方向为中药生产全流程智能制造，中药生产基地建设，中药无菌生产等。
栾杰，男，1989年出生，学士，研究方向为制药企业设备管理。