1 引言
制藥行業(yè)是一個典型的批量連續(xù)生產(chǎn)型的流程行業(yè)，多年來不斷提高生產(chǎn)線的自動化程度，廣泛采用PCS過程控制系統(tǒng)，企業(yè)的生產(chǎn)管理水平和市場競爭力有了很大的提高，但隨之而來的問題也逐漸暴露出來，例如：產(chǎn)品的質(zhì)量更多的取決于員工的生產(chǎn)經(jīng)驗；一式多聯(lián)的表格要傳遞到各個部門，信息傳送不及時；大量的數(shù)據(jù)不能實時進行處理和共享，難以為決策者及時提供決策依據(jù)等等，極大地制約了企業(yè)的進一步發(fā)展。
我國西南某藥業(yè)公司是中國生物技術集團下屬的國有高科技生物制藥企業(yè)，于1 9 9 8年首批通過國家GMP認證，是國內(nèi)最大、最具盛名的制造商和血漿產(chǎn)品的研發(fā)基地之一。該藥業(yè)公司盡管在生產(chǎn)車間已經(jīng)實施了自控系統(tǒng)，但在車間作業(yè)監(jiān)控、產(chǎn)品追溯管理、品質(zhì)控制、車間物料監(jiān)控等方面往往需要以手工的方式進行，較難做到車間作業(yè)、品質(zhì)狀況的及時反饋。經(jīng)過對企業(yè)生產(chǎn)的調(diào)研和詳細分析規(guī)劃后，西門子提出了針對制藥企業(yè)的MES解決方案。
西門子XFP系統(tǒng)是針對醫(yī)藥工業(yè)設計的MES解決方案，從產(chǎn)品開發(fā)到批量生產(chǎn)，XFP可以都可以提供模塊式的，集成靈活的解決方案。它對于企業(yè)增強合規(guī)性，降低風險，優(yōu)化資源，改進生產(chǎn)都有著積極的意義。
2 硬件設計
硬件是項目實施的基礎，在這個項目中，考慮到系統(tǒng)的性能問題，主生產(chǎn)系統(tǒng)一共規(guī)劃設計了三臺服務器，分別是應用服務器，數(shù)據(jù)庫服務器，以及Web服務與文件服務器。考慮到制藥企業(yè)的合規(guī)特殊性，項目還為此增設了一臺測試／驗證服務器，以確保系統(tǒng)的規(guī)范性。
除了服務器，硬件系統(tǒng)還包括條形碼掃描儀，條形碼打印機和天平秤，其中，條形碼掃描儀用于讀取條形碼以最大限度地減少人工錄入工作量；條形碼打印機用于對各種原配料以及處理后的原配料進行條碼打印；天平秤用于在備料過程中對原配料進行稱重。
整個系統(tǒng)的硬件結構圖如圖1所示。
圖1 硬件結構圖
3 軟件模塊
西門子XFP系統(tǒng)主要功能的集成模型如下圖所示，包括11個功能模塊，通過實時收集生產(chǎn)過程中的數(shù)據(jù)，作出相應的分析和處理，在對整個車間制造過程進行優(yōu)化的基礎之上，實現(xiàn)企業(yè)信息全集成。本文將重點介紹其中四個關鍵的功能模塊：物料管理模塊，配方管理模塊，過程指導管理模塊和稱重管理模塊。
圖2 功能模塊集成模型
物料管理模塊(FlowMgt)是西門子XFP系統(tǒng)的基礎模塊，它也是整個XFP系統(tǒng)運行的前提。物料數(shù)據(jù)資料設置的正確與否直接影響到其它模塊的運作效率。在物料管理模塊里，我們可以對相關物料進行定義，包括原材料，中間產(chǎn)品和成品；對物料變化的相關信息進行管理，包括移動，消耗，更新，分割等。用戶可以在物料管理模塊里查詢所有可用物料的批次，數(shù)量，狀態(tài)，地點，以及在生產(chǎn)訂單里的最后分配信息。通過物料追溯，用戶可以查看到最終產(chǎn)品消耗了哪些原材料或半成品，或者一種原材料或半成品用在哪些最終產(chǎn)品上。
配方管理模塊(Formula)是西門子XFP系統(tǒng)的重點模塊。通過配方管理模塊，用戶可以根據(jù)需求，定義不同的配方，指定配方里所包含的物料，配比等。配方定義完成之后，必須通過相應的審核，才可以根據(jù)定義的配方來創(chuàng)建工單。這種設計使得配方的完整性，安全性都得到了較好的保障。配方管理模塊的主要功能是管理與生產(chǎn)作業(yè)相關聯(lián)的工單，通過具體的參數(shù)設置，用戶可以根據(jù)排產(chǎn)計劃手動或自動下發(fā)工單。工單下發(fā)后，操作員可以在操作界面上對已排產(chǎn)的工單進行操作，訪問有關已排產(chǎn)，在運行，已完成，已終止的所有下發(fā)工單。
過程指導管理模塊(PIManagement)是整個XFP系統(tǒng)的核心模塊。所有頁面的設計，流程圖的規(guī)劃，都是由這個模塊來完成的。過程指導管理模塊采用基于圖形規(guī)則的方法來建立業(yè)務流程模型，采用所見即所得的頁面設計模式，通過和工作流的關聯(lián)，實現(xiàn)對整個生產(chǎn)流程的控制。在頁面設計界面，XFP系統(tǒng)提供了豐富的界面控件供開發(fā)人員選擇，最大限度地讓XFP界面更加簡潔，美觀，并具有良好的擴展性。在工作流設計界面，XFP提供完全可視化組件化的設計環(huán)境，內(nèi)置豐富的組件庫和業(yè)務模板，支持順序，并行，同步，異步，分支，循環(huán)，終止，子流程等多種業(yè)務工作流模式，讓開發(fā)人員可以輕松面對復雜的業(yè)務應用。
稱重管理模塊(WeighDpy)，是XFP系統(tǒng)的亮點之一。稱重管理模塊可以最大限度地屏蔽配料環(huán)節(jié)的多稱，少稱，錯稱等人為因素，確保稱量的結果和配方相一致。XFP系統(tǒng)提供可視性的動畫畫面，動態(tài)顯示稱重過程，稱重結果通過網(wǎng)絡交互傳遞，在避免人為錯誤的同時，也極大的提高了工作效率，更實現(xiàn)全流程配方生產(chǎn)的信息化管理。
XFP的各個功能模塊，既有各自的獨立性，又相輔相成，它實時地反映了作業(yè)人員，機器設備，物料工具等資源的使用情況，并通過收集和記錄產(chǎn)品在任意時刻的狀態(tài)和信息，形成每個產(chǎn)品的可追溯性記錄，使傳統(tǒng)的生產(chǎn)過程透明化，同時也極大地改善了生產(chǎn)過程中的作業(yè)效率和作業(yè)性能。
4 結束語
公司MES系統(tǒng)投入運行后，實現(xiàn)了稱量數(shù)據(jù)的自動導人，不僅提高了工作效率，更節(jié)約了成本，實現(xiàn)了稱量自動化；稱量結果改由系統(tǒng)自動判斷，減少人為因素(感情、誤操作)造成的誤差，進一步規(guī)范了稱量工作，實現(xiàn)了稱量標準化；所有數(shù)據(jù)一次存儲到系統(tǒng)，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的實時處理和共享，避免了文書轉換中數(shù)據(jù)丟失、失真的問題，最大程度的減少人為誤差，實現(xiàn)了操作智能化；除此以外，在MES投入運行后，紙板各類記錄表單、統(tǒng)計報表等都被電子化記錄和報表取代，基本實現(xiàn)辦公無紙化。
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