行業(yè)背景

在制藥行業(yè)中，發(fā)酵罐作為生物制藥過程的核心設(shè)備，主要用于微生物發(fā)酵、細胞培養(yǎng)等關(guān)鍵工藝，其運行狀態(tài)直接影響藥品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。它通過精確控制溫度、壓力、pH值、溶氧量等關(guān)鍵參數(shù)，為微生物或細胞提供最佳的生長環(huán)境，從而實現(xiàn)目標產(chǎn)物的高效合成。

然而，目前很多制藥企業(yè)十分依賴本地化控制系統(tǒng)，操作人員需24小時輪班值守，通過現(xiàn)場儀表記錄參數(shù)、定時巡檢設(shè)備狀態(tài)，隨后手動將數(shù)據(jù)錄入生產(chǎn)管理系統(tǒng)。該模式存在數(shù)據(jù)同步滯后、人工成本高、工藝管控精度低等問題，難以滿足制藥行業(yè)對合規(guī)性、智能化與精細化生產(chǎn)的要求。

痛點分析

1、發(fā)酵工序往往在密閉罐體內(nèi)進行，發(fā)酵溫度、罐內(nèi)壓力、罐內(nèi)液位、空氣流量、PH值等參數(shù)異常往往不能及時發(fā)現(xiàn)，生產(chǎn)隱患較大。因此要求實現(xiàn)發(fā)酵罐的數(shù)據(jù)采集與遠程監(jiān)控。

2、發(fā)酵過程中可能產(chǎn)生大量泡沫，抬高了發(fā)酵液液位，對發(fā)酵工作造成干擾。通常通過加藥裝置添加消沫劑來避免逃液。因此需要實現(xiàn)自動加藥裝置的遠程控制。

3、大量設(shè)備數(shù)據(jù)缺乏統(tǒng)一管理，難以進行統(tǒng)計與分析，無法精準挖掘參數(shù)變化與產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)規(guī)律，工藝優(yōu)化依賴操作人員的經(jīng)驗判斷，因此需要實現(xiàn)可視化數(shù)據(jù)分析。

解決方案

對此，數(shù)之能通過本地部署“工業(yè)智能網(wǎng)關(guān)+工業(yè)組態(tài)管理平臺”，通過接入發(fā)酵罐DCS控制系統(tǒng)，能夠?qū)崟r采集設(shè)備運行狀態(tài)與工藝參數(shù)，并實現(xiàn)標準化處理與可視化展示，從而實現(xiàn)設(shè)備遠程監(jiān)控、異常告警、遠程控制、數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析等功能，企業(yè)對制藥發(fā)酵工序進行不間斷連續(xù)監(jiān)控，保證車間生產(chǎn)連續(xù)、穩(wěn)定、安全、高效運行。

實現(xiàn)功能

1、數(shù)據(jù)采集

數(shù)之能·工業(yè)智能網(wǎng)關(guān)具備多個串口網(wǎng)口，支持接入PLC、DCS、SCADA、傳感器、儀器儀表、數(shù)控機床、工業(yè)機器人等設(shè)備，實現(xiàn)設(shè)備聯(lián)網(wǎng)與數(shù)據(jù)采集。

2、遠程監(jiān)控

管理人員能夠遠程監(jiān)控發(fā)酵罐的工藝參數(shù)（溫度、pH 值、溶解氧、攪拌轉(zhuǎn)速、罐壓、培養(yǎng)基液位、通氣量等）與設(shè)備運行狀態(tài)（電機啟停、閥門開關(guān)、電壓電流等）。

3、異常告警

管理人員能夠預設(shè)告警規(guī)則，能夠在監(jiān)測到異常數(shù)據(jù)時自動通過微信、短信、郵件等方式進行告警，匯總告警設(shè)備、時間、數(shù)據(jù)等信息并形成實時報表，快速了解處理狀態(tài)。

4、組態(tài)展示

數(shù)之能·工業(yè)組態(tài)管理平臺提供豐富的組態(tài)控件庫，能夠快速搭建個性化監(jiān)控大屏，直觀展示發(fā)酵罐運行狀態(tài)、工作參數(shù)、告警頻率、歷史曲線等信息，實現(xiàn)生產(chǎn)過程透明化。

5、遠程控制

管理人員能夠遠程控制設(shè)備開關(guān)啟停，如加藥泵啟停、閥門開關(guān)等，從而調(diào)整加藥量、罐內(nèi)液位、罐內(nèi)壓力等參數(shù)，提高響應效率，為實現(xiàn)無人值守發(fā)酵車間提供技術(shù)支撐。

6、統(tǒng)計分析

平臺支持自定義生成生產(chǎn)數(shù)據(jù)報表，統(tǒng)計各個發(fā)酵罐的產(chǎn)量、性能等數(shù)據(jù)，從而基于數(shù)據(jù)分析手段制定科學合理決策，推動工藝改進、產(chǎn)能提升、成本控制等目標的實現(xiàn)。

應用價值

依托數(shù)之能工業(yè)組態(tài)管理平臺，企業(yè)能夠?qū)崿F(xiàn)對制藥發(fā)酵過程的遠程實時監(jiān)控、智能管理與精準控制，保障發(fā)酵過程的穩(wěn)定性和產(chǎn)品質(zhì)量的一致性，推動企業(yè)向智能化、精細化方向升級，推動企業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。

審核編輯 黃宇