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制药工业4.0的发展与展望
工业4.0是德国政府提出的一个高科技战略计划。该项目由德国联邦教育及研究部和联邦经济技术部联合资助，投资预计达2亿欧元。旨在提升制造业的智能化水平，建立具有适应性、资源效率及人因工程学的智慧工厂，在商业流程及价值流程中整合客户及商业伙伴。
德国学术界和产业界认为，“工业4.0”概念即是以智能制造为主导的第四次工业革命，或革命性的生产方法。
工业4.0”项目主要分为三大主题：
一是“智能工厂”，重点研究智能化生产系统及过程，以及网络化分布式生产设施的实现；
二是“智能生产”，主要涉及整个企业的生产物流管理、人机互动以及3D技术在工业生产过程中的应用等。该计划将特别注重吸引中小企业参与，力图使中小企业成为新一代智能化生产技术的使用者和受益者，同时也成为先进工业生产技术的创造者和供应者；
三是“智能物流”，主要通过互联网、物联网、物流网，整合物流资源，充分发挥现有物流资源供应方的效率，而需求方，则能够快速获得服务匹配，得到物流支持。
一、中国工业4.0和制药工业4.0的发展
目前工业4.0已经进入中德合作新时代，中德双方签署的《中德合作行动纲要》中，有关工业4.0合作的内容共有4条，第一条就明确提出工业生产的数字化就是“工业4.0”对于未来中德经济发展具有重大意义。
也许大家没太关注：面对即将袭来的“工业4.0大潮，中国政府在行动。
2015年5月19日，国务院印发了《中国制造2025》，剑指工业4.0，这是一个推动中国制造业由中国制造向中国创造转变，由中国速度向中国质量转变，由中国产品向中国品牌转变的纲领性文件。
2014年，中国化学制药工业协会根据医药行业信息化现状提交了三个标准制定申请：一是基于药品GMP的制药过程物联网应用系统标准；二是基于药品GMP管理要求的智能环境预警系统物联网应用技术标准；三是基于药品GMP管理要求的智能安防物联网系统应用标准。
工信部总工程师王黎明表示，近年来，我国医药工业在巩固地位、稳定增长、创新驱动、促进融合和提质增效等方面取得了积极进展，但总体上仍存在大而不强的问题，如自主创新能力不足、新药研发水平较低、高端医疗设备依赖进口、缺乏在国际上有影响力的大型跨国公司和品牌企业等。为加快提升制药行业智造水平，实现向制药强国的迈进，工信部将在医药工业领域重点推进5项工作：
一是落实《中国制造2025》，建设医药制造强国。今年要组织编制好《医药工业“十三五”发展规划》，推动生物医药及高性能医疗器械实现重点突破。
二是培育和发展战略性新兴产业，构建产业国际竞争优势。要落实好“蛋白类生物药和疫苗重大创新发展工程”和“高性能医学诊疗设备重大创新发展工程”，推进战略性新兴产业生物医药重大项目实施，促进生物医药上水平、上规模。
三是实施智能化制造专项行动，培育新型生产方式。工信部已将智能制造试点示范列为工信部今年“6+1”专项行动之一，重点开展6个方面的试点示范，即数字化工厂、智能工厂、智能设备（产品）、智能制造新业态新模式、智能化管理和智能服务。
四是实施“互联网+”计划，提升产业竞争新优势。要结合医药工业特点，促进“互联网+医药工业”，重点推进网络协同创新、定制生产、制造服务化等。同时，结合国务院发展健康产业和开展城市公立医院综合改革试点等，促进“互联网+医疗”，重点开发智能化医疗器械，提升制药企业供应链数字化管理，发展医药电子商务，培育健康医疗新模式，最大限度发挥互联网对行业质量效益增长的乘数作用。
五是落实《中药材保护和发展规划（2015～2020）》，确保中药材市场供应和质量。

二、制药工业4.0对行业的影响和推动
医药行业正在面临着一场巨大的变革，“工业4.0”将突破传统的行业界限，催生制造业颠覆性的变革，全面提升制造业的水平。
医保控费、打压药品价格等市场环境倒逼企业升级，对于行业的发展，不少人表示未来药品市场的竞争会回归价值，一定是药品质量的竞争。而随着新版GMP认证的大限将近，不少制药企业都在生产设备上进行了更新。
当技术平台形成以后，公司能够做到生产环节智能化和规模化。这样，一个大车间可能没有几个人，可以提高生产效率，同时减少制药过程中人为操作带来的误差。新设备将用于中药提取，通过动态、智能的方式进行中药提取，更好地联动生产和提高自动化。
最初提到互联网对制药工业发展的促进时，不少人都认为互联网带来的冲击更多是在物流配送和终端营销方面。其实不然，石家庄四药有限公司董事长曲继广曾提到，国内药企也要注意产业互联网思维。如输液、片剂、口服液、胶囊等产品都从产品功能研发到产品包装设计，每个部分都要通过互联网思维争取更加广泛的互动，从而形成有效的生产制作方案。
上海医药工业研究院研究员汤继亮曾在《自动化和信息化，制药工业现代化必由之路》一文中提到，目前我国自动化控制系统的应用大部分还局限在原料药生产的某些局部单元和辅助系统上，如抗生素发酵、中药提取、浓缩和分离等。而制剂设备本身的自动化应用大多数还是由国内外设备供应商来完成的。相当一部分制剂设备还不具备完整的网络通讯功能，整个制剂生产过程都是断离的，部分质量和计量控制点还缺乏合适的在线监控手段。
在信息化方面，汤继亮也指出，我国不少制药企业信息化并没有真正深度融合到产品，大部分还局限在传统的企业上层的财务管理、供销存管理、生产计划管理等的水平和模式。他指出，制药工业需要建设云服务平台，推进研发设计、数据管理、工程服务等制造资源的开放共享，推进制造需求和社会化制造资源的无缝对接。
工业自动化是启动工业4.0的重要前提之一。它会对行业技术发展，以及GMP等法规可能产生怎样的影响？请看业内专家们怎么说（资料源于“2014年先进制药技术发展趋势国际研讨会”个人笔记）：
1）、美国FDA药品评价和研究中心（CDER）、药物科学办公室（OPS）执行主任 Lawrence Yu 博士：
先进科学技术在制药行业的应用正在反逼药品监管政策（如GMP）的改变和调整。
全密闭真空投料、近红外技术控制过程质量、在线澄明度检测仪在生产中的应用，或许会导致药品生产离线检测被禁止（即目前的产品检验方式），一切检测工作均在生产过程中完成。这些新技术的应用必然导致GMP理论上的调整。还有3D打印技术在制药行业的应用可能会引发颠覆性的行业变革。
利用PAT（过程分析技术）可以提供实时且连续的质量信息这一特点，从而将药品“批量生产转变为“连续化生产”过程。即在生产过程中不间断地进行质量检测，而不必进行最终质量检查即可在产品生产出来后马上放行到市场上去。
在可以预知的将来，采用“连续化生产”方式的药企可以采用足够多的原材料并集中生产出大量药品满足市场需求，其优势在于提高设备使用效率，实现更高的生产率并确保药品的高质量。
2）、（美国）辉瑞先进制药技术部主任 Mojgan Moshghar 博士：
辉瑞公司一直在致力于先进和创新平台技术与解决方案（包括实验设计、产品研发、故障排除和实际操作的网络和虚拟技术）的研发。即基于智能的生产理念，利用最新自动化和各学科知识，将连续化生产与实时放行变成现实。
3）、海正药业（美国）公司企业负责人 Isaac Liu：博士：
目前世界普遍采取的阶段性生产（每一步生产操作后需要停下来，等中间体检验合格方可进行下一步生产）方式面临着“连续生产”这一新型药品生产方式的挑战。
实施连续化生产的方式后，生产成本会降低50%（人工下降75%、所需要的生产空间下降70%、物料转移下降70%、废料处理下降60%、水电汽下降65%、产品检验费用下降30%、运营成本下降30%）。这将对生产普药的制药企业的生存带来极大的挑战。
现在，诺华、辉瑞、葛兰素和强生同设备厂家(如西门子等)和科研院所(如麻省理工大学和曼彻斯特大学等)正致力于此项研发工作并且技术已经成熟。诺华与麻省理工大学合作在巴塞尔建立了一个试验工厂；诺华与辉瑞研发的新药，从向美国FDA申报注册时，即为连续化生产工艺。
从亚洲看，“连续化生产”仍处于“概念”阶段，日本也刚刚启步。目前海正公司已启动此项工作，拟建造两个“连续化生产”车间，预计在8～10年内，海正将实现8个工人，完成年产100亿片的生产能力，做到利用尖端技术生产普通药品照样赚钱的目标，立志成为立足中国、面向世界的第一家连续化生产企业。
三、国内制药工业实施工业4.0的情况
1）天士力控股集团，资产总额345亿元，年销售收入达268亿元。2015.6.30由天士力控股集团投资的“天士力现代制药工业4.0示范工厂项目”在桓仁县奠基。这次在本溪市桓仁满族自治县投资建设的天士力东北现代中药资源有限公司，是天士力制药集团的下属企业，建设以中药提取生产为核心的天士力现代制药工业4.0示范工厂项目。项目占地280亩，投资15亿元，建设周期五年，预计实现原料药材年加工处理能力5万吨，实现产值20亿元。
2）石四药采用国际先进的全自动封闭药液输送、在线称重和集中配制系统及全自控存储输送系统，极大减少了配制和生产过程产生的差错和污染，产量日均增加近一倍;同时，还采用了国内首家“一步法”双向拉伸中空成型技术，全面提升塑料瓶输液包材质量安全系数。
3）康缘药业将中药智能制造技术贯穿于精致提取生产链的各个环节，工厂基于国际制药技术标准设计，创建了中成药生产过程点点一致、段段一致、批批一致的质量一致性控制技术体系，多项技术首次在国内工业化应用，部分技术居于国际领先水平。据康缘药业董事长肖伟介绍，他们与浙江大学全方位合作，搭建了与生产过程控制、生产管理系统互通集成的实时通信与数据平台，实现了生产设备运行状态的实时监控、故障报警和诊断分析，实现了生产系统全过程智能化、数字化跟踪追溯，进一步提升产品质量均一性、稳定性。 “为了应对产业链的技术革新，下一步，我们将会对现有的制药设备进行大规模更新，更新率将达到70%。”吉林华康药业执行总经理朱继忠提到。
4）楚天科技 自主研发超过1年的全球客户测控中心系统目前已与武汉一家制药厂连接试运行。该系统可以对楚天发往全球的产品进行在线实时监测、数据传输、信息反馈等,此系统解决了售后服务的信息化,可以为今后公司产品开发提供非常重要的原始数据支持,对客户生产过程在出现问题之前进行预警,还可以参与制药企业的生产系统信息化改造。此监控系统为行业首创,将在今年下半年起陆续与客户对接，未来将优先覆盖楚天现有的1800多家制药企业客户。
该套系统除了提升公司售后管理服务质量外，也可以由此积累非常重要的原始数据，协助制药厂实现完整电子批记录，使每批药品都完全可追溯。该套系统基本由客户买单，整套系统的投入约十几到几十万/单厂，且客户买单意愿非常强烈，可以大幅提高生产效率。
5） 2014年11月7日公告称，楚天科技的医药机器人项目已报科技部批准并立项，并获得1000万中央扶持资金。该项目目前已经启动，5000万研发资金，采用与华中科技大学、中南大学等合作的产学研模式，公司将在2015年年底之前完成一个机型的机器人研发。 楚天拟通过医药机器人实现制药设备高效化，通过智能药品分拣、智能后包装、智能仓储，由机器人替代高危岗位，最大程度的减少劳动力、提升制药器械的稳定高效运营，同时通过大数据 实现在线监控，迈向制药装备 行业的“工业4.0”。
工业4.0作为新一轮的产业技术革命，在不久的将来（十年、或二十年）必将对工业生产的方式产生革命性的变革。科技是第一生产力，如果在技术上无法跟上和适应新的变革，必将在未来的市场竞争中被淘汰。对于医药行业来讲，工业4.0风口的席卷将会全面覆盖产业的生产制造、流通销售、终端服务领域，在生产过程中如何利用工业4.0的相关技术促进工艺升级，如何节约成本、减少人为误差、提高药品质量和工业化水平更是当前值得思考和重视的问题。

真正工业4.0的实现，以目前的软件和硬件水平均无法达到，但自动化和信息化是实施工业4.0的基础。因此，面对工业4.0的发展变革，制药工业也必须紧跟发展变革的脚步，努力朝自动化和信息化得方向发展。步长制药作为中药制药工业的龙头企业，更应该把科技和技术发展作为第一生产力，不断创新和变化。目前我们企业也在大规模地扩大生产杨凌步长制药、陕西步长制药、山东步长制药二期、泸州步长生物制药等新建和在建项目都是步长未来产业布局的主力军。提升企业的竞争力成为企业生存和发展的关键，这就要求企业不仅要在产品的研发、销售环节上提升和加强，也要加大和重视生产制造环节。制药工业实施工业自动化信息化朝工业4.0方向发展，可以有效提高生产效率，提升产品质量、加强质量监控、降低生产成本和质量风险。
制药工业实施工业4.0是发展的必然，在这新一轮的产业技术革新当中，制药企业面临着很好的发展机遇，同时也面临着巨大的挑战，因为它可以提高企业的行业竞争力，提升企业形象，引领行业发展，但如何在生产技术上保持行业先进，并转化为生产力的提升上也面临着的巨大挑战。