一种基于产能耦合核算系统的制药工艺获取方法及装置

摘要

本发明公开了一种基于产能耦合核算系统的制药工艺获取方法及装置，获取方法的具体步骤包括：预设工序模块、设备模块和物料衡算模块；解析待生产药品信息，形成药品生产参数，将药品生产参数在工序模块进行匹配，获得药品生产数据；将药品生产数据与物料衡算模块进行匹配，给出物料清单，并通过物料清单匹配设备模块，获得设备清单；基于物料清单和设备清单，获取药品的工艺流程。本发明的方案在物料需求衡算以及工艺设备选型基础上制定药品工艺流程，提升了制药工艺的智能化水平，保障工艺方案的质量、统一性和准确性，有效降低对经验的依赖性。

说明书

技术领域

本发明涉及药品智能生产领域，尤其涉及一种基于产能耦合核算系统的制药工艺获取方法及装置。

背景技术

目前的制药工程领域，工艺过程的获取往往依赖项目人员的经验，而经验多为一种模糊且很难把握的形态，很难将其作为精准判决的标准化依据，且不同项目人员的经验数据也会存在差别，甚至同一项目不同项目人员也会形成差异化的解决方案。

研究人员针对该问题进行了相关的研究。在医学食品领域，中国发明专利CN112258053A给出了一种使用制造执行系统生产特殊医学用途配方食品的方法，在ERP系统中生成销售订单；根据销售订单制定排产计划；使用企业连接器，将ERP中的排产计划传递至MES系统。企业连接器为API接口、消息总线或者中间表；数据采集；通过SCADA系统平台实现对生产系统数据及环境系统数据的集中采集和管控，实现了海量过程数据的实时采集和存储，为MES系统提供数据支撑。该方案通过定制化的生产工艺流程控制和信息管理，减少人员误操作及不合理生产造成的物料和能源损耗，最大化产品生产率。

在药企的生产设计中，中国发明专利CN109190944A给出了药企生产制造执行系统，制造执行系统服务器设有数据库模块，通过含有MES计划数据库、MES实时数据库与MES历史数据库的数据库模块，实现对生产计划、进度计划、能源计划、设备维保计划、验证计划、质量计划的实时监控，并进行相应的统计分析，为下一步计划制定、修正以及生产管理提供决策性指导。

但是，以上技术方案在制药工艺的获取过程中可操作性相对不足，忽视了制药工艺过程的复杂性，生产的制药工艺往往需要进行不断的调整，难以保证每个工序、工序相应的设备及相关的数据、参数等的合理性和准确性，大大延长了整个项目的周期。

因此，如何获取有效、准确、切实可行的制药工艺，以实现制药过程的优质化、便捷化及智能化是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明提供了一种基于产能耦合核算系统的制药工艺获取方法及装置，通过在产能耦合核算系统中预设工序模块、设备模块以及物料衡算模块，依据对待生产药品信息的解析得到药品的生产参数，匹配工序模块、设备模块以及物料衡算模块，实现物料衡算和工艺设备的选型，生成物料清单及设备清单，获取相应的制药工艺。该方案获取的制药工艺准确度高，各个工序及相应设备、相关数据参数的合理性、统一性好，实现了制药过程的优质化、便捷化及智能化。

第一方面，本发明提供一种基于产能耦合核算系统的制药工艺获取方法，具体步骤包括：

预设工序模块、设备模块和物料衡算模块，工序模块包括生产药品的工序信息和各工序连接关系数据，物料衡算模块包括对应各工序的物料信息及各工序成品率，设备模块包括设备的类别、型号及生产属性；

解析待生产药品信息，形成药品生产参数，将药品生产参数在工序模块进行匹配，获得药品生产数据，其中，药品生产数据包括选定工序及由选定工序连接关系形成的生产工艺；

将药品生产数据与物料衡算模块进行匹配，给出物料清单，并通过物料清单匹配设备模块，获得设备清单；

基于物料清单和设备清单，获取药品的工艺流程。

进一步的，解析待生产药品信息，形成药品生产参数，将药品生产参数在工序模块进行匹配，获得药品生产数据，具体包括：

解析待生产药品信息，形成药品生产参数，其中，药品生产参数包括药品的产品类型和产能信息；

将药品的产品类型在工序模块进行匹配，获取初始选定工序及初始生产工艺；

基于药品的产能信息对初始选定工序和初始生产工艺进行调整，获得药品生产数据。

进一步的，基于药品的产能信息对初始选定工序和初始生产工艺进行调整，获得药品生产数据，具体包括：

提取初始选定工序中包含的所有原始工序信息；

基于药品的产能信息调整初始选定工序中的所有原始工序信息，形成由药品所需的工序信息组成的选定工序；

逐个完成所有初始选定工序的工序信息匹配，形成初始生产工艺，获得药品生产数据。

进一步的，将药品生产数据与物料衡算模块进行匹配，给出物料清单，具体包括：

解析选定工序，与物料衡算模块的物料信息匹配，给出各个选定工序对应的物料信息；

基于各个选定工序中的物料信息，进行物料的初始衡算；

匹配物料衡算模块中各工序成品率，调整物料的初始衡算数值，获得物料衡算数据，计算公式如下：

其中，F为进料量，D为出料量，k为预设的基准损失率常数，D

汇总所有的物料衡算数据，给出物料清单。

进一步的，通过物料清单匹配设备模块，获得设备清单，具体包括：

解析选定工序，与设备模块进行匹配，确定各选定工序所需设备的类别；

基于所需设备的类别，获取所需设备的型号及对应的生产属性；

分析物料清单和所需设备的生产属性，确定所需设备的数量，给出设备清单。

进一步的，分析物料清单和所需设备的生产属性，确定所需设备的数量，具体包括：

区分所需设备的生产属性，分别标注为间歇设备和连续设备；

提取物料清单中各物料的类别和重量数据，并与所需设备进行适配；

基于所需设备的生产属性，分别确定间歇设备的数量和连续设备的数量。

进一步的，基于所需设备的生产属性，确定间歇设备的数量，具体包括：

根据班工作时间和批处理时间，确定间歇设备的批次数量，形成单位设备数量；

将物料清单与单位设备数量进行匹配，结合间歇设备的生产效能，确定间歇设备的数量。

进一步的，将物料清单与单位设备数量进行匹配，结合间歇设备的生产效能，确定间歇设备的数量，计算公式如下：

其中，N

进一步的，基于所需设备的生产属性，确定连续设备的数量，具体包括：

根据班工作时间和连续设备的生产效能，确定连续设备的数量，计算公式如下：

其中，N

第二方面，本发明还提供一种实现以上任一制药工艺获取方法的装置，包括：

预设单元，用于预设工序模块、设备模块和物料衡算模块，工序模块包括生产药品的工序信息和各工序连接关系数据，物料衡算模块包括对应各工序的物料信息及各工序成品率，设备模块包括设备的类别、型号及生产属性；

解析单元，用于对待生产药品信息进行解析，形成药品生产参数；

匹配单元，用于将药品生产参数在工序模块进行匹配，获得药品生产数据，将药品生产数据与物料衡算模块进行匹配，给出物料清单，并通过物料清单匹配设备模块，获得设备清单，其中，药品生产数据包括选定工序及由选定工序连接关系形成的生产工艺；

获取单元，用于获取药品的工艺流程，工艺流程的获取基于匹配单元获得的物料清单和设备清单。

本发明提供的一种基于产能耦合核算系统的制药工艺获取方法及装置，至少包括如下有益效果：

（1）在物料需求衡算和设备选型基础上制定药品工艺，提升了制药工艺的智能化水平，实现了制药过程的优质化，保证各个工序及参数的合理性和准确性。

（2）考虑各个工序的成品率，对生产工艺中涉及到的物料进行精准的物料衡算，保障了制药工艺的准确度。同时，实现了各个工序之间的有效衔接，保证获取的制药工艺切实可行。

（3）针对不同的设备生产属性，区别匹配设置相应的设备数量，既提升了生产工艺的连续性，又能充分利用设备资源，提升整体设备的利用效率。

附图说明

图1为本发明提供的一种基于产能耦合核算系统的制药工艺获取方法的流程示意图；

图2为本发明提供的获得药品生产数据的过程示意图；

图3为本发明提供的匹配药品生产数据与物料衡算模块给出物料清单的过程示意图；

图4为本发明提供的一种实现基于产能耦合核算系统的制药工艺获取方法的装置示意图。

具体实施方式

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案做详细的说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义，“多种”一般包含至少两种。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者装置中还存在另外的相同要素。

本发明提供了一种基于产能耦合核算系统的制药工艺获取方法及装置，该方案中首先构建产能耦合核算系统，通过产能耦合核算系统来获取制药工艺。在构建的产能耦合核算系统中预设工序模块、设备模块和物料衡算模块，依据对待生产药品信息的解析得到药品的生产参数，匹配工序模块、设备模块和物料衡算模块，实现物料需求衡算和工艺设备的选型，生成物料清单及设备清单，获取相应的制药工艺。

该方案获取的制药工艺准确度高，各个工序及相应设备、相关数据参数的合理性、统一性好，保障制药工艺方案的质量，有效降低对经验的依赖性，实现了制药过程的优质化、便捷化及智能化。

如图1所示，本发明提供一种基于产能耦合核算系统的制药工艺获取方法，具体步骤包括：

预设工序模块、设备模块和物料衡算模块，工序模块包括生产药品的工序信息和各工序连接关系数据，物料衡算模块包括对应各工序的物料信息及各工序成品率，设备模块包括设备的类别、型号及生产属性；

解析待生产药品信息，形成药品生产参数，将药品生产参数在工序模块进行匹配，获得药品生产数据，其中，药品生产数据包括选定工序及由选定工序连接关系形成的生产工艺；

将药品生产数据与物料衡算模块进行匹配，给出物料清单，并通过物料清单匹配设备模块，获得设备清单；

基于物料清单和设备清单，获取药品的工艺流程。

该制药工艺的获取方法，在物料需求衡算和设备选型基础上制定药品工艺，提升了制药工艺的智能化水平，实现了制药过程的优质化，保证各个工序及参数的合理性和准确性。

产能耦合核算系统预设多个模块，其中，工序模块中的生产药品的工序信息包括某特定剂型对应的固定的默认工序。各个默认工序之间也存在默认的连接关系。各个默认的工序连接形成药品的整个生产工艺。

物料衡算模块会针对工序模块中的每个工序也对应预设了相关的物料信息，以及完成每个工序的成品率。

设备模块则包含了制药所需的多种类别、型号及生产属性的设备。

如图2所示，解析待生产药品信息，形成药品生产参数，将药品生产参数在工序模块进行匹配，获得药品生产数据，具体包括：

解析待生产药品信息，形成药品生产参数，其中，药品生产参数包括药品的产品类型和产能信息；

将药品的产品类型在工序模块进行匹配，获取初始选定工序及初始生产工艺；

基于药品的产能信息对初始选定工序和初始生产工艺进行调整，获得药品生产数据。

药品的产品类型可以根据不同制药场景进行预先的划分，比如在该实施过程中可以划分为片剂、颗粒、胶囊等等。

以下关于药品生产参数在工序模块中的匹配以片剂为例，产能的信息可以包括每年生产多少片，每片重多少克，还可以包括包装的规格，如每板多少片，每盒多少板，每包多少盒，每箱多少包等等。

例如，产能信息可以为100000000片/年，克重为0.3g/片，包装规格可以分别为：8片/板，2板/盒，10盒/包，10包/盒。

根据工序模块中针对片剂生产所对应的固定默认工序，匹配得到初始选定工序及初始生产工艺。比如，通常来说，片剂的默认工序包括粉粹、称重、预混、制粒、总混、压片、包衣、铝塑包装等。各个工序之间连接形成片剂药品的生产工艺。那么，初始选定的工序也即为包括粉粹、称重、预混、制粒、总混、压片、包衣、铝塑包装等。初始的生产工艺即为以上粉粹、称重、预混、制粒、总混、压片、包衣、铝塑包装等工序连接而成的生产工艺。

按照每个工序之间的前后衔接关系，则给出一套片剂生产的初始生产工艺。

其中，基于药品的产能信息对初始选定工序和初始生产工艺进行调整，获得药品生产数据，具体包括：

提取初始选定工序中包含的所有原始工序信息；

基于药品产能信息调整初始选定工序中的所有原始工序信息，形成由药品所需的工序信息组成的选定工序；

逐个完成所有初始选定工序的工序信息匹配，形成初始生产工艺，获得药品生产数据。

虽然根据不同药品的产品类型给出了固定的默认工序，且根据固定的默认工序给出了初始选定工序。但是相同产品类型的药品在实现制药工艺获取时，解析出的产能会存在区别，这就需要在初始选定工序的基础上进行适度的调整，以保证每次的制药工艺的获取都是准确的。如片剂的初始选定工序包括有粉粹工序和称重工序，且初始生产工艺中粉粹工序之后直接进行称重工序，当某一实施例中解析得到药品生产参数中产能的数值较大时，可以在初始选定工序中加入筛分工序，将筛分工序添加在称重工序之前，调整初始选定工序，最终获得药品生产数据。

另外，片剂的初始选定工序中包括制粒工序，制粒工序又分为湿法制粒和干法制粒两种类型，初始选定工序中不对制粒的具体类型做选择。而是根据药品产能信息进行调整选择，确定为湿法制粒工序或者干法制粒工序。

如图3所示，将药品生产数据与物料衡算模块进行匹配，给出物料清单，具体包括：

解析选定工序，与物料衡算模块的物料信息匹配，给出各个选定工序对应的物料信息；

基于各个选定工序中的物料信息，进行物料的初始衡算；

匹配物料衡算模块中各工序成品率，调整物料的初始衡算数值，获得物料衡算数据，计算公式如下：

其中，F为进料量，D为出料量，k为预设的基准损失率常数，D

汇总所有的物料衡算数据，给出物料清单。

对选定工序进行解析后，匹配到物料衡算模块，会给出各个选定工序所对应的物料信息。例如，粉粹工序、称重工序的物料量是多少，单位时间（或单位批次）的处理量以及相应的成品率是多少。单位时间（或单位批次）的处理量的计算单位可以为千克/小时、千克/批、片/小时或者板/分钟。

其中，物料衡算中的相关参数（如各个工序的成品率等）是凝聚了物料之间的理论推算和专家经验的预设参数值，既保证具有一定的行业准确性，又能体现出实用性，保证获取的制药工艺能切实有效的应用到真实的制药生产中。在制药的生产工艺中，各个工序依次连接，前后工序之间的依次实现进料出料，各个工序的损耗率在一定的范围区间内波动，且每个工序的损耗率又与产品产能规模成反比。因此，每个工序存在基准损失率常数，基准损失率常数与该工序的出料量相关，在进行生产工艺物料衡算时，需考虑相应的各个工艺的损耗，基于每个工艺的成品率给出相应的物料清单。

考虑各个工序的成品率，对生产工艺中涉及到的物料进行精准的物料衡算，保障了制药工艺的准确度。同时，实现了各个工序之间的有效衔接，保证获取的制药工艺切实可行。

物料衡算之后，还需要进行制药工艺过程中设备的选型，根据物料衡算结果，从产能耦合核算系统的设备模板中调取、筛选数据，生成满足产能需求的设备清单。

通过物料清单匹配设备模块，获得设备清单，具体包括：

解析选定工序，与设备模块进行匹配，确定各选定工序所需设备的类别；

基于所需设备的类别，获取所需设备的型号及对应的生产属性；

分析物料清单和所需设备的生产属性，确定所需设备的数量，给出设备清单。

其中，分析物料清单和所需设备的生产属性，确定所需设备的数量，具体包括：

区分所需设备的生产属性，分别标注为间歇设备和连续设备；

提取物料清单中各物料的类别和重量数据，并与所需设备进行适配；

基于所需设备的生产属性，分别确定间歇设备的数量和连续设备的数量。

设备清单的获得主要是根据各个工序生产能力，以及选定型号设备的生产能力确定各工序所需设备的数量。

对于间歇设备，首先要根据每班工作时间和设备每批处理时间确定每班设备的生产批次数量，再将物料衡算中的班处理量折算成批处理量，然后结合单台设备的批处理能力确定设备数量。

其中，基于所需设备的生产属性，确定间歇设备的数量，具体包括：

根据班工作时间和批处理时间，确定间歇设备的批次数量，形成单位设备数量；

将物料清单与单位设备数量进行匹配，结合间歇设备的生产效能，确定间歇设备的数量。

进一步的，将物料清单与单位设备数量进行匹配，结合间歇设备的生产效能，确定间歇设备的数量，计算公式如下：

其中，N

班工作时间处理量Q

连续设备数量的计算按班处理量、单台设备生产能力和班工作时间确定。

其中，基于所需设备的生产属性，确定连续设备的数量，具体包括：

根据班工作时间和连续设备的生产效能，确定连续设备的数量，计算公式如下：

其中，N

班工作时间处理量Q

工序与设备之间的对应配置方法，将每一步工序与多种型号的设备进行对应配置，通过引入工序以及物料衡算的单位时间（或单位批次）的处理量等相关参数，从而可以推出此工艺对应的最优选设备型号，并得到该设备型号的相关详细参数，获得设备清单。

针对不同的设备生产属性，主要是间歇设备和连续设备，区别匹配设置相应的设备数量，既提升了生产工艺的连续性，又能充分利用设备资源，提升整体设备的利用效率。

如图4所示，本发明还提供一种实现以上任一制药工艺获取方法的装置，包括：

预设单元101，用于预设工序模块、设备模块和物料衡算模块，工序模块包括生产药品的工序信息和各工序连接关系数据，物料衡算模块包括对应各工序的物料信息及各工序成品率，设备模块包括设备的类别、型号及生产属性；

解析单元102，用于对待生产药品信息进行解析，形成药品生产参数；

匹配单元103，用于将药品生产参数在工序模块进行匹配，获得药品生产数据，将药品生产数据与物料衡算模块进行匹配，给出物料清单，并通过物料清单匹配设备模块，获得设备清单，其中，药品生产数据包括选定工序及由选定工序连接关系形成的生产工艺；

获取单元104，用于获取药品的工艺流程，工艺流程的获取基于匹配单元获得的物料清单和设备清单。

基于产能耦合核算系统的制药工艺获取装置，通过预设单元、解析单元、匹配单元和获取单元，依据对待生产药品信息的解析，实现物料需求衡算和工艺设备的选型，生成物料清单及设备清单，获取相应的制药工艺。获取的制药工艺准确度高，各个工序及相应设备、相关数据参数的合理性、统一性好，保障制药工艺方案的质量，有效降低对经验的依赖性，实现了制药过程的优质化、便捷化及智能化。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。