[发明专利]自动化批量制造

说明书

技术领域

本发明涉及用于诸如药品、化学品、食品饮料、化妆品和其他过程制造之类的行业的自动化制造管理系统，并且涉及诸如电子器件和车辆之类的离散制造业，具体而言涉及尤其针对药品生产的批量制造(batchmanufacturing)设计、计划和质量控制。

背景技术

美国和欧洲最广泛适用的制造控制系统标准分别是ISA S88.01和IEC61512-01(其公开内容通过引用结合于此，作为本领域公知的技术)。这些标准涉及诸如设备模型和配方模型之类的各种模型，以及在制造和批量控制中涉及的各种模块和组件。下面使用的术语和方法具体针对这种标准中定义的那些，尤其是在ISA S88.01(S88)中定义的那些。

在诸如化学品尤其是药品和生物制品之类的产品的批量制造中的许多实际过程都是利用自动化计算机驱动程序根据S88标准来运行和控制的。但是，虽然使用了计算机系统，实际的设计、计划和反馈质量控制却有很多的手工组件和手工数据输入。

制药公司和许多其他行业的制造工厂经常每周7天、每天24小时(24/7)地运行，并且对于制造的适当过程设计和调度(scheduling)在经济上是必需的，但是使用传统的计算机工具(例如数据表(spreadsheet))的那种却是劳力密集型的，不能很好地集成到执行系统(execution system)中。因此，来自一个生产系统的手工输入或计算结果必须被仔细地转录并持续地检验，以确保数值在过程的不同阶段或系统中没有改变。

化学品尤其是药品生产涉及从实验室的发现和合成扩增到大规模的商业生产和批量过程。其他产品和商品的批量制造涉及类似的扩增和过程。实现这种扩增的常见步骤包括设计过程模型(制造过程中涉及的步骤的序列)的步骤、然后是设计工厂模型(工厂场所处的具有实现与之相关的制造步骤所必需的能力的可用设备的标识)的步骤，最后是设计具有控制参数和指令(即关于工厂模型的操作参数)的控制模型的步骤。在这一末尾阶段中，配方配置数据被生成并与电子工作指令和/或过程控制系统相关，以便进行材料跟踪和自动化或手工配方执行。存在这样一种接口，该接口用于利用均具有时间戳的事件、警报和用户动作的原始数据生成来分析系统性能。还收集过程分析技术(PAT)和传统器械数据，并且生成报告和过程注释以及触发对事件的调查(根据需要)。如上所述，生产要求调度，以利用公用设备涵盖对不同产品的易化制造(facilitatedmanufacture)，并且允许将原料和其他资源的可用性考虑在内。

制造工序的最后的并且非常重要的部分是生产数据分析反馈和质量控制部分的制造。该步骤中涉及的因素包括轮班管理(与24/7生产线尤其相关)、性能管理和优化、批次审查和跨批分析(cross batch analysis)以及对过程能力的评估。最重要的关注因素包括库存控制和管理、财务考虑和计划以及供应链的全景。

在美国典型的药品生产时间线中，新产品申请(NDA)与通常在研究实验室中开发的、具有基本参数的生产过程一起被提交给FDA(或者其他国家或地区的等同监管局)。该过程随后被进一步开发，以取得产量、纯度、经济、初级产品可用性等等方面的改进。一旦开发了过程，就对其进行扩增，并且定义设备需求以及所涉及的处理步骤和材料。然后相对于其他产品生产的工厂进度(schedule)来计算计划和调度。在活动前设置(pre-campaign setup)中准备操作指令，并且为可能包括DCS(分布式控制系统)或者电子工作指令(Electronic Work Instruction)或其他处理器或这些基于计算机的执行系统的任何组合的生产执行系统制定配方。然后实现带溶剂运行或带水运行或者干运行(如果需要的话)或者其他离线生产仿真运行，以便对系统进行微调，并且运行活动(其定义一批或多批的序列)。发行多批产品(活性药物产品或API)，并且带有对偏差、变化和审查的注释。调查偏差的来源，并且在清除偏差之后，利用API的药物产品制造开始。随后在药物产品制造中执行类似的设计、计划和执行过程。为了维持质量、效率和安全标准并且实现改进，对于所有制造信息进行持续地监视和分析。