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华龙讯达:生物制药数字化工厂及运维中心解决方案
时间:2022-05-16 16:04 作者:通文 来源:工业互联网世界网

【通信产业网讯】在智能制造的大环境下,制药行业现阶段各业务系统数据分散在不同信息化系统中,数据相对独立,系统之间数据缺乏关联和有效整合利用,不能实时了解生产现场中在制品、人员、设备、物料等制造资源和加工任务状态的动态变化。且传统的数据化软件,在兼容性、智能化上仍有不足,无法满足对数字化转型的后续需求,急需强大的智能化平台来构建自己的转型之路。本项目以制药行业特性,通过建立制药数字孪生生产线,形成生产流程可视化、生产工艺可预测优化、远程监控与故障诊断全新生产模式。以数据化、可视化的手段实现制药生产的及时管控、有效解决工业自动化与信息化融合问题。

解决案例背景

(1)各系统业务数据分散独立,无法满足数字化转型需求

在智能制造的大环境下,制药行业各业务系统数据分散在不同信息化系统中,数据相对独立,系统之间数据缺乏关联和有效整合利用,不能实时了解生产现场中在制品、人员、设备、物料等制造资源和加工任务状态的动态变化。且传统的数据化软件,在兼容性、智能化上仍有不足,无法满足对数字化转型的后续需求,急需推动工业互联网在医疗行业的应用推动制药企业加快数字化、网络化、智能化转型。

(2)面对疫情防控要求,缺乏生产运营及复工复产数字化管控模式

自新冠疫情爆发,传播速度之快、影响范围之广前所未有,对我国突发公共卫生事件应急机制和疫情防控工作带来极大的考验。面对疫情防控的严峻形势,制药行业急需工业互联网通过与数字孪生等其他技术的深度融合,利用数据映射实现生产运营工作信息化、协同化和高效化,制造过程的实时监控,减小人员感染风险和减少疫情期间影响防护范围,为管理者提供生产制造直观展示和提供辅助决策参考,为抗击疫情作出积极贡献。

(3)根据分布式工厂生产模式,急需建立制药企业异地协同统一平台集成式管控

某国有大型制药上市企业,拥有多家子公司,急需将各地子公司的分布式工厂,建立协同统一平台集成管控,基于工业互联网的数字孪生成为工厂实现智能生产、经营活动的有效集成、优化运行、优化控制与优化管理的桥梁和纽带,通过多系统信息流、异地工厂协同实现从单个设备、单个工艺、单个企业向全要素、全流程、全业务信息全集成,实时感知各个生产基地/工厂运行状况,提升企业整体数字化水平,降低成本。

解决方案内容

生物制药数字化工厂及运维中心工业互联网解决方案结合某国有制药企业的现有业务情况,建立统一平台、统一技术架构、五大应用服务,形成可开放共享、安全稳定的虚实映射实时交互基于工业互联网数字化工厂。

方案采用成熟、先进、兼容性强的技术构建基于工业互联网数字孪生数字化工厂,汇集数据采集、数据建模、虚拟仿真、标准接口等组件,构建数字化工厂通用的规范、规则、方法,并形成平台的资源集聚能力、组件管理能力、知识共享能力和软件分发能力,实现数字孪生应用服务,形成可开放共享、安全稳定的平台。

通过工业互联网数字化工厂实现实体虚体的“状态感知-实时采集-精准执行”闭环,实现实体虚体的全要素、全流程、全业务数据的集成和融合。

生物制药数字化工厂及运维中心工业互联网解决方案建设思路

基于工业互联网平台构建数字化工厂,系统架构分为四层分别是基础数据层、基础服务层(IaaS)、平台服务层(PaaS)、应用服务层(SaaS)。

生物制药数字化工厂及运维中心工业互联网解决方案总体架构

基础数据层:包括有国药MES系统、国药SCADA系统、金蟾DCS系统、雅安SCADA系统和国药视频监控系统。

基础服务层(IaaS):虚拟化计算资源池,包括计算资源、存储资源、网络资源等,应用了虚拟化技术,实现按需调配。

平台服务层(PaaS):为应用提供了支撑环境,有搜索引擎框架、中间件、虚拟现实开发引擎、关系数据库服务、缓存服务、文件服务、企业服务总线(ESB)等。

应用服务层(SaaS):为数字化工厂应用提供了赋能平台,包括了虚拟培训模块、运维监视模块、数字孪生模块、设备生命周期模块、智能远程运维模块等。

实施步骤

根据数字化工厂数字孪生项目需求,确定项目实施内容和实施步骤,数字化工厂及运维中心实施步骤分为车间数字孪生平台、设备生命周期管理、运维监视中心、远程智能运维、虚拟培训五个部分。

建立车间数字孪生平台:通过建模平台构建数字孪生数字化工厂应用基本模型和数据内容,建立数字孪生平台数字模型;通过数字孪生平台构建工厂层应用的数据集成及基本功能,对接MES系统和SCADA系统相关数据,完成数字孪生平台的工厂级和设备级的虚拟仿真,搭建制药生产线物理实体和信息虚体虚实映射,对生产线各个设备的状态进行实时管控。

构建设备生命周期管理系统:基于车间数字孪生平台,通过数据孪生的映射,建立全厂级生产设备的生命周期台账,具备提前预警,智能通知等。依据真实数据或经验数据设置关键部件预防性维护周期或使用生命值,当实际维护时间或使用生命值接近设定值90%时,进行预警提示,并能通过任务的方式通知到相关人员,进行维护。

构建运维监视中心:包括视频监控和生产看板。视频监控:在系统中可调生产设备相对应的现场监控摄像头的画面,可以实时的看到生产现场设备的生产情况和人员的动向。生产看板:在系统中可以到其他生产工厂系统的统计数据,主要有设备数据、生产数据、物耗数据、质量数据,雅安主要有日统计、月统计、年统计的生产数据。

构建远程智能运维:通过移动企业微信APP,可推送报警信息给维修人员,维修人员接到维修任务时在APP中查看相关的设备及维修图纸,以便可以快速的处理设备故障,同时管理人员可以看到维修记录及维修的进度。

建立虚拟培训模式:利用仿真技术,对车间设备进行建模,建立车间设备操作、维修、维护保养等虚拟培训场景,虚拟场景内培训步骤与现实培训一致,实现虚拟培训。

解决方案效果

通过项目对生产车间/工厂的所有设备产量、消耗等数据进行综合排名,给管理人员提供有效的数据对设备进行分析,从而提高综合管理水平。通过多系统信息流实现工厂信息全集成,时刻感知工厂运行状况,进行智能化的决策和调整,提升效率和质量,降低成本。因此本项目通过运用工业互联网数字孪生技术,制药企业实现了对生产运营状况的感知、优化和产能调配,生产效率提高20%;通过资源优化,运营成本降低20%。

 

基于工业互联网数字化工厂运维进一步加强了MES、LIMS、SCADA、设备等软硬件的集成,建立设备与系统的双向数据传递和控制,通过实体车间/工厂与虚拟车间/工厂的双向真实映射与实时交互实现数据的集成和融合,实现各个层级生产制造全流程功能优化提升与优化协同。

(责任编辑:杨艳)