本文根据君实生物智能自控高级总监张宏在CIAPH第13届医药健康行业数字化高峰论坛上的分享整理
张宏 君实生物 智能自控高级总监
各位同仁大家上午好，很高兴今天能够受到组委会邀请，进行本次分享。我的分享包含三个议题，分别是君实生物工厂的简介、数字转型的实践、以及取得的一些成就。
首先为大家介绍一下君实生物。君实生物在2016年于上海临港新片区建成，主要有两个商业化生产基地，一个是上海临港，另一个是苏州吴江。主要的药品一个是中国首个NMPA批准的国产以PD-1靶点的单抗药物，另一个是中国第一款全人源抗SARS-CoV-2单克隆抗体。
临港工厂占地大概有7万㎡，从上到下我们排布有B1、B2、B3三个车间，最前面是我们的QC和办公大楼，后面是工程楼和高架立库，建筑群有一个连廊，把我们车间和高架立库相连接，可以实现AGV在厂内物流自动配送。
B2、B3车间都是原液生产，是一次性的工艺。目前君实一共建成了5条一次性原液产线、四条制剂产线。1条灯检包装线，1个中试车间。同时B1车间预留了一个产能为12万升的不锈钢产线，也在建设中。
君实目前的自动化和信息化系统已经基本完成搭建，工厂整体架构按照ISA-95标准，从level 0-level 4层层建设。从基础设备层、控制层到集团的SAP，箭头方向就是数据流方向，我们采取交互式的互相推送。图中白色字样是GMP系统，黄色字体是NON GMP，两个比较大的特点是红色的字，一个我们搭建了CHS中央历史数据库，作为数据底座，将生产过程中的设备进行高效链接。另外一个就是我们的EMI做信息化系统的几种展示，在中控室实现工厂透明化管理的需求。我们搭建了为透明化工厂来实现的一个EMI体系，可以实时生产当前信息。
为什么搭建这么多系统？我们理想中的数据流应该是深度IOT融合，从SAP接到一个销售订单开始，通过APS的计划排程做所有的生产计划的排布以及物料需求的确认，同时我们会把销售订单做工单拆分，分发给不同的产线、工位，形成MES工单，而MES系统会调用相应配方驱动我们控制的DCS系统和各个设备予以配合，完成相应工序的生产和控制。
同时我们会按照工单，逐步报工，完成整个生产任务管控和调节，过程中会与不同系统做交互，比如说跟WMS系统形成一个物料配送交互、QMS形成质量事件追踪跟偏差处理，跟LIMS等等都有各自交互，我们想做到就是各个系统各司其职，高度集成。然后相互交互共同完成对整个生产的过程控制，用整个的数据流去覆盖我们的生产流。
接下来看一下我们项目建设的特点。
1、网络和数据中心建设
在网络架构上，我们采用一网到底、设备互联的概念，同时将生产网络和办公网络分成GMP 和 NON GMP，进行逻辑隔离，保证网络安全。此外尽可能做到网络冗余，来提升网络的可靠性。通过网络覆盖，我们实现了全场时钟的NTP管理。预控的管理策略也更加有效的去控制用户权限，打印备份实时的数据通讯都可以借助网络的覆盖来得以实现。
在服务器的集群架构上，我们采用基于虚拟化平台的超融合HA架构，更好的支持业务的发展，保证业务系统的连续性，同时设立DMZ，保证应用服务安全。建成后，通过集成DCS系统、EMS系统等，我们的中控大屏能够展示一些关键的信息和产量，通过CCTV，还可以在中控室监控异常，避免进入车间带入污染源。
2、（1）MES人机协同
当称量工单分发到称量中心后，MES就可以按照工单完成生产的称量、允差控制、操作记录。接着通过DCS系统，按照批控策略，完成搅拌、投料、加温、冷却等内容。同时MES也会记录操作和重要的过程参数。最后到生产结束，生成电子批报。
下图也展示了一个无人化场景，通过机器人手臂、AGV、WMS系统、MES系统的高效配合，西林瓶从灌装线出来后，机器人手臂自动收集到铁托盘，再由大机器人码垛到O托上，满了以后自动呼叫AGV，进入袋包品库。
（2）MES系统功能集成
MES功能的实现，我们将其分为业务和系统两大功能，业务功能模块上开发了计划排程、生产管理、物料管理、主数据管理等，向上向下我们分别做了各种系统集成，例如与DCS、门禁护所集成。每个区域我们都在门口配备了区域状态管理屏，通过MES信息的实时发布，就能看到生产什么工单、批次号是什么、产品是什么，以及整个区域管理的清洁效期，通过MES工作流出发，实时呈现。
此外我们采用了ESB企业总线中间件跟其他信息化系统做交互，包括我们SAP、WMS、LIMS、QMS等等，最终我们目的是实现了三个E，称之为电子指引、电子签名、EBR电子批记录。
（3）MES系统数据流分析
我们的MES系统数据流，通过配方搭建，从人、机、料、法、环各个维度去建立工艺路径，通过工单的调用来实时控制生产过程中的处方，在处方的过程中会进行各个批次的数据录入，以及手工录入数据、WMS集成录入、DCS数据录入，由此形成一个完整的电子批报，最后生产审核放行结束。
过程中我们可以辨识系统搭建的一些风险点，例如手工录入是否做一些双人复核？通讯采集是否做一些接口验证？审计追踪和版本控制等等。通过这样的数据流分析，就能够更好的识别系统搭建过程中的风险点。
（4）SAP产供销一体化管控
在SAP与MES对接的过程中，我们通过SAP制定计划，根据销售订单，直接下达给MES做生产的执行。在系统搭建的过程中，我们使用了最优算法的APS，可以动态响应生产执行过程中的任何变化。我们通过逐级报工的机制，来实现对生产过程的动态跟踪，调整每天的MRP，同时反向指引给SAP去触发更有效的采购。过程中，通过APS的承上启下，就能够比较好的动态响应生产需求的实际变化，以及采购库存的精益管理。
（5）APS计划排程
APS计划排程的界面，通过甘特图的方式把目前生产的批次、原液、制剂的跨度，工艺路径的需求展现出来，通过批次发布来实现物料需求和整个产线的动态响应。
（6）追溯场景
报工追溯的场景中，这里列举了三个场景。第一个场景是我们在原液投料过程中，我们通过扫码，把一次性耗材的管路和投料口做对接校验，来确保这一批次的培养基配置是符合当批的生产配方，以及投料口是正确的。
第二个场景是看板校验，物料从高架立库出来到产线线边，车间在物镜间也要对每票物料做集中检验，确认物料的品类、数量、效期都跟我们的配送单需求完全匹配的，通过物镜间来对物料进行正反向的追溯。
第三个场景是，我们做了区域状态管理屏，通过MES工单来实时显示当前区域生产的状态，批次产品的效期。它自身还集成了一些门禁系统的功能，我们还进一步把这个屏与培训系统集成。一个员工能不能进入这个区域，我们做了三重管理，一是有无区域权限，二是是否超过最大人数，三是培训效期是否超期，通过这样的互锁联动，实现了优质的区域人员管控。
3、WMS系统功能实现
物料出库到配送AGV，再到车间，看着很简单，但是其中有很多AGV的集成路径，实时定位，以及和卷帘门、电梯做集成。更重要的是与MES的交互。照片中展示的左上是进电梯，右上是进卷帘门，左下是我们的原液库，右下角是袋包品库。中间两张实际上是我们的CQ系统、WMS管理系统的平台界面。
4、质量系统功能实现
我们搭建了四个相关的质量系统，分别是QMS、DMS、LIMS、TMS。这些系统各司其职，但重要的是系统间的集成，集成的效果和收益远大于仅仅上一个系统。例如培训管理系统与门禁系统集成等；LIMS本身也可以和QMS系统做勾连，跟MES系统做勾连。中控取样的结果检验通过接口传递给MES，实验室人员和生产人员就不需要再做电话沟通，能够极大提升生产效率。
5、能源管理PEMS系统
我们也非常关注绿色生产，搭建了能源管理PEMS系统，针对水、电、气等等公用设施监控，成立了设备能源档案，追溯每一批生产能耗关注我们能耗损耗，持续监测过程中，我们在精益生产中，节能减排控制策略的上限就能够依据能源健康档案提供技术和数据的支撑。
整体回顾，我们用了三年左右时间搭建了生产平台和网络链接，以及数据底座的搭建，又花了两年时间把我们的质量平台搭建起来，2023年以来，我们便更加关注数据的增值和赋能，我认为生产平台和质量平台就是制药企业的“任督二脉”，打通任督二脉，则大业可成。
总体上，我们希望从海量的生产数据里面拿到有效的信息流，最后能够形成企业的know how知识做沉淀，这是我们在数字化转型中想走的道路。
过程中，我们也取得了很多值得喜悦的成就。2021年，我们拿到国家的智能制造优秀场景，其中是给到了君实精准配送，刚才讲到的AGV，2022年我们获评了上海市百家智能制造工厂。
2023年的时候上海市又从100家智能制造里面遴选出来十家，君实有幸作为十家标杆上海市的工厂列入，这十家里真正的制药企业或者说生物制药企业，只有君实。在2023年底的时候，我们被上海市经信委推荐，也获评了国家级的智能工厂示范工厂。
2024年，我们在上海市经信委和上海市总工会组织的智能制造解决方案创新竞赛中，获得上海市一等奖。同时我们还代表上海市参加了长三角地区的三省一市智能制造创新竞赛，荣获优胜奖。
此外我们还有幸获得上海市药监局、上海医药质量协会的邀请，参与很多系列数字化标准的建设，现阶段已进入尾声，君实从头至尾作为起草单位参与进来，希望能够以此来推动行业的进步。
在工厂的建设中，我们还拿到了多项专利，有发明专利和实用新型专利。关于智能制造，同时也助力我们两个商业化产品的实现。如果谈智能制造的意义。我认为君实立足新医药、新工艺、新智造，在强制合规，降低合规成本，全流程可追溯方面，通过系统建设极大降低合规成本。另外一个显而易见的效果就是标准化流程操作，避免过去纸质SOP和实操时产生的错步、漏步，保证每一个批次产品的均一稳定。值得分享的是数字化也为我们的产品PD-1靶向药走向海外，拿到FDA和欧盟药监机构审查，提供了很好的数据支撑。
以上就是我今天的分享，谢谢大家。
