10萬粒/小時(shí)全自動(dòng)藥用膠囊生產(chǎn)線

何福銀

丹東金丸集團(tuán)有限公司

1．概述

我國的醫(yī)藥行業(yè)經(jīng)過多年的建設(shè)與發(fā)展，已邁入世界醫(yī)藥大國的行列。藥用空心膠囊是制藥企業(yè)三大制劑（片劑、針劑、膠囊劑）之一。膠囊制劑是特殊包裝載體，可充填粉劑、中性或油性液體、微丸、膏狀內(nèi)容物等，在制備復(fù)方或緩控釋制劑上具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，因此膠囊劑成為藥品制劑首選。目前國內(nèi)擁有幾百條全自動(dòng)、半自動(dòng)藥用空心膠囊生產(chǎn)線，年產(chǎn)空心硬膠囊在1200億粒左右，然而不符合衛(wèi)生指標(biāo)、手工或半機(jī)制的約占55%左右。為提高藥用空心膠囊生產(chǎn)行業(yè)的整體質(zhì)量水平，保障人們的身心健康，中國醫(yī)藥包裝協(xié)會(huì)在《醫(yī)藥包裝發(fā)展方針》中規(guī)定，嚴(yán)格禁止手工膠囊的生產(chǎn)，加強(qiáng)對(duì)膠囊生產(chǎn)質(zhì)量和衛(wèi)生指標(biāo)的監(jiān)督檢查。大力提高裝備水平和制造水平，推進(jìn)機(jī)電一體化，為醫(yī)藥包裝行業(yè)提供先進(jìn)和成套技術(shù)裝備。國家食品藥品監(jiān)督管理局規(guī)定藥用膠囊包裝生產(chǎn)企業(yè)在“十二五”前加快進(jìn)行GMP達(dá)標(biāo)改造，淘汰不符合GMP標(biāo)準(zhǔn)的藥用膠囊生產(chǎn)企業(yè)，同時(shí)淘汰手工生產(chǎn)膠囊。這為藥用膠囊生產(chǎn)設(shè)備帶來了廣闊的市場(chǎng)。

2.技術(shù)方案確定

10萬粒/小時(shí)全自動(dòng)藥用膠囊生產(chǎn)線采用微電腦控制技術(shù)，應(yīng)用自行開發(fā)NJ系列膠囊機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)軟件對(duì)藥用膠囊公司全自動(dòng)藥用膠囊生產(chǎn)線進(jìn)行改造升級(jí)，實(shí)現(xiàn)各種參數(shù)自動(dòng)反饋、自動(dòng)累計(jì)分析功能,在大量數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上形成工藝調(diào)整程序，對(duì)涂油、蘸膠、烘干、脫模、切模、切斷、套合、成品輸出、料頭機(jī)外回收等過程進(jìn)行適當(dāng)?shù)墓に囇a(bǔ)償，對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，實(shí)時(shí)修正，最終實(shí)現(xiàn)膠囊生產(chǎn)管理控制的智能化，提高技術(shù)裝備水平，提高膠囊的生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)效率。重點(diǎn)解決膠囊生產(chǎn)在線精度控制及提高膠囊生產(chǎn)效率等技術(shù)問題。

實(shí)施技術(shù)方案示意圖及部分說明

該方案采用膠囊生產(chǎn)線各控制單元、觸摸屏（HMI）與可編程控制器（PLC）聯(lián)接進(jìn)行通訊，反映涂油機(jī)、蘸膠機(jī)、平臺(tái)機(jī)等單機(jī)運(yùn)行狀態(tài)及各參數(shù)指標(biāo)，實(shí)施PLC監(jiān)控。再與上位微機(jī)采用TCP/IP以太網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，實(shí)施上位微機(jī)監(jiān)控與遠(yuǎn)程管理與維護(hù)，從而構(gòu)成完整的信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)膠囊生產(chǎn)的智能化、數(shù)字化。

其內(nèi)部通訊簡(jiǎn)圖如下：

說明: 系統(tǒng)中可編程控制器是單機(jī)的控制中心，通過程序可完成膠囊生產(chǎn)線的自適應(yīng)調(diào)節(jié)，以控制生產(chǎn)情況;觸摸屏完成現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控管理;服務(wù)器與PLC以TCP/IP協(xié)議構(gòu)成以太網(wǎng)，服務(wù)器既作為遠(yuǎn)程管理控制的服務(wù)器，又作為可編程控制器的后臺(tái)機(jī)，以完成對(duì)生產(chǎn)線的遠(yuǎn)端生產(chǎn)信息管理與控制。

3.產(chǎn)品整體設(shè)計(jì)研究

10萬粒/小時(shí)全自動(dòng)藥用膠囊生產(chǎn)線是利用自行開發(fā)的NJ系列膠囊機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)軟件對(duì)原有的全自動(dòng)藥用膠囊生產(chǎn)線進(jìn)行改造升級(jí)，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)通訊的計(jì)算機(jī)管理。充分利用伺服的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，改造原來傳統(tǒng)控制。原來的全自動(dòng)藥用膠囊生產(chǎn)線的傳統(tǒng)控制是基于模型的控制，帶來的就是死板。而被控對(duì)象的復(fù)雜性、不確定性是難以用精確的數(shù)學(xué)模型加以描述的。現(xiàn)在通過運(yùn)用伺服的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)，使4萬粒/小時(shí)全自動(dòng)藥用膠囊生產(chǎn)線提高產(chǎn)量達(dá)到10萬粒/小時(shí)。把人工智能的方法引入控制系統(tǒng)，將控制理論的分析和理論的洞察力與人工智能靈活的框架結(jié)合起來，使該產(chǎn)品能夠得到控制上新的突破。讓伺服運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)能夠模擬人的思維方式，利用人的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)，對(duì)原4萬粒/小時(shí)全自動(dòng)藥用膠囊生產(chǎn)線設(shè)備的復(fù)雜系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)有效的控制。實(shí)現(xiàn)有效的控制。從而達(dá)到硬件與軟件的有效結(jié)合。

4.技術(shù)特點(diǎn)、關(guān)鍵技術(shù)和關(guān)鍵工藝

4.1技術(shù)特點(diǎn)

10萬粒/小時(shí)智能藥用膠囊生產(chǎn)線采用微電腦控制技術(shù),利用自行研制開發(fā)NJ系列膠囊機(jī)控制系統(tǒng)軟件，解決了膠囊生產(chǎn)的關(guān)鍵控制技術(shù)，達(dá)到工藝參數(shù)自動(dòng)生成、前饋控制、智能分析等，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動(dòng)遠(yuǎn)程管理。

4.2關(guān)鍵技術(shù)

采用雙機(jī)頭、雙排膠囊模具，實(shí)現(xiàn)膠囊產(chǎn)量的雙倍增長(zhǎng)；關(guān)鍵單元運(yùn)用全伺服系統(tǒng)，使膠囊控制精度提高，實(shí)現(xiàn)00號(hào)、0-5號(hào)、A型、B型膠囊及異型膠囊（精度高、生產(chǎn)難度大）的生產(chǎn)。

4.3關(guān)鍵工藝

結(jié)合藥用明膠硬膠囊加工生產(chǎn)工藝，研究開發(fā)膠囊機(jī)自動(dòng)控制嵌入式軟件，提高在線控制水平，實(shí)現(xiàn)膠囊生產(chǎn)過程的智能化、數(shù)字化。

5.對(duì)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展和科技進(jìn)步的意義

5.1 10萬粒/小時(shí)全自動(dòng)藥用膠囊生產(chǎn)線的技術(shù)方案合理可行，滿足了國內(nèi)外市場(chǎng)需求，提高了我國藥用空心膠囊行業(yè)的整體水平，保障了人們的身心健康，國內(nèi)外市場(chǎng)反映良好。

5.2在工藝設(shè)備選擇上，全部選用國產(chǎn)高校先進(jìn)設(shè)備，既節(jié)約了建設(shè)投資，又促進(jìn)了國內(nèi)裝備制造業(yè)的發(fā)展。

5.3本產(chǎn)品技術(shù)含量高、水平高，產(chǎn)品市場(chǎng)前景好，企業(yè)取得了較高的經(jīng)濟(jì)效益，2007年銷售收入9600萬元，出口額320萬美元，促使企業(yè)得到更大的發(fā)展。

10萬粒/小時(shí)全自動(dòng)藥用膠囊生產(chǎn)線的成功研發(fā)填補(bǔ)國內(nèi)空白，技術(shù)水平處于國際領(lǐng)先地位，產(chǎn)品生產(chǎn)實(shí)施規(guī)模化，成為地區(qū)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的一個(gè)重要經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)，同時(shí)可吸納社會(huì)富余人員，擴(kuò)大就業(yè)渠道，緩解社會(huì)就業(yè)壓力。全自動(dòng)藥用膠囊生產(chǎn)線將為藥用膠囊生產(chǎn)企業(yè)提供了符合GMP標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)質(zhì)國產(chǎn)藥品包裝生產(chǎn)設(shè)備，對(duì)于推動(dòng)了國內(nèi)制藥企業(yè)GMP改造進(jìn)程，加速與國際制藥行業(yè)接軌的步伐具有重要意義。