淺談制藥行業流體系統工程的設計審核重要性

韓博 楊華偉

【關鍵詞】質量源于設計 制藥 QbD 設計審核 流體系統

1前言

二十世紀中期，質量源于設計（QbD）理念開始萌芽。2004年，美國食品藥品監督管理局（FDA）正式提出QbD概念;隨后，ICH在ICHQ8《PharmaceuticalDevelopment》中也明確說明：質量不是通過檢驗注入到產品中的，而是通過設計賦予的。2018年6月7日，中國國家藥品監督管理局正式加入ICH。由于藥品的特殊性，制藥行業監管甚嚴。不論是藥品開發，還是藥廠設計，設備設施的設計選型都是至關重要的，關乎人類的生命。

本文僅從制藥行業流體系統常見問題出發，淺談常見問題及做好設計審核的重要性。

2制藥行業流體系統工程常見問題

流體系統是流體機械的重要組成部分;在機械工程領域，流體系統是指與一維流體管網相關的元件及流體的集合，流體系統一般包括閥、液體泵（ 或氣體壓縮機）、管道、接頭、孔和噴嘴等元件，也可能包括一些不規則形狀的腔室和通道。

在制藥行業，流體系統主要有配液系統、純化水存儲系統和分配系統、注射用水存儲系統和分配系統、純蒸汽制備系統和分配系統、氣體（氮氣、壓縮空氣等）分配系統等。

2.1設計審核“走過場”

大部分制藥企業不進行設計審核，只是進行設計文件確認。有些進行設計審核，也不過在設計審核會上進行項目細節溝通，提出更為細化的要求，沒有真正對設計資料進行全面的審核。

首先是領導不重視。下面的執行人員誰會重視？其次是設計審核準備不充分，資料不完善，人員不齊全。再次是設計審核過程不到位。分不清主次，想到哪里審哪里。最終導致設計審核變成技術交流會。

2.2泵的選型

在制藥行業的流體系統中，泵作為一個關鍵組成部分，算是系統的“心臟”。這個“心臟”不合適，流體就不能到達使用點，不能達到要求的揚程、流速等。

泵的選型計算涉及到流體系統能否正常運行，同時泵選型計算需要的參數也較多，而且要盡量準確。必要時需要到現場測量。例如泵進出口的管徑、管道的長度、彎頭的個數、管道內流體流速、垂直高度、噴淋球壓力等。

2.3溫控系統的選型

換熱器和夾套為制藥行業最常見的溫控措施。常見問題為所選規格與實際使用需求不相符。

以換熱器為例。首先，使用方需要確定使用環境：換熱介質（冷水、熱水、工業蒸汽等）、流體流量、溫度要求、流體屬性等。然后，設計部門根據使用方提供的參數，計算出合適的技術參數。最后，選擇換熱器的類型和換熱面積，交給供應商定做。有些項目，換熱介質不明，要求工期還緊，換熱器未經計算，就購買固定型號的換熱器，最終導致換熱后溫度過高或過低。既增加能耗又導致工藝不穩定。另一種情況就是計算錯誤。最終導致結果就是，項目不被接收，出現換熱器變更。已采購的換熱器直接淪為廢品，不能使用，既浪費了資金，又影響了工期。對公司的聲譽也造成了影響。

2.4疏水閥的選型

疏水閥的選型不當，可能導致兩種結果：一種是排水量太大，造成能源浪費;另一種達不到排水量要求，導致溫度升不上去。

疏水閥根據作用原理，有三種類型：機械型疏水閥、熱靜力型疏水閥、熱動力型疏水閥。疏水閥的選型要考慮以下因素：首先根據加熱設備和對排出凝結水的要求，選擇確定疏水器的型式。其次根據用汽設備的最高工作壓力、最高工作溫度，確定疏水器的公稱壓力、閥體材質;確定疏水器的連接方式、安裝方式等。最后根據排水量的大小，選擇確定疏水器的性能參數。

2.5計算機化系統的控制

計算機化系統是根據使用方的用戶需求，結合GMP和GAMP5要求制作的。尤其是配液系統，通常有自動和手動兩種模式。手動控制對編程邏輯要求不高，但是自動控制就不一樣。自動控制的編程邏輯，必須與使用方配液系統的工藝過程相匹配，操作前后順序一致，這就需要雙方共同參與設計溝通和審核。

3設計審核的重要性

評價工程的五個指標：工期、質量、安全、環保和成本。除了安全和環保，國家有特殊的規定外，其他三個指標均與設計息息相關。

3.1控制工期

工期的影響因素眾多：人員、設備、物料、方法、環境、檢測。除了當地的政策環境變化，其他因素都與設計相關。因此，做好設計評審，能合理組織人員架構，適當安排設備調配，統籌協調物料計劃，按部就班進行現場檢測和施工。

在朱蘭先生的《朱蘭論質量策劃》中對美國的非結構化開發和日本的結構化開發做了比較，見圖1。

圖1計劃與時間關系圖

該圖中計劃部分包括概念設計、詳細設計、設計審核、執行計劃等。一個完善的計劃，應該從產品的特性方面多考慮。設計時考慮全面，審核時落到實處，執行時一氣呵成。

3.2保障質量

質量是“一組屬性滿足要求的程度”。大到工程質量，小到焊縫質量，都與業主的需求分不開。業主的需求在書面上就是用戶需求說明（URS）。設計審核，就是從URS出發，逐條核對URS條款在設計資料中的具體響應。包括P&ID圖與工藝是否一致;設備材料的型號、技術參數是否滿足要求;施工過程質量要求及施工記錄;計算機系統控制是否合理等。業主的URS就是工程公司的質量目標，做好設計審核，能更好的保障工程質量。

4總結與展望

綜上所述，設計審核是要落到實處才能發揮其重要作用。

如何控制制藥行業流體系統工程，請關注《淺談如何控制制藥行業流體系統工程設計審核》。