淺談制藥行業(yè)流體系統(tǒng)工程的設(shè)計(jì)審核重要性

韓博 楊華偉

【關(guān)鍵詞】質(zhì)量源于設(shè)計(jì) 制藥 QbD 設(shè)計(jì)審核 流體系統(tǒng)

1前言

二十世紀(jì)中期，質(zhì)量源于設(shè)計(jì)（QbD）理念開始萌芽。2004年，美國(guó)食品藥品監(jiān)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(zhì)量不是通過檢驗(yàn)注入到產(chǎn)品中的，而是通過設(shè)計(jì)賦予的。2018年6月7日，中國(guó)國(guó)家藥品監(jiān)督管理局正式加入ICH。由于藥品的特殊性，制藥行業(yè)監(jiān)管甚嚴(yán)。不論是藥品開發(fā)，還是藥廠設(shè)計(jì)，設(shè)備設(shè)施的設(shè)計(jì)選型都是至關(guān)重要的，關(guān)乎人類的生命。

本文僅從制藥行業(yè)流體系統(tǒng)常見問題出發(fā)，淺談常見問題及做好設(shè)計(jì)審核的重要性。

2制藥行業(yè)流體系統(tǒng)工程常見問題

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

在制藥行業(yè)，流體系統(tǒng)主要有配液系統(tǒng)、純化水存儲(chǔ)系統(tǒng)和分配系統(tǒng)、注射用水存儲(chǔ)系統(tǒng)和分配系統(tǒng)、純蒸汽制備系統(tǒng)和分配系統(tǒng)、氣體（氮?dú)狻嚎s空氣等）分配系統(tǒng)等。

2.1設(shè)計(jì)審核“走過場(chǎng)”

大部分制藥企業(yè)不進(jìn)行設(shè)計(jì)審核，只是進(jìn)行設(shè)計(jì)文件確認(rèn)。有些進(jìn)行設(shè)計(jì)審核，也不過在設(shè)計(jì)審核會(huì)上進(jìn)行項(xiàng)目細(xì)節(jié)溝通，提出更為細(xì)化的要求，沒有真正對(duì)設(shè)計(jì)資料進(jìn)行全面的審核。

首先是領(lǐng)導(dǎo)不重視。下面的執(zhí)行人員誰(shuí)會(huì)重視？其次是設(shè)計(jì)審核準(zhǔn)備不充分，資料不完善，人員不齊全。再次是設(shè)計(jì)審核過程不到位。分不清主次，想到哪里審哪里。最終導(dǎo)致設(shè)計(jì)審核變成技術(shù)交流會(huì)。

2.2泵的選型

在制藥行業(yè)的流體系統(tǒng)中，泵作為一個(gè)關(guān)鍵組成部分，算是系統(tǒng)的“心臟”。這個(gè)“心臟”不合適，流體就不能到達(dá)使用點(diǎn)，不能達(dá)到要求的揚(yáng)程、流速等。

泵的選型計(jì)算涉及到流體系統(tǒng)能否正常運(yùn)行，同時(shí)泵選型計(jì)算需要的參數(shù)也較多，而且要盡量準(zhǔn)確。必要時(shí)需要到現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量。例如泵進(jìn)出口的管徑、管道的長(zhǎng)度、彎頭的個(gè)數(shù)、管道內(nèi)流體流速、垂直高度、噴淋球壓力等。

2.3溫控系統(tǒng)的選型

換熱器和夾套為制藥行業(yè)最常見的溫控措施。常見問題為所選規(guī)格與實(shí)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(huán)境：換熱介質(zhì)（冷水、熱水、工業(yè)蒸汽等）、流體流量、溫度要求、流體屬性等。然后，設(shè)計(jì)部門根據(jù)使用方提供的參數(shù)，計(jì)算出合適的技術(shù)參數(shù)。最后，選擇換熱器的類型和換熱面積，交給供應(yīng)商定做。有些項(xiàng)目，換熱介質(zhì)不明，要求工期還緊，換熱器未經(jīng)計(jì)算，就購(gòu)買固定型號(hào)的換熱器，最終導(dǎo)致?lián)Q熱后溫度過高或過低。既增加能耗又導(dǎo)致工藝不穩(wěn)定。另一種情況就是計(jì)算錯(cuò)誤。最終導(dǎo)致結(jié)果就是，項(xiàng)目不被接收，出現(xiàn)換熱器變更。已采購(gòu)的換熱器直接淪為廢品，不能使用，既浪費(fèi)了資金，又影響了工期。對(duì)公司的聲譽(yù)也造成了影響。

2.4疏水閥的選型

疏水閥的選型不當(dāng)，可能導(dǎo)致兩種結(jié)果：一種是排水量太大，造成能源浪費(fèi);另一種達(dá)不到排水量要求，導(dǎo)致溫度升不上去。

疏水閥根據(jù)作用原理，有三種類型：機(jī)械型疏水閥、熱靜力型疏水閥、熱動(dòng)力型疏水閥。疏水閥的選型要考慮以下因素：首先根據(jù)加熱設(shè)備和對(duì)排出凝結(jié)水的要求，選擇確定疏水器的型式。其次根據(jù)用汽設(shè)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(zhì);確定疏水器的連接方式、安裝方式等。最后根據(jù)排水量的大小，選擇確定疏水器的性能參數(shù)。

2.5計(jì)算機(jī)化系統(tǒng)的控制

計(jì)算機(jī)化系統(tǒng)是根據(jù)使用方的用戶需求，結(jié)合GMP和GAMP5要求制作的。尤其是配液系統(tǒng)，通常有自動(dòng)和手動(dòng)兩種模式。手動(dòng)控制對(duì)編程邏輯要求不高，但是自動(dòng)控制就不一樣。自動(dòng)控制的編程邏輯，必須與使用方配液系統(tǒng)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(shè)計(jì)溝通和審核。

3設(shè)計(jì)審核的重要性

評(píng)價(jià)工程的五個(gè)指標(biāo)：工期、質(zhì)量、安全、環(huán)保和成本。除了安全和環(huán)保，國(guó)家有特殊的規(guī)定外，其他三個(gè)指標(biāo)均與設(shè)計(jì)息息相關(guān)。

3.1控制工期

工期的影響因素眾多：人員、設(shè)備、物料、方法、環(huán)境、檢測(cè)。除了當(dāng)?shù)氐恼攮h(huán)境變化，其他因素都與設(shè)計(jì)相關(guān)。因此，做好設(shè)計(jì)評(píng)審，能合理組織人員架構(gòu)，適當(dāng)安排設(shè)備調(diào)配，統(tǒng)籌協(xié)調(diào)物料計(jì)劃，按部就班進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)和施工。

在朱蘭先生的《朱蘭論質(zhì)量策劃》中對(duì)美國(guó)的非結(jié)構(gòu)化開發(fā)和日本的結(jié)構(gòu)化開發(fā)做了比較，見圖1。

圖1計(jì)劃與時(shí)間關(guān)系圖

該圖中計(jì)劃部分包括概念設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)審核、執(zhí)行計(jì)劃等。一個(gè)完善的計(jì)劃，應(yīng)該從產(chǎn)品的特性方面多考慮。設(shè)計(jì)時(shí)考慮全面，審核時(shí)落到實(shí)處，執(zhí)行時(shí)一氣呵成。

3.2保障質(zhì)量

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

4總結(jié)與展望

綜上所述，設(shè)計(jì)審核是要落到實(shí)處才能發(fā)揮其重要作用。

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