楚天燈檢機(jī)及相關(guān)自控技術(shù)集成，提升制藥智能化能力

隨著制藥行業(yè)對(duì)制藥工藝、減少人員干預(yù)以及制藥質(zhì)量安全的需求越來(lái)越高，自控技術(shù)在制藥裝備中的應(yīng)用日益廣泛，實(shí)現(xiàn)了醫(yī)藥生產(chǎn)的連續(xù)、智能化控制。對(duì)于醫(yī)藥裝備企業(yè)的技術(shù)研發(fā)和生產(chǎn)制造而言，需要整合、集成諸如自控技術(shù)和器件等相應(yīng)重要技術(shù)和器件的優(yōu)勢(shì)供應(yīng)鏈，醫(yī)藥裝備龍頭企業(yè)尤其如此，龍頭企業(yè)集成應(yīng)用所產(chǎn)生的需求，以及相應(yīng)環(huán)節(jié)的配套供應(yīng)，正是產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)的基礎(chǔ)。

制藥企業(yè)對(duì)制藥裝備的自動(dòng)化、智能化需求越來(lái)越高，制藥工藝前段和后端是相關(guān)裝備的主要應(yīng)用環(huán)節(jié)。在發(fā)展醫(yī)藥裝備自動(dòng)化和智能化的路上，自控技術(shù)發(fā)揮著重要作用，它相當(dāng)于制藥裝備的大腦，提供計(jì)算能力，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和通信，負(fù)責(zé)生產(chǎn)的配方管理、生產(chǎn)狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控、設(shè)備操作、報(bào)警以及報(bào)表管理等任務(wù)，旨在讓生產(chǎn)過(guò)程更簡(jiǎn)單、自動(dòng)化程度更高，讓裝備運(yùn)行更加安全和穩(wěn)定。

作為引領(lǐng)中國(guó)醫(yī)藥裝備行業(yè)發(fā)展的知名企業(yè)，楚天可以為制藥企業(yè)打造產(chǎn)線整體解決方案，產(chǎn)品涵蓋水劑、固體制劑、粉劑類藥物生產(chǎn)裝備，包括醫(yī)用水設(shè)備、配液、烘干、滅菌、灌裝、凍干機(jī)、燈檢、后包裝以及裝箱碼垛和物流倉(cāng)儲(chǔ)等方面的技術(shù)。楚天在這個(gè)過(guò)程中重視對(duì)自控技術(shù)及器件等方面優(yōu)勢(shì)供應(yīng)鏈的整合與集成，不斷打磨，構(gòu)建高性價(jià)比的智能應(yīng)用解決方案，提升醫(yī)藥裝備的智能生產(chǎn)能力。

以楚天燈檢機(jī)為例，其自動(dòng)和控制系統(tǒng)通過(guò)集成研華相關(guān)產(chǎn)品，對(duì)藥廠生產(chǎn)裝備進(jìn)行集中監(jiān)控與管理，實(shí)現(xiàn)一鍵啟動(dòng)、全過(guò)程可視化、操作簡(jiǎn)單、對(duì)所有產(chǎn)品批次信息進(jìn)行完整追溯等功能。中國(guó)制藥企業(yè)藥品檢測(cè)經(jīng)歷了從人工燈檢向半自動(dòng)燈檢，再到智能化全自動(dòng)燈檢的轉(zhuǎn)變。與人工燈檢需要大量工人用肉眼進(jìn)行檢測(cè)相比，燈檢機(jī)不受工人主觀情緒影響，不受生產(chǎn)時(shí)間限制，而且檢測(cè)速度、精度大幅提升，幫助藥企保障藥品質(zhì)量的同時(shí)，也大大提升生產(chǎn)效率。

燈檢機(jī)是生產(chǎn)環(huán)節(jié)中產(chǎn)品質(zhì)量最后一道保障線，通過(guò)科學(xué)的視覺(jué)方法幫助藥廠檢測(cè)藥品中是否存在異物及外觀缺陷，還可監(jiān)控藥品在前端工藝上是否出現(xiàn)問(wèn)題。楚天燈檢機(jī)除了具備檢測(cè)性能穩(wěn)定、高速、高精度、機(jī)器結(jié)構(gòu)緊湊簡(jiǎn)單、易于拆裝、沒(méi)有衛(wèi)生死角等特點(diǎn)，控制系統(tǒng)方面也有諸多優(yōu)勢(shì)，具有數(shù)據(jù)整合和分析等關(guān)鍵功能，可以幫助用戶改善前端工藝。如果某個(gè)時(shí)間段異物增多，可以考慮是否哪一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題，再對(duì)比一周、一月甚至一年的數(shù)據(jù)做分析。

楚天燈檢機(jī)應(yīng)用廣泛。一家主營(yíng)口服液的藥廠，需要對(duì)不同配方的10?ml劑量的口服液進(jìn)行檢測(cè)，以往檢測(cè)需要十多個(gè)人進(jìn)行人工檢測(cè)，實(shí)行兩班倒工作制，藥廠每天的產(chǎn)量為20～30萬(wàn)支。采用楚天的燈檢機(jī)之后，產(chǎn)線速度大幅提升，每天可生產(chǎn)5批藥，每批藥產(chǎn)量是15萬(wàn)支，每天口服液產(chǎn)量大概為70～75萬(wàn)支。生產(chǎn)效率提高后，工人可以采用一班工作制。楚天燈檢機(jī)從速度和檢測(cè)精度兩方面，為用戶節(jié)省了人力和時(shí)間成本，并保障藥品質(zhì)量安全。

此外，工廠中的所有機(jī)器都產(chǎn)生數(shù)據(jù)，如何整合這些數(shù)據(jù)來(lái)改善工藝流程？需要通過(guò)建立監(jiān)控平臺(tái)來(lái)抽取檢測(cè)數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行處理和分析。楚天的燈檢機(jī)由三個(gè)部分構(gòu)成：機(jī)械部分、運(yùn)動(dòng)控制部分、視覺(jué)控制部分。運(yùn)動(dòng)控制部分通過(guò)PLC實(shí)現(xiàn)，視覺(jué)控制部分的控制機(jī)運(yùn)算在研華工控機(jī)中完成，兩部分之間會(huì)做實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)、信息交互，實(shí)現(xiàn)協(xié)同控制。

整個(gè)燈檢機(jī)有一個(gè)統(tǒng)一的人機(jī)界面，使用研華工業(yè)平板電腦（IPPC系列）實(shí)現(xiàn)。工業(yè)平板電腦在實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互的同時(shí)，還會(huì)運(yùn)行多個(gè)軟件，收集、處理、計(jì)算從運(yùn)動(dòng)控制部分和視覺(jué)控制部分獲得的數(shù)據(jù)信息，后期生成產(chǎn)品生產(chǎn)追溯等重要數(shù)據(jù)。因此，工業(yè)平板電腦對(duì)于整套燈檢系統(tǒng)設(shè)備來(lái)講非常重要，對(duì)于后期的生產(chǎn)過(guò)程的信息追溯也非常重要，楚天燈檢機(jī)對(duì)所集成器件的運(yùn)算性能以及工作穩(wěn)定性有極高的要求。

燈檢機(jī)視覺(jué)系統(tǒng)采用C/S架構(gòu)，平板電腦做服務(wù)器，所有工控機(jī)做客戶端，燈檢機(jī)上設(shè)有很多工作站，所以會(huì)用到多臺(tái)工控機(jī)，分別側(cè)重檢測(cè)不同缺陷類型。研華工控機(jī)通過(guò)擴(kuò)展研華I/O板卡，與PLC以及其他設(shè)備進(jìn)行信息交互，通過(guò)擴(kuò)展USB卡或PoE網(wǎng)卡連接工業(yè)相機(jī)實(shí)現(xiàn)圖像采集，然后進(jìn)行圖像分析處理，最后將結(jié)果放入服務(wù)器中進(jìn)行匯總分析。平板電腦執(zhí)行上位機(jī)程序?qū)崿F(xiàn)人機(jī)交互，與PLC進(jìn)行通訊控制整個(gè)機(jī)器的運(yùn)行狀態(tài)，而且具有數(shù)據(jù)采集分析功能。在控制部分，楚天燈檢機(jī)集成研華平板電腦、工控機(jī)等器件。

具體而言，楚天燈檢機(jī)的計(jì)算能力通過(guò)集成研華工控機(jī)實(shí)現(xiàn)。計(jì)算能力是指從相機(jī)攝取圖像并進(jìn)行分析處理的能力。燈檢機(jī)的計(jì)算能力越高，分析圖片質(zhì)量和數(shù)量的能力就越高和越多，能達(dá)到的檢測(cè)精度和生產(chǎn)速度越高。人機(jī)交互上，則讓用戶體驗(yàn)到簡(jiǎn)潔和易操作。因此，將計(jì)算能力放在工控機(jī)上，平板電腦只做數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析和交互功能。

在存儲(chǔ)方面，有些藥廠每天連續(xù)工作很長(zhǎng)時(shí)間，藥廠如果要記錄某一批產(chǎn)品的生產(chǎn)情況，需要保存所有藥品的圖像。藥品的圖像主要存儲(chǔ)在工控機(jī)中，存儲(chǔ)的介質(zhì)和容量就成為用戶所關(guān)心的問(wèn)題。通訊方面，主要是服務(wù)器與客戶端、服務(wù)器與PLC、客戶端與PLC之間的數(shù)據(jù)交互。特別是客戶端與PLC之間的通訊需要保證實(shí)時(shí)和穩(wěn)定，集成研華I/O卡，軟件內(nèi)部實(shí)現(xiàn)觸發(fā)模式，實(shí)現(xiàn)基本無(wú)延時(shí)的通訊功能。