周末文摘 | 工业互联网在药品监管领域融合应用的思考
发布时间：2021-11-27 12:43:37来源：中国食品药品监管杂志
引用本文
陈锋.工业互联网在药品监管领域融合应用的思考[J].中国食品药品监管.2021.10（213）：40-53.
工业互联网在药品监管领域融合应用的思考
ReflectionsontheIntegratedApplicationof
IndustrialInternetintheFieldofDrugSupervision
陈锋
国家药品监督管理局信息中心
CHENFeng
CenterforInformation,NMPA
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摘要Abstract
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本文在对工业互联网进行概述的基础上，分析了工业互联网背景下我国制药业发展的机遇与挑战，并对推动工业互联网在药品监管领域的融合应用做了深入思考。认为在基于工业互联网的药品监管融合应用中，机遇与挑战并存。在相关法律法规逐步完善的情况下，抓住机遇、克服挑战，才能实现监管能力与医药产业同步高质量发展。
ThispaperfirstgivesanoverviewoftheIndustrialInternet,thenanalyzestheopportunitiesandchallengesofthedevelopmentofChina’spharmaceuticalindustryunderthebackgroundofIndustrialInternet,andfinallyreflectsonpromotingtheintegratedapplicationofIndustrialInternetinthefieldofdrugsupervision.TheintegratedapplicationofIndustrialInternetindrugsupervisionpresentsbothopportunitiesandchallenges.Withthegradualimprovementofrelevantlawsandregulations,onlybyseizingopportunitiesandovercomingchallengescanwerealizethesynchronousandhigh-qualitydevelopmentofregulatorycapacityandthepharmaceuticalindustry.
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关键词Keywords
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药品监管；工业互联网；融合应用
drugsupervision;IndustrialInternet;integratedapplication
2021年5月10日，《国务院办公厅关于全面加强药品监管能力建设的实施意见》（以下简称《实施意见》）印发。《实施意见》以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，落实习近平总书记“四个最严”重要指示要求，按照强基础、补短板、破瓶颈、促提升的思路和科学化、法治化、国际化、现代化的发展方向，对药品监管能力建设作出全面规划和系统部署，是推进我国药品监管现代化建设的纲领性文件。《实施意见》高度重视信息化引领监管现代化，强调完善信息化追溯体系，推进全生命周期数字化管理，提升“互联网+药品监管”应用服务水平，并特别提出要推动工业互联网在疫苗、血液制品、特殊药品等监管领域的融合应用[1]。本文分析了工业互联网在制药工业的应用前景和对监管工作的挑战，并就药品监管与工业互联网背景下的医药工业智能制造融合发展进行了分析探讨。
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工业互联网概述
2012年11月26日，美国通用电气公司发布白皮书《工业互联网：打破智慧与机器的边界》，提出工业互联网的概念。为切实有效地推进和指导工业互联网的建设，世界各国陆续制定了通用的、标准化的工业互联网体系架构。德国2015年推出工业4.0参考架构、美国2015年推出工业互联网参考架构、日本2016年推出工业价值链参考架构[2]。党中央、国务院高度重视工业互联网发展，习近平总书记多次作出重要批示，要求实施工业互联网创新发展战略，加强新型基础设施建设[3]。我国于2016年成立了工业互联网产业联盟，并于2020年4月发布工业互联网体系架构2.0[4]。
工业互联网是新一代信息通信技术与工业经济深度融合的全新工业生态、关键基础设施和新型应用模式。通过人、机、物的全面互联，实现全要素、全产业链、全价值链的连接，工业互联网将推动全新的工业生产制造和服务体系的形成。工业互联网由网络、平台、安全三部分构成[5]。其中，网络是实现各类工业生产要素泛在深度互联的基础，包括网络互联体系、标识解析体系和信息互通体系。建设低延时、高可靠、广覆盖的工业互联网网络基础设施，可以实现数据在工业各个环节的无缝传递，支撑形成实时感知、协同交互、智能反馈的生产模式。平台是工业全要素链接的枢纽，下连设备，上连应用，通过对海量数据的汇聚、建模分析与应用开发，推动制造能力和工业知识的标准化、软件化、模块化与服务化，支撑工业生产方式、商业模式创新和资源高效配置。安全是工业互联网健康发展的保障，涉及设备安全、控制安全、网络安全、应用安全、数据安全5个方面，为工业智能化发展保驾护航。
工业互联网对企业的价值主要体现在通过实现企业数据的广泛汇集、自动流转和挖掘利用，推动数据由资源向生产要素转化，加速推进企业数字化转型升级发展；企业充分利用工业互联网平台所汇聚的工业大数据、工业微服务、工业APP等资源和解决方案，赋能企业数字化转型。企业基于工业互联网平台，积极努力开展业务创新，培育发展数字化管理、智能化生产、网络化协同、个性化定制和延伸化服务等新模式、新业态，提升跨企业、跨领域、跨行业的协同发展能力[5]。越来越多的制造业企业意识到工业互联网是实现智能制造和智能化转型的必经之路。
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工业互联网背景下我国制药业发展的机遇与挑战
2.1工业互联网背景下制药工业智能化发展机遇
2015年以来，国家药品监管部门组织实施了一系列监管制度改革，按照“四个最严”要求加强药品全生命周期质量监管。2019年新修订《药品管理法》正式实施，对药品研发和生产质量管理提出更高要求。随着质量监管加强和质量要求提升，越来越多制药企业认识到，基于工业互联网部署实施智能制造，能够为制药企业带来从研发、生产、流通和终端消费全链条的质量提升，能够帮助制药企业增强质量控制、降低质量风险。一方面,智能制造系统能够更精准地控制全批次物料配比和流程参数，更好地保证质量一致性，有效降低因产品质量问题而产生的批次报废、产品召回、生产线暂停的可能性；另一方面，智能制造可以帮助制药企业提升效率、优化成本。智能制造系统通过生产、质量、物流、营销、人力等环节的互联互通，实现生产资料的最优化调度，提升生产效率。同时，智能制造能够减少耗时、低水平的重复操作，有助于提升企业整体效率。此外，智能制造系统能对设备状态进行实时跟踪，避免因设备故障而导致生产停滞或产出残次品。在物流方面，智能化仓储设备能够根据库存及订单情况，高效、精准地备料和配货，降低库存成本。智能制造可以帮助制药企业发展新的运营模式。通过与生产供应上游供应商和下游用户的相关系统对接，制药企业可以合理高效地利用大健康数据、医疗大数据，制定更有针对性的研发方向和市场战略。同时，生产、质量、供应链系统的高度集成将让质量数据在线收集和产品质量在线放行成为可能，帮助制药企业改变传统间歇性生产的方式，探索形成连续性生产模式。此外，自动化的移动式设备将帮助制药企业实现柔性生产，根据不同患者的基因组等特征进行定制化生产，以满足罕见病、传染病对于药物的特殊需求。未来，实现高水平智能制造的制药企业可以通过中央控制平台实时监控各个工艺环节和各个设备的状态，基于大数据形成业务策略和干预指令，并通过自动化设备执行指令和执行效果自动反馈。人机交互和机器间交互通过数据链接实时、无缝进行，通过质量在线控制、实时处理矫正和参数放行，管理决策时间可从现在的几小时降低到毫秒水平。同时，针对不同的用药需求，自动汇总确定排产、供采方案，实现高水平、质量安全可靠的超前生产。
2.2工业互联网背景下制药工业智能制造面临的挑战
与汽车制造、电子制造、冶金、石化等行业相比，制药工业的平均自动化水平不高，运用信息化管理的理念和管理水平相对较低，具体原因主要包括信息化建设基础弱和安全质量监管强2个方面。制药行业整体自动化水平较低，智能制造发展基础薄弱。我国制药企业普遍处于机械化阶段，信息化手段仅局限于单个设备或者设备组，缺乏跨设备、跨流程步骤的统一管理。比如，原料药生产普遍在局部单元支持自动化或远程操作，制剂生产环节的信息化程度相对较好，但大部分设备仍不具备网络或数据通信功能。各生产环节间的物料转运和投放大多仍依靠人工，导致生产管理相关数据不能互联互通，管理操作无法“连点成线”，数据上形成“信息孤岛”，距离实现智能制造仍存在较大差距[6]。制药行业是强监管行业，在信息化进程中整体趋于谨慎。药品安全关系国计民生，药品质量是制药工业的重中之重。因此，药品研发、生产、物流和使用等全生命周期各环节都受到相关法律法规和有关部门的严格监管。以生产为例，为保证药物质量符合注册标准，满足批间一致性的要求，相关设备和工艺流程通常都要经过一系列确认验证后才能投入使用。由于智能制造转型过程不可避免地会对设备或流程进行调整，往往涉及复杂的变更和风险评估流程。由此带来的重大变更都需要重新验证生产流程，相关变更需要重新向监管部门注册。因此，为了避免变更和重新验证、注册带来的质量风险，多数制药企业在智能制造转型过程中采取相对谨慎的态度和发展路线[7]。
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推动工业互联网在药品监管领域的融合应用
3.1深刻认识工业互联网对医药产业高质量发展的重大意义
当前，我国医药产业发展需要面对传统与现代的融合，更要面对在政策推动下的转型压力，而借助工业互联网架构下的大数据、人工智能的数字化是推动医药产业快速转型的重要助力。工业互联网与医药制造行业结合，实现以医药企业为中心，依托新一代信息通信网络促进供给侧与需求侧的深度对接，通过资源数字化推动产业链上下游的生产要素互通共享，实现产业互联、平台协同、要素融通，进而面向产业生态链、供应链的各类产业成员，提供医药生产全要素、医药制造全流程、医药企业全生命周期服务的产业协同互联生态网络。围绕医药产业，驱动全要素、全产业链、全价值链的深度互联，推动生产和服务资源优化配置，促进医药制造体系和服务体系再造，协同融合创新服务医药产业升级，促进我国从医药大国向医药强国迈进。
3.2深入研究工业互联网背景下监管工作面临的挑战
随着工业互联网背景下智能制造技术在制药工业的推广应用，由此产生的新技术、新产业、新业态和新模式给监管工作带来一系列挑战。
近期，美国国家科学、工程和医学研究院（NationalAcademiesofSciences，Engineering，andMedicine，NASEM）发布了关于药品制造创新的报告《即将到来的药品制造创新：技术挑战、监管问题和建议》。该报告旨在提出有潜力在未来5~10年内提高药品质量并使药物制造现代化的新兴技术，并确定技术和监管挑战以及提供克服这些挑战的建议。报告中讨论了许多现代化药品制造新工艺、新控制方法，以及开发集成、灵活和分布式制造网络的创新，并讨论了它们将面临的技术和监管挑战。
根据新修订《药品管理法》，制药企业需要面临各项合规性要求。一方面，智能制造技术要与制药行业的一般监管要求对接，需满足变更管理、偏差管理等基本规定的要求；另一方面，制药企业实施智能制造，引入大量计算机化系统，监管部门需要关注计算机化系统安全性和数据可靠性等新的法规和监管要求（数据可靠性是制药行业质量体系的基础，需满足可追溯、清晰可读、时间同步、原始、准确、完整、一致、持久和可获取等基本原则）。无论是研判智能技术的采用是否会引发不符合规定的变更与偏差，还是判断由于采用大量的自动化及计算机化系统是否能通过法规指南所要求的确认与验证，都给监管工作带来巨大挑战。为促进医药产业拥抱新技术，加快实现数字化转型和高质量发展，监管部门应研究制定相关指南，明确新兴技术的监管原则和应用路径，引导和推动制药企业合规应用新兴技术，提高药品研发、制造和质量控制方面的创新水平和效率，踏上高质量发展之路。
3.3工业互联网与药品监管的融合应用展望
工业互联网对监管提出挑战的同时，也给监管带来机遇：生产制造企业数字化转型，为监管部门实施数字化监管提供了可能。随着医药产业基于工业互联网的智能化推进，部分企业率先探索，采取工艺先行、设备自动升级、信息系统打通融合的方式，纵向从设备底层通过可编程逻辑控制器、数据采集及监控系统与制造执行系统连接，打通设备层、采集控制层和操作层，实现设备数据互联互通、实时采集和分析；横向以制造执行系统为核心，打通质量管理、仓储管理、设备管理等作业层，通过搭建云数据平台，实现数据共享、数据集中管理和指标综合分析[7]。企业自身在实现全链条生产经营追溯管理的同时，无疑为监管部门实施信息化监管奠定了基础，使得监管部门可以依托工业互联网技术架构，通过区块链及隐私计算等网络安全技术[8]，安全可靠地实时获取药品安全生产关键环节真实数据，如原辅料使用、工业参数控制、环节洁净控制、产品放行等，通过大数据、人工智能等分析技术，捕捉企业擅自改变工艺、偏差控制不合规等行为的风险，对药品安全风险做到早发现、早预警、早处置。
当前医药制造业按照工业互联网体系架构，构建制药领域工业互联网标识解析二级节点和企业节点[9]，实现工业制造全要素标识解析；基于标识解析体系，依托工业互联网平台，制药企业的各类工业企业信息系统可以实现基于工业大数据的有效协同，从而实现供应链协同管理、生产质量管理和流通追溯管理等应用，监管部门同样可以将相关监管信息系统融入工业互联网架构，创新实现药品生产信息化监管等应用，推进工业互联网与药品监管融合发展（图1）。
当然，要实现药品监管与工业互联网融合发展，还有许多工作需要推进。首先，企业基于工业互联网的数字化转型还需要进一步深化，至少应能够实现药品生产关键控制点的数据采集与监测，如原辅料、配料与投料、生产设备和工艺参数的实时在线监测与整合，当前大部分制药企业仅仅做了环境的实施在线监测。其次，企业与生产制造相关的自动化设备变化和计算机化系统需尽快按照《药品生产质量管理规范》（GMP）要求，通过监管部门验证。目前已经有一些企业的企业资源管理系统、制造执行系统电子批记录已通过监管部门认证[9]。此外，有关信息化监管的相关法规需要尽快出台，明确信息化监管的程序、内容和要求。考虑到企业智能制造推进进程，建议先从疫苗、血液制品、特殊药品等高风险产品开始试点逐步推进。事实上，最新修订并于2020年7月1日生效的《药品生产质量管理规范（2010年修订）》配套文件附录《生物制品》，第五十九条规定：“疫苗生产企业应采用信息化手段如实记录生产、检验过程中形成的所有数据，确保生产全过程持续符合法定要求。对于人工操作（包括人工操作、观察及记录等）步骤，应将该过程形成的数据及时录入相关信息化系统或转化为电子数据，确保相关数据的真实、完整和可追溯。”因考虑到信息化建设需要一定周期，建议在2022年7月1日前符合相关要求[10]。
总之，药品监管部门需与产业界共同努力，推进将监管链融入企业全要素链、全产业链、全价值链，实现四链合一，促进监管能力与医药产业同步高质量发展。
作者简介
陈锋，博士，国家药品监督管理局信息中心，研究员。专业方向：医药信息
《中国食品药品监管》杂志
国际标准连续出版物号：
ISSN1673-5390
国内统一连续出版物号:
CN11-5362/D
期刊级别：国家级
刊期：月刊
《中国食品药品监管》作为国家药品监督管理局机关刊，创刊于1998年，目前是国家药品监督管理局主管的隶属于中国健康传媒集团的科学性、专业性核心期刊；更是研究和宣传中国食品药品监管政策、建立科学监管理念、提高监管水平、服务我国食药产业健康发展的重要平台。
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