药厂弱电智能化系统工程总体规划方案降低运营成本

一、药厂弱电智能化系统项目概述

1、项目背景

　　为满足新版GMP、GSP、FDA等国内外法规要求。

　　提升生产效率、保障药品质量与安全、降低运营成本、实现数字化精益管理。

　　建设一个安全、高效、节能、集成的现代化智能制药工厂。

2、设计目标

　　合规性：确保所有系统符合并超越法规审计要求。

　　可靠性：系统具备高可用性和冗余备份，保障生产连续稳定。

　　安全性：构建全方位的安防体系，涵盖物理安全、数据安全和网络安全。

　　集成性：构建统一管理平台，实现各子系统数据互通与联动。

　　可扩展性：为未来工厂扩容和技术升级预留接口和能力。

3、设计依据

　　《药品生产质量管理规范》

　　《智能建筑设计标准》

　　《综合布线系统工程设计规范》

　　《安全防范工程技术标准》

　　《建筑设计防火规范》

　　其他相关的国家、行业及地方标准与规范。

二、需求分析

1、功能区域划分

　　核心生产区：洁净区(A/B/C/D级)、制剂车间、合成车间、无菌灌装线等。环境监控、人员管控要求极高。

　　质量控制区：QC实验室、稳定性实验室、微生物实验室等。对数据完整性、环境恒温恒湿有严格要求。

　　仓储物流区：原材料仓库、包材库、成品冷库、阴凉库等。需环境监控、门禁管理和货物追溯。

　　办公研发区：行政办公室、研发中心。注重办公网络、通讯和舒适性。

　　公共及辅助区：动力中心(空调、纯水、制氮)、污水处理站、危险品库、厂区周界等。

2、用户需求

　　管理层：全局数据可视化、关键绩效指标(KPI)分析、决策支持。

　　生产部：生产环境实时监控、设备状态监视、电子批记录支持。

　　质量部(QA/QC)：环境数据追溯、审计追踪、电子签名支持、实验室数据管理。

　　设备/工程部：设备集中监控、预防性维护、能耗管理。

　　安保部：无死角安防监控、严格的人员与车辆进出管理。

三、弱电智能化子系统详细设计

　　以下为药厂核心的弱电智能化子系统：

1、综合布线系统

　　要求：作为“信息神经网络”，必须是高带宽、高可靠、易管理的。

⚫设计：

　　主干：采用单模光缆，连接各建筑的核心机房、接入间。

　　水平：采用六类或超六类非屏蔽双绞线，支持千兆/万兆到桌面。

　　无线覆盖：全厂区部署Wi-Fi 6/6E无线网络，满足移动终端、AGV小车、手持设备接入。在洁净区需采用洁净室专用天线，确保信号覆盖且不积尘。

　　特殊区域：实验室、车间考虑光纤到桌面(FTTD)或更高等级的铜缆，满足大量仪器设备的数据传输需求。

2、网络系统

　　要求：安全、稳定、可管理。必须进行网络分区隔离。

⚫设计：

　　核心层、汇聚层、接入层三层架构，采用工业级交换机。

　　VLAN划分：严格划分生产网络、办公网络、设备控制网络、安防网络等，通过防火墙进行访问控制。

　　网络安全：部署下一代防火墙、入侵检测/防御系统、网络行为管理系统、防病毒网关等。

　　无线网络：划分多个SSID，对应不同安全级别的VLAN，并采用WPA3等高级加密方式。

3、电话与无线对讲系统

⚫设计：

　　采用IP语音电话系统，与计算机网络融合。

　　在生产区、仓库、巡检路线等区域部署工业防爆/防水无线对讲系统，满足即时通讯需求。

4、公共广播与紧急通知系统

　　要求：平时用于背景音乐和信息发布，紧急时用于消防疏散和全厂广播。

⚫设计：

　　采用数字IP网络广播系统。

　　与消防系统强制联动，一旦有火警，自动切换至紧急广播模式。

　　在噪音较大的车间，需配备声光报警器。

5、安全防范系统

　　这是一个核心系统，由多个子系统集成：

⚫视频监控系统：

　　全覆盖：厂区周界、主要出入口、走廊、电梯厅、生产关键工序、仓库、财务室等。

　　摄像机类型：采用高清网络摄像机。周界采用智能分析摄像机(如区域入侵、越界检测);出入口采用人脸识别/车牌识别摄像机;车间洁净区需采用洁净室专用半球摄像机。

　　存储：采用网络视频存储，关键区域视频存储时间不少于90天。

⚫门禁控制系统：

　　高安全性：采用CPU卡或指纹、人脸等生物识别方式。

　　权限细分：根据不同区域(如洁净区、QC实验室、危险品库)设置严格的进出权限和时间段。

　　双向读卡/防尾随：在关键区域设置双向读卡器或防尾随门。

　　与消防联动：火警时自动释放相关区域的门锁。

⚫入侵报警系统：

　　在周界部署红外对射、振动光纤等。

　　在重要房间(如数据中心、档案室)部署双鉴探测器、玻璃破碎探测器。

　　与视频监控联动，报警时自动弹出实时画面并录像。

　　周界防范系统： 结合视频监控、入侵报警和物理屏障，形成立体防护。

6、机房工程

　　内容：包括数据中心机房和消防控制/安防监控中心。

⚫设计：

　　装饰：防尘、防静电、防火。

　　供配电：采用双路市电+UPS(N+1冗余)+备用发电机，确保不间断供电。

　　精密空调：保证恒温恒湿环境。

　　环境监控：对温湿度、漏水、烟雾、UPS状态等进行实时监控。

　　机柜与布线：采用标准机柜，理线整齐，标识清晰。

7、建筑设备监控系统

　　目标：对厂区的机电设备进行自动化监控和节能管理。

⚫监控对象：

　　暖通空调系统：是药厂核心，尤其对洁净区的温湿度、压差、尘埃粒子进行连续监测和自动调节。

　　冷热源系统：冷水机组、锅炉等。

　　给排水系统：纯水、注射用水系统，污水处理站。

　　供配电系统：监测变压器、配电柜的电流、电压、功率因数等。

　　照明系统：对公共区域、厂区道路照明进行定时或感应控制。

8、智能消防系统

⚫设计：

　　采用智能火灾自动报警系统。

　　根据区域性质配置不同类型的探测器(感烟、感温、火焰探测器、可燃气体探测器等)。

　　与广播、门禁、电梯、通风系统联动。

9、一卡通系统

　　集成功能： 将门禁、考勤、消费、巡更、梯控、访客管理等功能集成于一张卡，实现人员信息化管理。

10、信息发布与会议系统

　　信息发布：在主要出入口、食堂等区域设置液晶显示屏，发布生产信息、通知公告等。

　　会议系统：会议室配备投影、扩声、视频会议等系统。

四、与制药工艺的特殊集成

　　与BMS/BAS的深度集成：BA系统不仅要控制温湿度，更要实时监测并记录洁净室的压差、尘埃粒子、浮游菌等关键环境参数，数据需长期保存并符合FDA 21 CFR Part 11关于电子记录和电子签名的要求。

　　与MES的集成：网络系统为制造执行系统提供稳定可靠的数据通道，支持电子批记录的下达和执行。

　　与LIMS的集成：为实验室信息管理系统提供高性能的网络环境，确保实验数据的完整性和可靠性。

五、系统集成管理平台

　　目标：构建一个统一的IBMS/BMS智能建筑管理平台。

⚫功能：

　　全局可视化：在单一界面上集中显示所有弱电子系统的运行状态和报警信息。

　　联动控制：实现跨系统联动，例如：消防报警→联动视频确认→联动门禁释放→联动广播疏散。

　　数据分析与报表：对能耗、设备运行效率、安防事件等数据进行深度分析，生成定制化报表。

六、项目实施与管理

1、项目实施步骤

　　深化设计与图纸会审

　　设备采购与进场检验

　　管线敷设与设备安装

　　系统调试与单体调试

　　系统联调与试运行

　　培训与文档交付

　　竣工验收与正式移交

2、质量管理

　　严格执行施工规范。

　　关键工序(如机房工程、洁净区布线)需有专项施工方案。

3、文档交付

　　竣工图纸、系统拓扑图、点位表

　　设备清单、产品说明书、合格证

　　系统操作手册、维护手册

　　培训记录、验收报告

七、投资估算与效益分析

1、投资估算

　　根据上述系统设计，列出各子系统的设备、材料、施工、调试等费用明细。

2、效益分析

　　直接效益：节约能耗、减少人力成本、提高设备利用率。

3、间接效益：

　　质量与合规：确保药品质量，顺利通过国内外审计。

　　安全与风险：极大降低安全、质量、数据泄露风险。

　　管理效率：提升整体运营效率和决策科学性。

　　百实科技药厂弱电智能化工程系统方案旨在为药厂构建一个技术先进、功能完善、高度集成、安全可靠的弱电智能化体系。它不仅是满足法规要求的必要保障，更是药厂实现智能化升级、提升核心竞争力的关键基础设施。在具体实施中，建议选择有丰富药厂项目经验的系统集成商，以确保项目的成功落地。