制药设施与厂房的设计原则 • 产品保护和工艺需要 • 品种与产能的适用性
• 便于生产和管理操作的实现 •
便于扩展
合理性、科学性、有效性 与经济性
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制药设施与厂房的设计原则
• 产品保护和工艺需要 • 品种与产能的适用性
• 便于生产和管理操作的实现 •
便于扩展
合理性、科学性、有效性 与经济性
符合GMP的制药厂房、设施的特征
• 药品生产工艺与生产过程要求 • 有效控制污染和交叉污染 • 控制有害物料污染的策略 •
降低生产运行成本
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要求一：药品生产工艺与生产过程要求
• 产品的工艺温湿度要求 • 产品的微生物要求
• 产品生产的公用介质要求
• 产品物料的特性，是否需要密闭，隔离或特殊安全手段 • 产品的生产周期、速度、产品批量、产品批次数 • 生产作业方式
•
各工序生产操作功能的实现
要求二：有效控制污染和交叉污染
• 产品工艺洁净保护的设计 • 设施专用或公用的设计策略 – 构筑物 – 设备 – 人员 – HVAC
• 工艺设备、器具的保护方式设计，如密闭还是暴露的选择策略
• 设备、容器的清洗方式的设计 • 公用介质的选择、配备
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要求三：控制有害物料污染的策略 • EHS的管理
• 员工的职业安全保护 • 绿色生产的实现 • 三废的收集、处理
要求四：降低生产运行成本 • 安装、运行费用的控制 • 生产效能的提高 • 人均生产效率
• 设备的生命周期费用
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设施设计目标：
高效的生产运行 合理有效的工艺实现模式 灵巧的建筑与空间设计 绿色的公用工程设计 系统的信息化管理
高度的集成能力！！！！
合理性、科学性、有效性 与经济性综合的设计目标！！！
战略设想 设定目标，指明方向
构 思
分解目标，理清思路，撰写设计方案
实 施
详细推演，模拟，论证可行性
整合、集成
人物流线，建筑，公用配套
完善、审定 N次优化，调整
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系统布置设计的四个阶段 顺序交叉 1 .确定位置 2. 总体区划 3. 详细布置 4. 实施 时间 6
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什么是制药工艺设计？
生产工艺 系指通过一项作业或一系列作业并与设备系统、人员、文 件及环境有关的将原料转变为成品(包括原料药或成品制剂) 的过程。
研发部门、生产部门、设备供应商与工程公司 的“工艺设计”
– 含义是一致的？ – 设计目标是一致？
– 他们直接的工作关系是什么？
什么是制药工艺设计？ 设计层次 目标 研发 生产 工程 设备供应商 工程公司 产品处方设计、工艺方法、质量 第一层次： 控制标准、工艺设备选型 产品工艺 ★★★ ★ ★ ★★ － 产品工艺的设备实现方法的设计， 第二层次： 如原理、结构、材质、能力、工 设备工艺 艺控制参赛与检测方法、操作方 ★★ ★★ ★★ ★★★ ★ 法、CIP与SIP、取样方法、EHS 等。 生产各工序生产批量平衡、生产 第三层次： 作业方法、设备数量确定、扩展生产工艺 方式、现场管理需求。 ★ ★★ ★ ★★ ★ 第四层次： 各工艺设备连接方式、安装方法、 生产工艺 公用工程系统与管路系统要求 － ★★ ★★★ ★★★ ★★ 设备系统 第五层次： 建筑空间、建筑结构、消防工程、 建筑工艺 建筑施工与公用工程安装 ★★ ★★ ★★ ★★★ （设施规划 15/9/21
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设计要素:生产单元与分区
3.7 Premises should preferably be laid out in such a way as to allow the production to take place in areas
connected in a logical order corresponding to the sequence of the operations and to the requisite cleanliness levels.
翻译一：厂房应当按生产工艺流程及相应洁净级别要求适当布局。
翻译二：设施尽可能按照生产（工艺）单元区域之间连接依据操作顺序与逻辑顺序进行布置，并根据操作要求确定洁净保护水平。
工艺单元”概念
工艺单元：单一、功能、系统、区域的生产单元特征：
单一：药品制造链中某一生产功能 功能：完成专门的药品生产实现的功能
系统：有生产设备、辅助系统、物料转运、公用系统构成完整的工艺设备实现
区域：需求足够的建筑空间（平面布置／垂直布置） 例如：物料接收、取样单元、称量单元、清洗单元、无 菌罐装、包装生产区域、中间物料存放等等
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工艺单元的作用
生产工艺系统信息收集与分析
生产工艺设计与工艺设备系统优化分析 生产工艺与工艺设备系统分析 生产区域平面布置 设计评审
药品制造设施设计的原则：
• 流向：
– 工艺单元排列
• 隔离（封闭）：
– 空间隔离一般包括一个专用的固定行走通道。
– 按时间顺序分离的隔离可能包括同一区域不同阶段的清洁按清洁顺序和污染的项目或材料的时间分开；（例如阶段清场）
– 环境控制隔离可能包括用级别区域来对开放系统提供局部保护。 – 密闭隔离（如物理隔离）可以避免开放系统中所需的各种保护措施。
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固体生产设 物料／成品 物料接收施工艺单元 储存 暂存区域成品发送 中间体／ 实验室 称量 半成品存放 包装材料 存放 成品暂存 造粒 器具清洗 压片器具干燥 包装生产 胶囊填充 器具存放 固体车间三种不同暴露水平区域设计模式 生产暴露产品隔离生产工艺 风险 风险 模式 组织 程度 方式 称量、 粉尘 高 污染、交叉污染、混淆 区域 单区域 过筛 隔离 单品种 造粒、 生产 混合 压片颗粒 中 污染、交叉污染、房间隔离区域多品种 胶囊混淆 设备隔离 填充 内包装固态 低 混淆、污染 开放式生产 区域多品种 外包装 15/9/21
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固体生产设施布置一： 物料接收暂存区域 中间体／ 半成品存放 称量 物料／成品 储存 物料接 包装 收 材料 暂存区 存放 包装生产 器具存放 域 器具干燥 压片造粒 胶囊 器具清洗 填充 实验室 成品暂存 15/9/21
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固体生产设施布置二 物料／成品物料接收暂存区域 储存 成品发送 成实验室 称量 中间体／ 包装材料品半成品存放 存放 暂存 造粒 器具清洗 器具干燥 包装生产 压片胶囊 填充 器具存放 15/9/21
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原辅料／包装材料 成品 固体生产设施布置三： 物 料 接 器具清洗 物料／成品物料接收收造粒 压片 储存 暂存区 暂胶囊 域 存填充 器具干燥 包装材料区 中间体／ 器具存放 半成品存放 存放 域 称量 包装生产 实验室 包装生产 15/9/21
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概念设计整体设计思路
工艺单元分区：
库 区办公区实验区
生产区及生产支持区公用工程区
总结： • 车间工艺设计的基础是产品工艺设计 • 车间工艺设计的条件是工艺设备设计 • 车间工艺设计的核心是生产工艺设计 • 车间工艺设计的目标是生产工艺系统设计 •
车间工艺设计的表现是车间平面布置设计
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URS与设计步骤
项目URS 工艺URS 设备URS 房间URS 总图设想 区域方案图
工艺设备最终工艺布置图 布置图
方案设计工作计划 工作阶段 工作目的 设计工作内容 业主事前研究 整体项目策略阶• 项目目标 1. 项目背景 • 项目的目标、工作范 段 • 项目的设计定位 2. 项目范围 围、的梳理与确定 • 项目的未来工厂生产3. 项目设计目标 • 设计任务书要求的分 管理、工艺模式、扩4. 项目面临的难点与挑析与设计策略确定 （项目URS） 展模式的方案实现策战 • 设计项目的方法 略 5. 项目管理的思路与策• 项目实施难点的难点 • 场地条件分析 略 与解决方法 • 公用工程配置策略、6. 业主项目管理团队组• 项目团队成员组建与 布置方式方案实施策织架构与工作职责 工作范围分工 略与方案初步设计 7. 齐鲁新工业园区项目• 项目工作分解与进度1 • 建筑结构与景观设计任务分析 工作计划制订 初步设想 7.1 设施的组成分析 • 场地条件 7.2 未来工厂的主要用途 • 市政规划设计要求 7.3 未来发展的用途 7.4 工厂建设策略与扩展思路 7.5 项目建设投资策略与 预算 8. 项目工作计划 8.1 项目整体阶段性计划 8.2 设计与施工计划 9. 项目设计风险管理 17
工作阶段 工作目的 设计工作内容 业主事前研究 工艺模式与生产• 生产工艺系统分析与• 药品生产工艺流程分物料与产品特性 设备方案 确定 析 药品生产工艺单元划分与 • 设备性能、功能与使• 生产操作与方法分析 工艺目标分析 （工艺URS） 用要求信息 • 设备性能、功能与使生产能力与工艺批量测算 • 设备初步确定 用要求 • 批量的确定 • 设备工艺模式、安装• 批次数的确定 要求 • 批作业周期的测算 • 建筑功能分析与区域• 生产作业时间与生产能 分析 力的平衡 • 生产设备清洗、 规格更换、设 备运行效率因 素调查 2 • 生产预留能力估算 • 批作业周期优化 • 工艺作业模式分析 • 生产周期优化策略 • 工艺优化方案 • 生产班次、工艺设备单元生产速度／能力确定 • 生产工艺周期 • 生产排班 • 生产工艺单元生产能力 工作阶段 工作目的 设计工作内容 业主事前研究 设备选型与确定 • 设备确定 . 根据确定生产能力与设备速生产工艺设备组成（设备清单） • 设备工艺模式、安装要求度，对生产不同工艺单元设• 生产工艺设备 （设备URS） 信息 备进行设备选型： • 生产辅助生产 • 建筑功能确定、房间分析 • 不同配液系统（CIP/SIP） 、 • 公用工程系统• 冻干机及进出料方式的实关键设备系统 现方法进行设计，设计内配液系统 容包括工艺流程、工艺原• 工艺系统原理 理、工艺设备模式与系统• 工艺系统组成 设计，应有2种以上实现方• 工艺设计的策略 案的论证评价对比分析， • 关键工艺参数条件与 并对选定系统与设备编制设计输计算 相应的设备用户要求文件 • URS的编写（安装位3 （URS）。 置、工艺原理与系统• 编制设备表，包括生产工艺组成、设备的体积与设备的名称、型号、供 应空间要求、工艺参数 商名称、性能、设备外 型要求与实现方法 尺寸、安装工序等信息。 冻干机及自动进出料系统 • 工艺系统原理 • 工艺系统组成 • 冻干机与自动进出料系统选项策略 • URS编写（安装位置、 设备能力、设备的外 形尺寸、关键工艺参数要求与实现方法 15/9/21
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工作阶段 工作目的 设计工作内容 业主事前研究 方案布置设计 • 建筑功能分析与区域• 阐述布置方案的形成过设施区域功能的分解 分析 程，如设施布置区域功更衣区域 （房间URS） • 工艺系统的功能分析能及相互关系分析，生物料称量与配制区域 与房间需求分析 产区域房间的功能分析清洗与灭菌区域 • 建筑学、建筑结构与与房间清单，对最终布灌装、灌装、冻干与 布置分析与初步设计 置的工艺方案进行设计扎盖区域 说明，并对最终布置方中间产品存储 案的可行性、符合性、公用系统区域（配电 经济性等方面进行评价 。 与应急电源、制药用 水、HVAC） 设施区域的房间功能识别4 设施区域功能与房间相互关系的分析 设施布置初步方案的限制技术条件分析 • 建筑物的场地条件分析 • 人流与物流口设置 • 工艺设备布置的的基本形式 区域与房间的布置初步方 案 布置方案的论证与优化 工作阶段 工作目的 设计工作内容 事前研究 方案设计与确认 • 设计方案的符合性、• 布置方案设计与评审 • 设计确认方案 4 有效性、实用性、经济性评价 15/9/21
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主要设备： 序号 设备名称 生产能力 数量 安装位置 房间URS编制 1 基本信息： 2 房间编号： 房间名称： 洁净等级及危害等级： 公用系统： 工艺功能： 洁净等级： 纯化水： 生物危害等级： 纯蒸汽： 基本功能说明： 工艺压缩空气： 爆炸危害等级： 仪表压缩空气： 其它： 房间尺寸要求： 净面积1： m2 物料的转移方法： 净面积2： m2 总面积为： m2 相邻工艺区域的联系 其它控制条件 其它辅助装置 温度； 照明： 日常的基本操作： 湿度： 地漏： 压差： 电源插座： 换气次数： 其它： 设计时需要关注的特殊要求： 抗肿瘤口服制剂车间方案设计URS要点： 项目整体目标、
– 设计产能大小（产品预测、年生产批量） 物料与产品信息：
产品清单（规格、产品尺寸、包装信息、产品适应症、ADE、批量等） 物料清单（名称、特性、储存条件、包装形式等） 生产能力与生产作业信息
– 单班最大产品生产种类，各工序段的最大生产产品种类。 – 最大批产能，物料中间站周转量。设施区域功能与空间要求
– 建筑体楼层的主要形式和分布，单层还是多层。
– 功能区域的划分，如前处理、制粒……公用工程辅助、办公区等；各功能区的主要功能，以及相互关系。
生产工艺与操作方法信息：
– 口服制剂物料的主要转运方式，上料方式；其中上料方式是立体多层垂直重力输送，还是平层提升（或真空）上料方式。 – 工艺生产设备形式，提供主要的设备资料。口服生产关键与特殊问题信息：
– 物料性质。
– 工序特殊要求：如防爆等。 – 其他要求：
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思考3:制药设施设计的关键因素是什么？ 搬运 布置 通讯 公用设施 建筑 关键因素
设计要素
建筑物功能适用性 产品品种与数量 物流搬运效率和可控性产品工艺与包装形式区域 工厂集成
功能制造系统信息的集成 生产工艺模式
设施扩展方便性
生产与物料管理模式厂区
运营 公用工程模式 建筑物功能策划 公用系统分布与安装建筑结构与景观 生产能力扩展策划
人员利用率 低能耗
物料产品管理与搬运方式车间／区域 生产现场管理与生产组人流、物流口选定 单元集成
织
工艺路线优化高效率生产房间功能需求
设备利用率公用系统与管路安装方式 均衡生产
房间相互关系 生产 工艺工艺的稳定性与可控性 产品物料分析单元 污染与交叉污染的控制量与批次数
集成
操作的方便性
工艺系统与工艺路线分析 物料与产品转移的高效、工艺设备选型
方便性
操作分析与作业时间与设房间
备数量确定 操作
工艺设备连接 生产能力平衡 清洗与灭菌方式环境工艺要求 环境消毒与监测
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