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从合规到智能:制药行业BMS与EMS系统的创新实践
更新时间:2025-08-07 浏览次数:869


楼宇自控(BMS)与环境监测系统(EMS)在制药行业广泛应用于洁净室、GMP车间和仓储物流环境,以确保药品生产的合规性、安全性和稳定性。

针对BMS&EMS系统的特性,结合制药监管趋严、数字化转型加速以及环境保护与可持续发展的行业趋势,浙远自动化依托前沿技术发展与丰富的制药行业经验,构建并优化了智能控制模型,开发了一套高效、精准、可持续的楼宇与环境监测解决方案。该方案不仅提升了环境控制的精度与稳定性,还大幅降低了能耗与运维成本,为企业的智能化升级和绿色生产提供了有力支撑。

控制系统的核心驱动力

1

合规要求趋严

政策法规持续升级,对GMP生产、洁净环境稳定性与数据溯源提出更高标准。

2

数据完整性与可追溯性

要求系统具备实时记录、长期保存及快速追溯环境数据的能力,以满足审计需求。

3

智能化精准控制

系统需实现精准环境调控,自动化程度高,减少人为因素造成的质量风险。

4

风险预警与主动维护

增强实时报警、趋势分析与故障预测能力,降低设备故障率和非计划停产风险。

5

降本增效

通过能耗优化、设备运行效率提升,降低生产成本,实现节能减排。

6

数字化转型

与企业信息化平台(ERP、MES等)融合,推动生产全流程数字化、智能化,提升整体竞争力。


策略探讨

1

基于IoT的边缘计算应用

使用物联网技术,利用各种传感器、网络设备、PLC、计算机等工具,将原本分散在生产大楼、制冷站等不同位置的空调自控系统、冷机群控系统集合汇总,实现统一的数据采集、智能联动控制与集中控制管理,不仅提升了系统响应效率,也为节能优化、故障预警和数字化运维提供了坚实基础。

以下为应用示例:

   ● 示例背景:

类型

制药生产大楼

面积

约3.27万㎡,5层;

洁净空调数量

26台机组;

供给源

螺杆机组、凉水塔等布置在公用工程大楼或动力站;

被控单元

冷水机组、风机盘管、制冷泵、空调箱(AHU)等;

工况

洁净区生产任务波动大,昼夜温差大,冷热负荷波动频繁;


_

差异性

旧有方案

IoT边缘计算应用

响应速度

手动调节,反馈慢

实时预测+动态调节,自动反应

运维负担

需维护人员全场区来回巡查、人工判断开关策略

异常自动分析+报警,远程调整

联动响应

运维人员根据生产任务按经验去现场加减冷热源与空调机组参数,能效低下

根据实际负荷自动调整频率,不需要运维人员来回跑动,自动联动响应

动态调节

室外环境变化后,需要人工操作或者预设好参数,能效比(EER)低

自动检测室外环境温湿度情况,结合实际负荷后动态调整,能效比(EER)高


_




2

串级控制的应用

制药企业洁净区的温湿度控制是一个多变量控制的对象,其中温度和湿度之间相关性强,动态特性差异大,采用串级控制的方式,可以避免超调导致洁净区温湿度波动剧烈,提高控制精度、响应速度、抑制扰动。


3

分程控制的应用

洁净空调通常采用表冷(换热器表面冷却)的方式来除湿,这种情况容易出现表冷阀开度过大,为了让送风满足温度的要求又同时打开蒸汽阀加热,造成能源上的浪费。为了避免这种情况的发生,在控制逻辑上引入“分程控制”,在节能的同时,也克服了“过度季”容易“冷热打架”问题。




上图中,横轴代表回风湿度负相关,纵轴表示调节阀开度,蓝色线表示冷水阀、红色线表示蒸汽阀。其中,a点至c点表示表冷阀从全开至全关的过程,b点至d点表示蒸汽阀从全关至全开的过程,在调试过程中可以再优化调整,从而实现最大节能和控制精度的平衡。

4

智能群控策略的应用

通过BMS系统集成的传感器和数据采集设备,实时监测“负荷端(组合式空调机组、工艺设备等)”的运行工况与室外环境的温湿度状况,并基于数据分析和智能算法,优化“供给端”设备(螺杆机组、凉水塔、制冷泵等)的运行模式,以提升能效比(COP)。


5

人工智能的应用

人工智能大模型的训练高度依赖大量可靠的数据,这些数据不仅用于模型的初始化和参数调整,还通过深度学习算法提供了对复杂现实世界问题的深刻理解和准确预测。在优化算法方面,引入全局优化策略(穷举和特定启发式算法)可在一定程度上规避“局部最优”问题,我提升求解精度:





通过使用大量制冷机房数据训练的“灰箱模型”,结合优化算法深度挖掘节能潜力,使系统能效比(COP)逐步逼近理论最优水平。


浙远自动化秉持专业创新的精神,深耕制药领域,为客户提供高效、智能、可持续的楼宇与环境监测解决方案。未来,我们将继续推动绿色发展与智能化进程,与合作伙伴共创可持续的美好未来。




● 苏州浙远自动化工程技术有限公司:



      苏州浙远自动化工程技术有限公司隶属山东新华医疗集团旗下中药装备板块,是专业从事智能制药工程服务的科技型企业。拥有国内顶尖的制药工程技术研发和工程实施团队,致力打造多方位、一体化智能制药工程整体解决方案。

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