浅谈制药行业流体系统工程的设计审核重要性

韩博 杨华伟

【关键词】质量源于设计 制药 QbD 设计审核 流体系统

1前言

二十世纪中期，质量源于设计（QbD）理念开始萌芽。2004年，美国食品药品监督管理局（FDA）正式提出QbD概念;随后，ICH在ICHQ8《PharmaceuticalDevelopment》中也明确说明：质量不是通过检验注入到产品中的，而是通过设计赋予的。2018年6月7日，中国国家药品监督管理局正式加入ICH。由于药品的特殊性，制药行业监管甚严。不论是药品开发，还是药厂设计，设备设施的设计选型都是至关重要的，关乎人类的生命。

本文仅从制药行业流体系统常见问题出发，浅谈常见问题及做好设计审核的重要性。

2制药行业流体系统工程常见问题

流体系统是流体机械的重要组成部分;在机械工程领域，流体系统是指与一维流体管网相关的元件及流体的集合，流体系统一般包括阀、液体泵（ 或气体压缩机）、管道、接头、孔和喷嘴等元件，也可能包括一些不规则形状的腔室和通道。

在制药行业，流体系统主要有配液系统、纯化水存储系统和分配系统、注射用水存储系统和分配系统、纯蒸汽制备系统和分配系统、气体（氮气、压缩空气等）分配系统等。

2.1设计审核“走过场”

大部分制药企业不进行设计审核，只是进行设计文件确认。有些进行设计审核，也不过在设计审核会上进行项目细节沟通，提出更为细化的要求，没有真正对设计资料进行全面的审核。

首先是领导不重视。下面的执行人员谁会重视？其次是设计审核准备不充分，资料不完善，人员不齐全。再次是设计审核过程不到位。分不清主次，想到哪里审哪里。最终导致设计审核变成技术交流会。

2.2泵的选型

在制药行业的流体系统中，泵作为一个关键组成部分，算是系统的“心脏”。这个“心脏”不合适，流体就不能到达使用点，不能达到要求的扬程、流速等。

泵的选型计算涉及到流体系统能否正常运行，同时泵选型计算需要的参数也较多，而且要尽量准确。必要时需要到现场测量。例如泵进出口的管径、管道的长度、弯头的个数、管道内流体流速、垂直高度、喷淋球压力等。

2.3温控系统的选型

换热器和夹套为制药行业最常见的温控措施。常见问题为所选规格与实际使用需求不相符。

以换热器为例。首先，使用方需要确定使用环境：换热介质（冷水、热水、工业蒸汽等）、流体流量、温度要求、流体属性等。然后，设计部门根据使用方提供的参数，计算出合适的技术参数。最后，选择换热器的类型和换热面积，交给供应商定做。有些项目，换热介质不明，要求工期还紧，换热器未经计算，就购买固定型号的换热器，最终导致换热后温度过高或过低。既增加能耗又导致工艺不稳定。另一种情况就是计算错误。最终导致结果就是，项目不被接收，出现换热器变更。已采购的换热器直接沦为废品，不能使用，既浪费了资金，又影响了工期。对公司的声誉也造成了影响。

2.4疏水阀的选型

疏水阀的选型不当，可能导致两种结果：一种是排水量太大，造成能源浪费;另一种達不到排水量要求，导致温度升不上去。

疏水阀根据作用原理，有三种类型：机械型疏水阀、热静力型疏水阀、热动力型疏水阀。疏水阀的选型要考虑以下因素：首先根据加热设备和对排出凝结水的要求，选择确定疏水器的型式。其次根据用汽设备的最高工作压力、最高工作温度，确定疏水器的公称压力、阀体材质;确定疏水器的连接方式、安装方式等。最后根据排水量的大小，选择确定疏水器的性能参数。

2.5计算机化系统的控制

计算机化系统是根据使用方的用户需求，结合GMP和GAMP5要求制作的。尤其是配液系统，通常有自动和手动两种模式。手动控制对编程逻辑要求不高，但是自动控制就不一样。自动控制的编程逻辑，必须与使用方配液系统的工艺过程相匹配，操作前后顺序一致，这就需要双方共同参与设计沟通和审核。

3设计审核的重要性

评价工程的五个指标：工期、质量、安全、环保和成本。除了安全和环保，国家有特殊的规定外，其他三个指标均与设计息息相关。

3.1控制工期

工期的影响因素众多：人员、设备、物料、方法、环境、检测。除了当地的政策环境变化，其他因素都与设计相关。因此，做好设计评审，能合理组织人员架构，适当安排设备调配，统筹协调物料计划，按部就班进行现场检测和施工。

在朱兰先生的《朱兰论质量策划》中对美国的非结构化开发和日本的结构化开发做了比较，见图1。

图1计划与时间关系图

该图中计划部分包括概念设计、详细设计、设计审核、执行计划等。一个完善的计划，应该从产品的特性方面多考虑。设计时考虑全面，审核时落到实处，执行时一气呵成。

3.2保障质量

质量是“一组属性满足要求的程度”。大到工程质量，小到焊缝质量，都与业主的需求分不开。业主的需求在书面上就是用户需求说明（URS）。设计审核，就是从URS出发，逐条核对URS条款在设计资料中的具体响应。包括P&ID图与工艺是否一致;设备材料的型号、技术参数是否满足要求;施工过程质量要求及施工记录;计算机系统控制是否合理等。业主的URS就是工程公司的质量目标，做好设计审核，能更好的保障工程质量。

4总结与展望

综上所述，设计审核是要落到实处才能发挥其重要作用。

如何控制制药行业流体系统工程，请关注《浅谈如何控制制药行业流体系统工程设计审核》。