中药饮片生产信息化管控系统的研发与应用

摘要

中药饮片作为中医治疗疾病的主要武器，千百年来为中华民族的繁衍、发展做出了不可磨灭的贡献，但中药饮片的质量问题一直困扰着从古至今的中医药从业人员，特别是进入现代社会，虽然分析检测手段越来越高，但是制假售假的水平也越来越高，随着医和药的分家，这方面的问题会越来越多，越来越严重。如何来提升中药饮片的质量，一方面可以通过制定合理的质量标准，监管部门加强监管；另一方面对中药饮片的生产过程也需进行规范管理。对中药饮片企业进行GMP认证，就是这种管理的一部分。
　　 进入21世纪后，现代信息技术使人类的生活方式发生巨大的变化，工作效率得以显著提升，而物联网技术的发展，使计算机技术对生产过程的管理手段和能力更是跨上了一个新的台阶。基于物联网技术的生产管控系统在管理、控制和决策中日益发挥着不可或缺的作用。本课题来源于“十一五”国家科技重大专项课题“中药饮片质量标准研究平台”，在充分研究国内外有关企业信息化理论的基础上，分析当前我国饮片企业信息化建设的现实水平，找出其中存在的问题，据此设计中药饮片生产信息化管控系统的整体方案与模式，提出中药饮片企业发展数字化建设的策略，初步构建出适合中药饮片企业实际情况的数字化模型，力求通过本课题的研究，为我国中药饮片企业信息化建设发展方向与思路提供借鉴。
　　 本论文第一章首先对中药饮片质量控制的方式和物联网技术在中药产业中的应用前景进行探讨，提出对中药饮片的质量控制不能仅停留在通过质量标准进行最后把关，应该引进先进的计算机管控技术，对中药饮片的生产过程进行常态化的监控。基于此，确定了开发本中药饮片生产信息化管控系统的目的和意义。同时对于本课题涉及的一些核心概念，如饮片生产标准操作程序、物联网、企业资源计划、制造执行系统等进行简要介绍。本课题开发的中药饮片生产信息化管控系统，是一个融合企业资源计划和制造执行系统，并引进先进物联网技术的，用于对中药饮片企业进行全方位信息化管控的软件。
　　 本论文第二章根据研究的目的和意义，以及饮片企业的自身特点确定了待开发系统的功能需求和性能需求，在此基础上，对整个系统的硬件架构进行设计，同时简要介绍的开发本系统涉及的关键技术，如PLC控制技术、组态控制技术、中药指纹图谱技术。
　　 本论文第三章对中药饮片生产信息化管控系统的建设过程和主要功能进行了介绍。首先对饮片企业的部门、人员、业务流程进行分析，确定将整个系统分为生产管理分系统、质量控制分系统、供应链管理分系统、信息管理分系统、企业网站五个分系统。生产管理分系统主要面向生产管理部门及生产车间，对从下生产任务单到成品入库前的包装进行全过程的监控和管理，此过程内所产生的信息进行收集整理。同时以醋五味子为例，介绍了生产管理过程中所必须的SOP的研究制定过程；以智能化炒药机为例介绍了可直接通过计算机管控的智能化炮制设备的研究开发过程。质量控制分系统主要面向企业质量监管部门，此系统直接与检测仪器对接，除负责对质量检验过程进行监控和管理，还负责生成产品的质量档案，方便对产品的质量进行分析，以进一步提高产品的质量。此分系统涉及大量的饮片质量标准，论文以蜜百合为例介绍了质量标准的研究制定过程，制定出了高于国家标准，又适合于企业质量控制的蜜百合企业标准。同时在制定质量标准时引入了先进的指纹图谱控制技术，为此特开发了简单易用的指纹图谱识别功能模块。供应链管理分系统主要面向销售部门和仓库管理部门，对原辅料、包装材料的进货、成品的发货、物料在仓库中的管养进行全过程的管理。虽然市面上关于类似销售和仓库管理功能的软件较多，但本系统针对饮片企业特点进行了优化，同时研发了环境监测传感器，可同时检测环境的温度、湿度、日光、气压等参数，并用于仓库保管，将电子标签技术应用于中药饮片的销售，极大了提高了系统的信息化水平。
　　 本论文第四章通过在南京海昌中药集团，对中药饮片生产信息化管控系统的简单业务处理功能、信息储存检索功能，信息分析功能进行验证。通过泽泻饮片的生产过程验证对饮片生产过程的管控，同时以醋五味子为例，介绍饮片指纹图谱的开发和应用过程，以冬虫夏草为例验证电子标签对饮片使用者提供的检索功能。还通过本系统优化了醋商陆的指纹图谱，首次提出了改良欧式距离法的指纹图谱相似度计算模式，使醋商陆的指纹图谱更适合饮片质量的判别，对豆蒸商陆的炮制工艺进行研究，发现了商陆中毒性成分的含量与蒸制时间之间的变化规律，从而验证了信息分析功能。
　　 本论文第五章对整个研究过程进行了总结，对系统的创新点进行了归纳，并对以后的发展进行了展望。
　　 中药饮片生产信息化管控系统在研究过程中进行了如下的创新
　　 (1)中药饮片生产信息化管控系统基本使中药饮片的生产实现了六化，即任务计划无纸化、炮制过程规范化、过程控制客观化、结果记录在线化、规范生成自动化、生产过程可视化。
　　 (2)首次将物联网运用于中药饮片企业的生产管理，具体体现物联网概念的主要有饮片炮制设备通过与系统相连，从而直接与系统交换数据；通过设置无线传感器节点，将环境参数直接储存于系统；利用电子标签使系统可以直接读到饮片的各项参数。
　　 (3)首次开发了用于中药饮片仓库环境监测的单节点多传感器的物联网。
　　 (4)首次开发了可远程监控的饮片炮制设备，并实时动态显示各炮制参数。
　　 (5)首次开发了操作简单、适用范围广的在线中药指纹图谱识别系统。
　　 (6)首次提出了改良欧式距离法来计算指纹图谱的相似度。

目录

声明

摘要

第一章 概述

第一节 研究背景

1 中药饮片质量控制的思路探讨

2 物联网技术在中药产业中的应用前景

第二节 研究的目的与意义

1 研究的目的

2 研究的意义

第三节 核心概念

1 饮片生产标准操作程序(SOP)

2 饮片生产质量管理规范(GMP)

3 企业资源计划(ERP)

4 制造执行系统(MES)

5 物联网(IOT)

6 数字化饮片厂

参考文献

第二章 中药饮片生产信息化管控系统建设的可行性研究

第一节 需求分析

1 功能需求

2 性能需求

3 安全需求

第二节 系统结构分析

1 中药饮片企业部门结构分析

2 中药饮片企业业务角色分析

3 中药饮片生产业务流程分析

4 中药饮片生产信息化管控系统的结构

第三节 选型原则

第四节 架构设计

第五节 关键技术

1 中药指纹图谱技术

2 PLC控制技术

3 组态控制技术

参考文献

第三章 中药饮片生产信息化管控系统建设的内容

第一节 面向人机对象的生产管理系统

1 数据词典模块

2 SOP管理模块

3 生产执行模块

第二节 面向产品对象的质量控制系统

1 质量标准数据库模块

2 日常管理模块

3 样品检验模块

4 查询模块

第三节 面向环境的管理系统

参考文献

第四章 中药饮片生产信息化管控系统应用研究

第一节 第一层次简单业务处理功能

1 泽泻饮片的生产管控

2 醋五味子饮片指纹图谱的研究与应用

第二节 第二层次信息储存检索功能

电子标签对饮片使用者提供的检索功能

第三节 第三层次信息分析功能

1 醋商陆指纹图谱的优化

2 豆蒸商陆炮制工艺研究

参考文献：

第五章 总结与展望

声明

攻读博士学位期间取得的研究成果

致谢

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