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抗生素中间体智能工厂伊犁川宁生物技术股份有限公司（简称川宁生物）是科伦药业（股票代码002422）于2010年12月在国家级霍尔果斯经济开发区伊宁园区设立的子公司，厂区占地面积近 1500亩，总投资超过75亿元，其中环保投资超过25亿元。

一、企业简介

川宁生物一、二期工程建成硫氰酸红霉素、头孢中间体和青霉素生产线各一条，三期工程处于建设阶段，总产能超过16000吨/年，先后入选“国家绿色工厂”和高新技术企业。

二、项目简介

国家级“基于高环保标准的抗生素中间体智能制造工厂”项目责任单位为伊犁川宁生物技术股份有限公司，联合单位包括：无锡物联网产业研究院、北京尚廷科技有限公司、中国科学院嘉兴无线传感网工程中心、天俱时工程科技集团有限公司，建设周期为：2015年7月至2020年12月，2021年4月通过验收。

项目主要建设内容包括：工厂总体规划；硫红发酵和提取车间关键工艺研制及核心设备智能化建设；建立通过人工智能技术实现菌种优化选育的基因编辑体系；智能制造关键短板装备研制；实现智能设备互联互通；建设SCADA、MES、LIMS和ERP，实现生产过程管理的信息化集成；建设工业云服务平台，实现质量可追溯可预测；研制面向菌种选育、制造、节能环保一体化协同运作的智能制造标准。

三、项目技术方案

项目以川宁生物作为实施主体，建设覆盖硫氰酸红霉素菌种选育、制造、节能环保一体化协同运作的智能制造能力，践行绿色循环经济理念，形成全球领先的硫氰酸红霉素智能制造工厂新模式，建立符合智能制造要求的工艺、环保等相关规范与标准体系。

通过全面推进新模式应用，创新性进行菌种智能优选，实施集成化信息管理系统，实现精准生产运行管控，保障能源介质均衡供给，达到资源的综合循环利用，显著提高生产效率，降低运营成本。项目技术路线如图1所示。

主要建设内容：

（一）工业云平台

项目基于工业物联网、工业数据分析、工业云等关键技术搭建，建设工业云平台，实现智能工厂云端智能制造流程管理，实现产品质量可追溯可预测功能。

（二）经营管控层

建设企业资源计划管理系统，全面进行物质资源、资金资源和信息资源集成一体化管理，项目基于SAP进行集成实施。

（三）制造管理层

项目在硫氰酸红霉素的生产和质量管理全过程采用MES、智能化菌种选育平台、LIMS等业务管理软件系统，融合现场总线、工业以太网和分布式控制系统等技术，按照现场级、车间级和工厂级建设工业互联网集成应用，实现核心智能设备互联互通。

其中智能化菌种选育平台，在菌种选育环节，通过计算机视觉和机器学习的人工智能手段，建立起菌种基因库和高通量筛选平台等基因编辑体系。项目在菌株构建和抗生素质量预测方面，利用机器学习的工业云平台，工艺建模比对，对菌株和抗生素生产工艺参数进行在线监测分析，并通过模型预测和模型建立，对医药制造过程数据加以挖掘和利用。

（四）工业互联网+自动控制

项目应用了电子标签、条码等采集系统装备、三级种子罐搅拌系统、浓缩液蒸发浓缩结晶系统、连续结晶控制系统设备、数据采集和监控系统、数字化精密测量装备等15种安全可控核心数采装置。

（五）工艺设备层

项目关键短板装备抗生素生产分子筛尾气处理系统采用连续吸附再生的方式将抗生素生产尾气中的污染物在分子筛转轮的吸附区进行净化，实现将大气量、低浓度、难处理的尾气转化成为小气量、高浓度、易处理浓缩气。经该系统处理后，尾气中VOCs和臭气浓度去除效率≥95%，净化尾气出口VOCs在1ppm以下，排放浓度远低于当前国家相关环保标准要求。

（六）安全环保

项目针对生产过程中产生的“三废”问题，通过严格执行高环保标准，实现废气中VOCs等主要污染和废水、固体废弃物的近零排放。（1）针对生物发酵抗生素生产尾气的特点，采用先进的尾气处理集成技术，将有组织和无组织排放尾气统一收集，经一系列先进技术深度处理后实现VOCs近零排放；（2）根据各车间不同品质的排水特点，集成膜处理技术、废水生化处理技术和机械式蒸汽再压缩技术（MVR），实现抗生素生产废水经深度处理后100%回用；（3）针对硫氰酸红霉素菌渣，采用无害化处理技术与高效有机肥制造技术，将菌渣资源化利用转化为高品质有机复合肥料，实现其在工业农作物定向种植中的应用。

四、项目成效

通过项目的实施，企业生产效率提高27.45%、运营成本降低25.73%、产品研制周期缩短36.48%、产品不良率降低100%、单位产值能耗降低29.22%、发酵特征异味指标降低59.93%、硫氰酸红霉素生产废气、废水实现近零排放，抗生素菌渣经无害化处理后实现资源化利用。

项目形成了硫氰酸红霉素生产和质量管理全过程的智能制造应用模式，解决了当前制约医药产业发展的技术瓶颈，提升了抗生素中间体行业环保“三废”治理技术水平和智能化国产装备的应用水平，为医药行业探索出了一条充分利用智能制造手段满足国际国内法规要求，有效保障抗生素全产业链高质量发展之路，为中国原料药（中间体）产业智能化转型升级起到了良好的示范效果。