制药设备与工程设计(2024春)

大连理工大学 程昉

目录

  • 1 教学纲要与概述
    • 1.1 第1、2课时
    • 1.2 思考与讨论
    • 1.3 本章讲义
    • 1.4 安全教育视频
  • 2 制药工程设计概述
    • 2.1 工程设计
    • 2.2 项目建议书
    • 2.3 可行性研究
    • 2.4 设计任务
    • 2.5 设计阶段
    • 2.6 施工、试车、验收和交付生产
    • 2.7 4D BIM 技术的虚拟施工
    • 2.8 本章教材
    • 2.9 拓展阅读
  • 3 厂址选择和总图布置
    • 3.1 厂址选择
    • 3.2 总平面设计
    • 3.3 洁净厂房的总平面设计
    • 3.4 本章教材
    • 3.5 P3实验室及研发生产平台
  • 4 工艺流程设计
    • 4.1 概述
    • 4.2 基本程序
    • 4.3 工艺流程图 1
    • 4.4 工艺流程图 2
      • 4.4.1 拓展阅读 化工装置仪表
      • 4.4.2 拓展阅读 液位计
    • 4.5 本章教材
    • 4.6 拓展阅读
  • 5 物料平衡
    • 5.1 概述
    • 5.2 基本概念
    • 5.3 算例
    • 5.4 本章教材
  • 6 能量衡算
    • 6.1 概述
    • 6.2 热量衡算
    • 6.3 过程的热效应
    • 6.4 热量衡算举例
    • 6.5 加热剂、冷却剂以其他能量消耗的计算
    • 6.6 本章教材
    • 6.7 附录
  • 7 制药反应设备
    • 7.1 制药设备概论
    • 7.2 反应器原理
    • 7.3 釜式反应器的工艺计算
    • 7.4 管式反应器的工艺计算
    • 7.5 反应器型式和操作方式选择
    • 7.6 搅拌器
    • 7.7 本章教材
  • 8 制剂设备
    • 8.1 药物粉体生产设备
    • 8.2 提取设备
    • 8.3 丸剂生产设备
    • 8.4 片剂生产设备
    • 8.5 本章教材
    • 8.6 固体口服制剂视频集
  • 9 车间布置
    • 9.1 概述
    • 9.2 厂房建筑和车间组成
    • 9.3 化工车间的布置设计
    • 9.4 制药洁净车间的布置设计
    • 9.5 设备布置图
    • 9.6 本章教材
    • 9.7 车间布置视频集
    • 9.8 化学制药车间设计与实例
    • 9.9 药品洁净车间要求及原料药“精烘包”工序布置设计
    • 9.10 无菌原料药生产设计案例
  • 10 管道 (拓展内容)
    • 10.1 管道
    • 10.2 本章教材
  • 11 安全与卫生 (拓展内容)
    • 11.1 防火防爆
    • 11.2 本章教材
  • 12 技术经济与工程概算 (拓展内容)
    • 12.1 技术经济与工程概算
    • 12.2 本章教材
    • 12.3 技术经济学简介
  • 13 10项课堂教学设计
    • 13.1 BIM软件设计
    • 13.2 洁净厂房与洁净车间
    • 13.3 PID图纸与读图
    • 13.4 疏水阀组件
    • 13.5 空气压缩机
    • 13.6 间歇式精馏塔
    • 13.7 间歇式反应釜
    • 13.8 制药用反应器搅拌桨
    • 13.9 无菌注射制剂的工程设计
    • 13.10 制药片剂生产的工程设计
  • 14 5个课程思政教学案例
    • 14.1 数字化工程
    • 14.2 BIM
    • 14.3 3D打印
    • 14.4 黑灯工厂
    • 14.5 洁净区AGV物料转运
数字化工程

数字孪生的愿景是:基于数字化交付并结合运维数据的数字孪生,不仅能够实时反映设施设备的运行状态,还可以利用数据和仿真算法,优化工艺和设备的运行。以此为代表的智能化,为新质生产力的迸发提供了条件。

目前,国内数字孪生行业处于快速发展阶段。


从政策层面来看,自 2019 年以来,中国政府陆续出台相关文件推动数字孪生技术发展,2020 年我国将数字孪生写入 “十四五” 规划,作为建设数字中国的重要发展方向。工业互联网联盟也增设数字孪生特设组,开展技术产业研究,推进相关标准制定,加速行业应用推广。2021 年工信部发布《物联网新型基础设施建设三年行动计划》,再次指出要加快数字孪生技术研发与应用。


行业参与者主体逐渐扩充,传统参与者主要有 GIS、测绘企业,建模、仿真企业,建筑信息模型企业和集成商、运营商四大类。近年来,随着行业热度不断提升,越来越多的互联网企业、大数据公司、人工智能科技企业、规划设计院等开始进入行业。


市场规模方面,我国数字孪生行业起步较晚。按应用主体分,当前政府层面数字孪生技术主要应用于智慧城市、智慧交通、智慧水务以及高效智慧教学系统建设等领域,受国家政策推动影响,需求扩张迅速,应用规模较大、金额较高,保守估计约占我国数字孪生行业市场规模的 60%;企业数字孪生则主要应用于智能制造、智慧能源等领域,单个项目应用规模较小、金额较低,且我国企业现阶段应用普及程度尚且较低,市场规模约占 40% 左右。2023 年我国中国数字孪生行业市场规模超 10 亿元,2024 年全国数字孪生市场规模可达 237 亿元。预计 2025 年国内市场规模将达 375 亿元。


数字孪生应用场景广泛,工业领域能大幅推动产品在设计、生产、维护及维修等环节的变革;公共事业领域可运用于智慧交通、智慧城市、智慧水务等领域。从招投标情况来看,从 2022 年开始,我国数字孪生行业招标需求呈现井喷式上升。2023 年,我国数字孪生行业招标需求达到 9023 条,招投标项目数量最多的领域为工程建筑,占比 30%。


此外,我国数字孪生水利建设取得阶段性成效,经过各级水利部门近 3 年来积极行动、科学规划、有力推动,已由积极探索、先行先试进入全面深化推进和强化应用的新阶段。建成了数百处数字孪生流域、数字孪生水网、数字孪生工程等新型基础设施,基本形成了 “天空地水工” 一体化监测感知体系等。