数字化应用
数字化应用是用于基于模型的决策支持和流程操作控制的软件系统。典型的数字化应用包括提供工厂当前状态和操作的实时信息的监控系统，向工厂操作员建议适当操作的咨询系统，以及直接向工厂自动化和控制系统发送指令的闭环控制系统。
所有数字化应用都包含三个主要元素：一个描述工厂行为的数学模型、与工厂自动化系统的通信链接和验证从中获得的任何数据的机制，以及一个或多个利用模型和验证数据来确定与工厂操作相关的信息和建议操作的数学计算。大多数数字化应用还包括额外的软件组件，以实现其输出的必要外部传输和可视化。
在能源和化学部门的流程工业中，使用如实时优化(RTO)和模型预测控制(MPC)等数字化应用已变得普遍。一般来说，它们的主要目标是在满足产品质量、工厂可操作性、安全性和环境影响等一系列约束的同时，建立和维持有利润的操作。
鉴于制药行业的高度监管性质，数字化应用的主要目标是实现或促进对关键质量属性的控制，确保最终产品的性能符合患者安全和疗效的要求。由于产品价值较高且生产量较低，相对能源和化学部门，其在正常操作期间的制造效率中不那么重要。然而，其他考虑因素，如早期检测并理想地纠正故障，则更加紧迫。其他次要目标可能包括通过最小化废物流量和能源消耗来改善过程的可持续性。
数字化应用的过程建模
任何数字化应用的一个基本前提是一个定量描述所有相关外部输入对关键质量属性和其他反映经济性能、可操作性、安全性和环境影响的关键性能指标(KPIs)影响的模型。重要输入通常包括与原材料质量、设备性能参数和环境条件相关的干扰，以及潜在的控制操作，如各种进料的流量。
gPROMS FormulatedProducts
gPROMS FormulatedProducts在制药工艺中提供了丰富的单元操作和机理模型库，以简单易用的图形界面，帮助用户搭建全流程的生产工艺。模拟结果显示了高忠实度的预测性，更拥有强大的优化、全局系统分析功能。
gPROMS FormulatedProducts可以服务于制药企业的多种用户，对于工艺研发者来说，它可以帮助他们快速筛选新配方、新工艺条件;对于产品商务拓展者来说，它可以加速药品上市、提高生产质量;对于生产人员来说，它可以及时排除工艺问题，减轻生产操作负担。
用于过程监控的数字化应用
过程监控旨在在正常操作下提供当前过程条件和性能的准确图景，并尽早检测和识别异常情况(‘故障’)。这是确保产品质量的重要使能因素，而不完全依赖于最终产品的测试。它还允许在必要时及时采取纠正措施。此外，它是更复杂的闭环数字化应用的重要组成部分。
用于先进过程控制的数字化应用
过程监控数字化应用主要以开环模式运行，提供当前工厂状态的实时信息。自然的下一步是将此信息用于闭环自动控制系统中。利用动态工厂模型通过多重同时操作实现复杂控制目标，同时满足多个约束的MPC系统，已经在各个工程部门中广泛使用。
机遇与挑战
通过结合来自先前科学和工程知识与工厂数据的深度过程理解，数字化应用可以实现制药工艺操作的显著改进。这些改进包括对当前工厂操作的更详细的实时视图，向实现“质量控制”的愿景迈出了重要一步，改进了经济性能，实现可持续发展。
（来源：Siemens过程工业软件）
