一种基于物联网的药品生产监管系统及方法与流程

本发明涉及药品生产车间监管，具体为一种基于物联网的药品生产监管系统及方法。

背景技术：

1、药品生产是指制药公司或药品制造厂通过生产工艺和技术，生产各种药品，包括处方药、非处方药、生物制品等，药品生产行业的安全问题关乎到人们的生命健康，而药品生产环境指的是药品在生产过程中所处的物理环境条件和设施设备，这些环境因素对药品的质量和安全具有重要影响，药品生产环境监管是确保药品生产过程中环境安全、质量可控的重要措施。

2、现有技术中，药品生产环境的监管多只是通过药品生产车间内指定区域安装的环境参数监测设备对其一定范围内的环境参数进行监测并预警，此种对药品生产车间环境进行具有一定局限性和滞后性，无法通过物联网对整个药品生产车间各个区域的环境进行综合分析评价，可能会无法及时的对药品生产车间的环境及运行设备进行异常预警。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于物联网的药品生产监管系统及方法，解决以下技术问题：

2、如何对药品生产车间的环境及运行设备进行及时有效预警的问题。

3、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

4、一种基于物联网的药品生产监管系统，所述系统包括：

5、采集模块，用于对药品生产环境参数及空气净化调节设备运行参数进行采集；

6、边缘计算模块，用于对采集模块采集的生产环境参数进行预处理并将筛选后的信息发送至物联网云端服务器；

7、物联网云端服务器，用于对边缘计算模块发送的信息进行分析，并根据采集模块采集的空气净化调节设备运行参数进行综合分析，判断药品生产车间状态是否异常及生成预警信号；

8、预警模块，用于执行预警信号。

9、进一步地，所述药品生产环境参数包括：

10、基于温度传感器采集的药品生产车间的各个生产区域的温度；

11、基于湿度传感器采集的药品生产车间的各个生产区域的湿度；

12、基于空气洁净度传感器采集的药品生产车间的各个生产区域的空气洁净度；

13、基于风速传感器采集的药品生产车间的各个生产区域的空气流速。

14、进一步地，所述空气净化调节设备运行参数包括：

15、基于电能监测仪采集的药品生产车间空气净化调节设备运行的功率；

16、基于噪音传感器采集的药品生产车间空气净化调节设备运行过程中的噪音。

17、进一步地，所述边缘计算模块对生产环境参数进行预处理的过程包括：

18、边缘计算模块对其对应的生成区域内采集模块采集到的生产环境参数，在预设时间区间内的环境状态变化特征值进行分析计算；

19、

20、通过公式（1）分析计算获得第j个生产区域环境状态变化特征值；

21、其中，药品生产车间的生产区域设有m个，，药品生产环境参数有n个，，为预设时间区间内第j个生产区域中第i项生产环境参数的变化特征值，为第j个生产区域中第i项生产环境参数变化的权重系数；

22、将第j个生产区域环境状态变化特征值和第j个生产区域环境状态变化标准值进行比对；

23、若，第j个边缘计算模块将其对应的采集模块采集到的生产环境参数信息发送至物联网云端服务器，并对下一个预设时间区间内的生产环境参数进行预处理；

24、若，第j个边缘计算模块对下一个预设时间区间内的生产环境参数进行预处理。

25、进一步地，所述预设时间区间内第j个生产区域中第i项生产环境参数的变化特征值获得的过程包括：

26、

27、通过公式（2）－（3）分析计算获得在预设时间区间内第j个生产区域中第i项生产环境参数的变化特征值；

28、其中，预设时间区间，为第i项生产环境参数监管过程中允许误差值，为预设时间区间内第j个生产区域中第i项生产环境参数实际变化特征值，为边缘计算模块生成的第j个生产区域第i项生产环境参数随时间变化的曲线，为第j个生产区域第i项生产环境参数在时间节点时的值。

29、进一步地，所述物联网云端服务器对边缘计算模块发送的信息进行分析的过程包括：

30、对各个生产区域的边缘计算模块间歇性发送至物联网云端服务器的各项生产环境参数进行以此拟合建立直角坐标系，其中时间为x轴，各项生产环境参数为y轴，边缘计算模块未发送信息的时间节点对应的y轴值与上一个时间节点值相同，将各数据点进行依次连接为折线图，并做平滑处理，可生成各个生产区域的各项生产环境参数曲线图；

31、

32、通过公式（4）～（6）分析计算获得第j个生产区域中生产环境偏差参数；

33、其中，为预设时间阈值，和为第i项生产环境参数偏差影响因素对应的权重系数，为物联网云端服务器生成的第j个生产区域中第i项生产环境参数曲线，为第j个生产区域中第i项生产环境参数标准曲线，，，为预设时间阈值内的最大值，为预设时间阈值内的最小值；

34、将第j个生产区域中生产环境偏差参数与第j个生产区域中生产环境偏差预警参数进行比对；

35、若，物联网云端服务器执行立即对空气净化调节设备运行参数进行分析的信号，并结合分析获得的各个生产区域中生产环境偏差参数进行综合分析；

36、若，物联网云端服务器以预设频率对空气净化调节设备运行参数进行分析。

37、进一步地，物联网云端服务器以预设频率对空气净化调节设备运行参数进行分析的过程包括：

38、

39、通过公式（7）－（10）分析计算获得空气净化调节设备运行异常特征值；

40、其中，为药品生产车间空气净化调节设备运行过程中的实际功率变化曲线，为药品生产车间空气净化调节设备运行过程中的理论功率变化曲线，为药品生产车间空气净化调节设备运行过程中实时噪音变化曲线，为药品生产车间空气净化调节设备运行过程中理论噪音变化曲线，为设备运行实际功率对理论噪音的影响系数，为设备运行过程中产生噪音的补正参数；

41、将空气净化调节设备运行异常特征值与空气净化调节设备运行预警异常特征值进行比对；

42、若，物联网云端服务器生成药品生产车间空气净化调节设备可能发生故障的预警；

43、反之，物联网云端服务器不生成预警。

44、进一步地，所述物联网云端服务器结合采集模块采集的空气净化调节设备运行参数进行综合分析的过程包括：

45、

46、通过公式（11）分析计算获得药品生产车间环境和设备的综合偏差值；

47、其中，为第j个生产区域中生产环境偏差参数对应的权重系数，为药品生产车间空气净化调节设备运行异常特征值对应的权重系数；

48、将药品生产车间环境和设备的综合偏差值和预设药品生产车间环境和设备的综合偏差预警值进行比对；

49、若，物联网云端服务器生成药品生产车间状态异常的预警；

50、反之，物联网云端服务器不生成预警。

51、一种基于物联网的药品生产监管方法，适用于一种基于物联网的药品生产监管系统，所述方法包括：

52、s1、边缘计算模块对采集模块采集的生产环境参数进行预处理，根据预处理结果将筛选后的信息发送至物联网云端服务器；

53、s2、物联网云端服务器以预设频率对采集模块采集的空气净化调节设备运行参数进行分析，判断是否生成药品生产车间空气净化调节设备可能发生故障的预警；

54、s3、物联网云端服务器对边缘计算模块发送的信息进行分析，判断是否立即执行步骤s2和步骤s4；

55、s4、物联网云端服务器根据步骤s2分析获得空气净化调节设备运行异常特征值和步骤s3分析获得各个生产区域中生产环境偏差参数进行综合分析，判断是否生成药品生产车间异常的预警。

56、本发明的有益效果：

57、（1）本发明根据边缘计算模块对各个区域内采集模块采集的生产环境参数进行预处理并将筛选后的信息发送至物联网云端服务器，物联网云端服务器对边缘计算模块发送至的信息进行分析，并根据采集模块采集的空气净化调节设备运行参数进行综合分析，进而判断药品生产车间的空气净化调节设备是否可能发生故障和药品生产车间状态是否异常，从而生成对应的预警信号，预警模块对物联网云端服务器生成的预警信号进行执行。

58、（2）本发明通过边缘计算模块对生产环境参数进行预处理筛选，对采集模块采集生产环境参数中产生的误差数据进行过滤筛选，减少了将生产环境参数发送至物联网云端服务器的数据量和降低了物联网云端服务器对生产环境参数数据分析的计算量，进而提高了对制药车间生产环境数据处理的及时有效性。

59、（3）本发明通过物联网云端服务器以预设频率对空气净化调节设备运行参数进行分析，生成空气净化调节设备运行异常特征值，将其与空气净化调节设备运行预警异常特征值进行比对，判断是否生成药品生产车间空气净化调节设备可能发生故障的预警。

60、（4）本发明通过物联网云端服务器对边缘计算模块发送的信息进行分析，结合对采集模块采集的空气净化调节设备运行参数的分析进行综合分析，判断是否生成药品生产车间状态异常的预警，进而达到对药品生产车间的环境及运行设备进行及时有效预警的目的。