引言

工程建設為生物制品的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)創(chuàng)造必備的硬件條件,工程質量將直接而長遠地影響產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的運營狀況。隨著生物制品行業(yè)的快速發(fā)展,科研成果不斷創(chuàng)新,科研轉產(chǎn)項目持續(xù)增多,市場競爭日趨激烈,生物制品行業(yè)建設項目面臨著質量、進度及成本等多方面的巨大壓力和挑戰(zhàn)。

基于質量源于設計理念(0ualitybyDesign,QbD),工藝設計對于工程建設項目的成敗起著至關重要的作用。然而在GMP法規(guī)日趨嚴苛,市場競爭愈加激烈,科研轉產(chǎn)項目工藝設計缺乏可借鑒經(jīng)驗的大環(huán)境下,如何在項目設計階段對工藝實現(xiàn)方式進行具有前瞻性、科學性、合規(guī)性的設計,如何對各種設計方案進行具有合理性、集約性及高效性的分析判定,最終選定既滿足法規(guī)、生產(chǎn)要求,又符合企業(yè)成本需求,還滿足項目進度需求的最佳設計方案,這是目前大多數(shù)科研轉產(chǎn)建設項目面臨的共同問題,也為工藝設計提出了更高的要求。

本文基于GMP法規(guī)要求、質量源于設計原則以及風險評估理念,在工藝設計方案比選過程中引入層次分析法,旨在明確將層次分析法運用于生物制品行業(yè)工程建設項目工藝設計階段的可行性及有效性。

1研究資料及方法

首先,梳理質量源于設計理念、層次分析法等理論依據(jù),明確在生物制品行業(yè)建設項目的工藝設計中采用層次分析法具有可行性。

其次,以在建的H疫苗項目無菌補料工藝設計為例進行AHP法的實際運用研究。針對滿足GMP要求及無菌補料工藝設計要求的多個備選方案,分別從影響方案選擇的重點因素進行風險分析,確定各備選設計方案優(yōu)劣狀況。采用AHP法對各設計方案進行逐一比較,確定適合本項目的最佳方案。

最后,對在生物制品建設項目工藝設計階段采用層次分析法作出總結和展望。

1.1質量源于設計理念

質量源于設計理念是一個非常重要的質量管理理念。Toyota公司在20世紀70年代為了提高汽車質量而創(chuàng)生了QbD概念,經(jīng)過在通信、航空等領域的實踐而逐漸發(fā)展形成QbD理念[l]。1985年,在總結質量管控經(jīng)驗和方法的基礎上,Juran博士提出了質量源于設計的理論,該理論同戴明的PDCA循環(huán)、Feigenbaum的全面質量管理等方法和理念共同奠定了現(xiàn)代質量管理研究的基礎。21世紀后,FDA首先在藥品食品的監(jiān)督管理中引進了QbD理念,由于取得了不俗的成績,QbD理念逐漸被廣泛運用于整個醫(yī)藥行業(yè)的項目質量監(jiān)管,并且發(fā)揮著愈發(fā)重要的作用。

1.2層次分析法

層次分析法(AnalyticHierarchyProcess,AHP),是從定性分析到定量分析綜合集成的一種典型的系統(tǒng)工程方法。它將人們對復雜系統(tǒng)的思維過程數(shù)學化,將人的以主觀判斷為主的定性分析定量化,將各種判斷要素之間的差異數(shù)值化,幫助人們保持思維過程的一致性,適用于復雜的綜合評價系統(tǒng)[2]。

層次分析法的基本思路:首先將所要分析的問題層次化,根據(jù)問題的性質和所要達到的總目標,將問題分解為不同的組成因素,并按照這些因素間的相互關聯(lián)影響以及隸屬關系將因素按不同層次聚集組合,形成一個多層次分析結構模型。然后將該問題歸結為低層相對高層(總目標)的比較優(yōu)劣的排序問題。

用層次分析法分析問題時,首先要使問題條理化、層次化,構造出層次分析模型。通常層次分析模型中的層次可以劃分為以下三層:(1)目標層(高層):表示解決問題的目的,即層次分析所要達到的目標;(2)準則層(中間層):表示采用某種措施或政策來實現(xiàn)預定目標所涉及的中間環(huán)節(jié),一般又分為策略層、約束層、準則層等;(3)措施層(低層):表示解決問題的措施或政策。

對同層次的指標,通過兩兩對比的方式建立判斷矩陣。假定A層中元素A與下一層次中元素Bl,B2,B3,…,Bn有聯(lián)系,如圖1所示。

判斷矩陣A表示為:

任何判斷矩陣都滿足:

生物制品行業(yè)工程建設項目具有高標準、嚴要求的特點。

質量源于設計理念強調(diào)了設計階段對于項目成敗的關鍵性。然而對于科研成果轉產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)項目而言,在缺乏規(guī)?；a(chǎn)經(jīng)驗的背景下,其工藝設計階段往往會面臨多目標、多準則、多因素、多層次的復雜抉擇情況。層次分析法在決策分析過程中采用風險評估法,將定性和定量分析系統(tǒng)結合,最終進行綜合評價,明確權重關系。在項目建設中,以保證項目質量為前提,兼顧項目進度及費用的情況下,層次分析法是一種簡單、實用而有效的方法。

2H疫苗無菌補料工藝設計方案研究

2.1工藝要求

H疫苗作為生物制品,具有較高的安全性和有效性要求,其補充料液為無菌液體工藝,需保障嚴苛的無菌性。在滿足GMP及疫苗無菌補料工藝實現(xiàn)要求的前提下,目前有四種備選設計方案,分別簡稱為:閥組連接方案、二通無菌連接方案、三通無菌連接方案及四通無菌連接方案。以下對各個設計方案進行介紹并采用層次分析法進行逐一比選。

2.2不同備選方案介紹

不同備選方案的原理、特點情況如表1所示。

2.3采用層次分析法進行方案研究

本次研究針對無菌設計方案是否能達到GMP要求及生產(chǎn)工藝需求進行考量,基于風險狀況進行分析。由層次分析法(AHP)建立方案比選模型并計算出各方案及因素的權重。為了消除主觀性影響,本文采用專家打分法確定判斷矩陣的相對權重參數(shù)。

第一步,建立層次結構模型。

首先,在無菌補料工藝設計方案比選中,將選擇最優(yōu)的無菌補料工藝設計方案作為目標,處于高層目標層的位置。其次,在設計方案比選過程中,無菌保障性、操作便捷性及成本可控性是三個最主要的考量因素,因此將這三個因素建立為準則層。再次,將各備選方案建立為措施層。最后,將層次結構模型設置成三層,如圖2所示。

第二步,構造比較矩陣并進行判斷

對各指標之間進行兩兩對比之后,按9分位比率排定各評價指標的相對優(yōu)劣順序,依次構造出評價指標的判斷矩陣。9分位比率分值對照表如表2所示。

在做兩兩比較時,為保證評價結果的客觀性,比較判斷矩陣由評估小組各專家討論協(xié)商而定。采用三輪De1phi法,請質量管理、生產(chǎn)操作、采購、安裝、安全、財務等方面專家對各項指標進行計較,最后以出現(xiàn)次數(shù)最多的數(shù)值來構建比較矩陣。準則層對目標層的比較矩陣A、措施層對準則層的比較矩陣B1、B2、B3、B4如表3~6所示。

第三步,權重向量計算。

經(jīng)過權重向量計算,目標層A與準則層B指標因素的層次分析結果如表7所示,準則層中B與措施層C因素進行層次分析的計算結果如表8~10所示。

第四步,層次總排序。

層次總排序按照從最高到最低層次的順序逐層進行排序,總排序權值如表11所示。

第五步,結果分析。

設定各權重比例均為1,因此方案權值表如表12、圖3所示。

在無菌補液工藝設計方案比選過程中,采用層次分析法進行討論分析,可得出以下結論:首先,滿足無菌補料工藝要求的四種工藝設計方案(即閥組連接方案、二通無菌連接方案、三通無菌連接方案以及四通無菌連接方案)各有優(yōu)劣。其次,用戶對于設計方案的選擇,最重點考慮的因素包括無菌保障性、成本可控性及操作便捷性。其中,無菌保障性是最重要的考量因素,成本可控性次之,操作便捷性最末。最后,基于各備選方案的優(yōu)劣風險分析以及多影響因素的逐層考量,經(jīng)層次分析法統(tǒng)計,最終三通無菌接頭方案為當下選擇條件下的最優(yōu)方案,四通無菌接頭接頭方案次之,閥組連接方案第三,二通無菌接頭方案適用性最低。綜上所述,在當前項目條件下,選擇三通無菌連接方案為最優(yōu)設計方案。

3結論與展望

通過上述案例分析,明確了采用三通無菌接頭方案為符合藥品生產(chǎn)質量管理規(guī)范以及H疫苗無菌補料工藝要求的最優(yōu)工藝設計方案。在生物制品行業(yè)工程建設項目設計階段,在受多種因素影響的互斥方案擇優(yōu)選取過程中,采用層次分析法具有現(xiàn)實的可行性及有效性。

將AHP方法運用于生物制品行業(yè)工程建設項目設計階段,能夠有效解決工藝設計階段受多因素影響的互斥方案優(yōu)選問題,有助于確保項目質量、推進項目進度、控制項目成本,為工藝技術轉移提供有力保障。