本发明涉及药品生产，具体为一种制药车间的智能生产管理方法及系统。
背景技术：
1、当前制药行业生产面临自动化和智能化需求的提升，传统模式因流程复杂、数据孤岛问题严重而难以满足高效生产需求。随着法规监管日益严格，生产过程追溯性与质量控制的重要性日益凸显，现代化车间逐渐向数字化、智能化方向转型，以提升生产效率、减少人力依赖、并提高产品合规性。这一背景下，智能生产管理系统成为行业发展的关键技术支撑。
2、在申请号为202010803692.9的发明专利中，公开了一种制药生产管理系统，涉及生产管理技术领域，包括：地图存储模块，用于保存每个生产车间对应的基础生产地图；地图调用模块，用于根据外部录入的生产订单，调用对应的基础生产地图并处理得到生产路线图；生产路线图上包含各生产设备按照生产工序依次连接形成生产路线；数据采集模块，用于在生产订单的生产过程中，实时获取当前所在的生产工序，并采集对应的生产设备的设备状态；地图标注模块，用于实时在生产路线图上标注各生产设备的设备状态得到生产状态指示图；地图显示模块，用于实时显示各生产车间的各生产状态指示图，以供管理人员查看。有益效果是管理人员能够直观获取当前生产情况，进而能够及时有效地作出生产决策。
3、但上述技术方案在实际应用中，在生产计划的动态调度优化、物料流转与库存管理的智能化控制方面存在一定不足，包括动态调整能力不足、物料流动与设备状态的关联不足和库存预警和补充机制不足，影响着整体的生产效率和资源利用率。
技术实现思路
1、解决的技术问题
2、针对现有技术的不足，本发明提供了一种制药车间的智能生产管理方法及系统，解决了背景技术中动态调整能力不足、物料流动与设备状态的关联不足和库存预警和补充机制不足的技术问题。
3、技术方案
4、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种制药车间的智能生产管理系统，包括生产监控与数据采集模块、生产计划智能调度模块、物料流动与设备状态关联模块、库存预警与补充机制模块和模型建立与趋势预测模块；
5、所述生产监控与数据采集模块用于负责实时采集生产过程相关数据与历史生产相关数据，包括设备状态、生产进度和物料消耗；同时通过传感器和数据接口获取生产线上的各类信息；
6、所述生产计划智能调度模块用于基于生产过程相关数据与历史生产相关数据，计算评估第一调度系数ddxs1，并制定生产计划；接着，通过计算评估第二调度系数ddxs2，用于动态调整生产计划；同时还具备应急调度功能，在订单变更或设备故障时生成应急生产计划；
7、所述物料流动与设备状态关联模块用于将物料的流动状态与生产设备的状态关联；其次通过实时监控设备状态，采集物料的供给速度和流转路径相关数据；同时采集实时库存管理和历史库存管理相关数据；
8、所述库存预警与补充机制模块用于实时监控原材料、半成品和成品的库存情况，并结合生产计划和物料消耗数据，分级别计算第一库存系数kcxs1和第二库存系数kcxs2并评估，并根据第一库存系数kcxs1的评估结果制定补货决策并发出补货预警，最后根据第二库存系数kcxs2的评估结果动态调整库存管理和成本管理决策；
9、所述模型建立与趋势预测模块用于建立预测模型，接着利用建立的预测模型，对生产计划与库存管理进行实时预测，通过分析历史数据和现有生产数据，提前预测可能出现的生产相关问题，包括生产瓶颈、设备故障、库存短缺和积压问题，最后反馈至管理人员。
10、优选的，所述生产监控与数据采集模块包括数据采集单元和数据存储处理单元；
11、所述数据采集单元用于通过传感器连接数据接口实时采集生产线上的各类数据，包括设备状态、生产进度和物料消耗数据；传感器用于监控关键设备的运行参数，包括温度、压力和振动，而数据接口则用于从设备控制系统一系列的外部系统获取生产进度和物料消耗相关数据；
12、所述数据存储处理单元用于对采集到的数据进行存储、预处理和初步分析；并经过数据清洗、格式转换和异常值过滤后，对实时数据和历史数据进行分类存储与无量纲处理，并根据需求将处理后的数据推送至生产计划智能调度模块。
13、优选的，所述生产计划智能调度模块包括生产计划制定单元、动态调度调整单元和应急调度管理单元；
14、所述生产计划制定单元用于通过提取生产过程相关数据与历史生产相关数据，计算并评估第一调度系数ddxs1，最后根据第一调度系数ddxs1的评估结果在初始生产计划的基础之上制定新的生产计划，其具体计算评估内容如下：
15、
16、式中，dbl表示订单变更频率，rxq表示药品需求量，slh表示设备剩余年限，gqz表示每月设备故障总次数，sqh表示设备切换时间，shc表示生产缓冲余量，zzp表示制品周转时间，pyc表示完成批次相比计划进度的平均延迟时间；
17、通过预设第一调度阈值q1与第一调度系数ddxs1进行评估，其具体内容如下：
18、当第一调度系数ddxs1≤第一调度阈值q1，表示当前初始生产计划正常，按照初始生产计划执行，不进行调整；
19、当第一调度系数ddxs1＞第二调度阈值q2，表示初始生产计划异常，同时面临突发订单变更、设备故障和生产延迟的风险与波动；此时制定第一生产计划，包括优先考虑关键订单、安排备用设备和重新分配任务。
20、优选的，所述动态调度调整单元用于在生产过程中对第一生产计划进行效果评估；通过提取历史生产相关数据并结合实时监控所获得数据，计算第二调度系数ddxs2并评估，最后依据评估结果对第一生产计划进行二次调整；其具体计算评估内容如下：
21、
22、式中，spl表示每日合格产品数量、dpc表示每日不合格产品数量、wgj表示滞后交付产品总量、syd表示生产节点的超负荷操作时间、pzh表示实际生产产量与预期最大产能的比例、swb表示设备维保计划与实际维保时间的差异天数、zbd表示返工批次的频率；
23、通过预设第二调度阈值q2和第三调度阈值q3，分别与第二调度系数ddxs进行对比评估，生成以下调整计划：
24、当第二调度系数ddxs≤第二调度阈值q2，此时生产计划维持不变；
25、当第二调度阈值q2＜第二调度系数ddx≤第三调度阈值q3，此时生成第二生产计划，包括优先级调整、局部资源调整和应急策略预设；
26、当第三调度阈值q3＞第二调度系数ddx，此时生成第三生产计划，包括对第一生产计划进行重构、启用备用生产方案和质量与成本优先级再平衡。
27、优选的，所述应急调度管理单元具备应急响应功能，当发生订单变更、设备故障或其他突发情况时，迅速生成应急生产计划；通过分析当前生产条件、可用资源和应急调度规则，制定替代性生产方案，保证生产过程不被中断；同时还会预留一定的生产冗余用于协调资源和优化生产停滞时间。
28、优选的，所述物料流动与设备状态关联模块包括物料供给监控单元、设备状态关联单元和库存关联与优化单元；
29、所述物料供给监控单元负责实时监控和记录物料在生产过程中的流动情况，包括供给速度、流转路径和停留时间并通过传感器和物联网设备获取物料在各工序间的转移信息，并将数据传输至库存预警与补充机制模块；
30、所述设备状态关联单元用于采集与监控生产设备的运行状态相关数据，包括设备负载、运转速度、工作时长和设备切换频率；同时将设备状态信息与物料流动数据进行关联，使物料流动与设备运行保持同频；
31、所述库存关联与优化单元负责采集和整合实时库存管理相关数据与历史库存管理相关数据；通过将物料流动与库存变化进行关联，分析原材料、半成品和成品在生产线中的使用与消耗情况，并实时更新库存信息。
32、优选的，所述库存预警与补充机制模块包括库存状态监控单元、补货决策制定单元和库存与成本管理单元；
33、所述库存状态监控单元负责实时监控和采集原材料、半成品和成品的库存相关数据；通过传感器和数据库接口获取每种物料的当前库存水平，并定期更新库存相关数据；
34、所述补货决策制定单元通过物料流动与设备状态关联模块提取供给速度gsd、流转路径llj和停留时间lsj、设备负载sfz、运转速度ysd、工作时长gzc和设备切换频率sqh，并将所提取数据进行无量纲处理后，通过以下公式计算获取第一库存系数kcxs1：
35、
36、通过预设第一库存阈值w1与第一库存系数kcxs1进行评估，制定补货决策并发出补货预警，其具体内容如下：
37、当第一库存系数kcxs≤第一库存阈值w1，则表示当前库存正常，无需进行补货；此时，系统会继续监控库存状态，但不会触发补货预警。
38、当第一库存系数kcxs＞第一库存阈值w1，则表示当前库存异常，此时生成补货请求，并向仓储管理人员发出补货预警后，优先处理库存严重不足且已影响生产的物料，并及时调整其他物料的补货顺序或量级。
39、优选的，所述库存与成本管理单元用于进行库存管理和成本管理的动态调整，通过提取实时库存管理相关数据与历史库存管理相关数据，以及原材料、半成品和成品的库存相关数据，获取库存周转波动率zzb、物料入库滞留时间rzz、低频订单物料存量dcl、历史库存季节平均库存量jjx、历史补货延迟天数bhc、滞销物料平均存放时间zxc和原材料库存消耗速度kjj，并进行无量纲处理后，通过以下公式计算获取第二库存系数kcxs2：
40、
41、式中，w1和w2表示权重值，且w1+w2=1；
42、通过预设第二库存阈值w2与第二库存系数kcxs2进行评估，具体内容如下：
43、当第二库存系数kcxs2≤第二库存阈值w2，维持当前库存管理模式，并继续监控关键库存参数，包括库存周转率和库存滞留时间；
44、当第二库存系数kcxs2＞第二库存阈值w2，表示当前库存管理模式异常，此时针对高库存物料和低需求物料，采取减少补货或调整库存结构的措施；其次，重新审视供应链计划，增加关键物料的安全库存或寻找替代供应来源；接着，发出库存预警，提示管理层根据库存波动情况调整生产计划或修改采购策略；最后对库存结构进行调整，包括精简低频物料库存和提升高需求物料库存。
45、优选的，所述模型建立与趋势预测模块包括数据分析与模型训练单元和趋势预测与反馈单元；
46、所述数据分析与模型训练单元负责收集和分析历史生产数据、库存数据及当前生产运行数据；通过数据清洗、特征提取和数据归一化处理，利用时间序列分析、回归模型和神经网络进行多种算法的模型训练；生成的预测模型用于识别生产流程中的潜在问题，包括生产瓶颈、设备故障和库存波动关键因素；
47、所述趋势预测与反馈单元基于训练好的模型，进行实时数据输入并生成预测结果；预测内容包括生产计划中的瓶颈环节、设备运行可能出现的故障以及库存水平的未来变化趋势；通过对预测结果进行解析和分类，将分析报告和预警信息反馈至管理系统同时直接通知管理人员。
48、一种制药车间的智能生产管理方法，包括以下步骤：
49、步骤一、实时采集生产过程相关数据与历史生产相关数据，包括设备状态、生产进度和物料消耗；同时通过传感器和数据接口获取生产线上的各类信息；
50、步骤二、基于生产过程相关数据与历史生产相关数据，计算评估第一调度系数ddxs1，并制定生产计划；接着，通过计算评估第二调度系数ddxs2，用于动态调整生产计划；同时还具备应急调度功能，在订单变更或设备故障时生成应急生产计划；
51、步骤三、将物料的流动状态与生产设备的状态关联；其次通过实时监控设备状态，采集物料的供给速度和流转路径相关数据；同时采集实时库存管理和历史库存管理相关数据；
52、步骤四、实时监控原材料、半成品和成品的库存情况，并结合生产计划和物料消耗数据，分级别计算第一库存系数kcxs1和第二库存系数kcxs2并评估，并根据第一库存系数kcxs1的评估结果制定补货决策并发出补货预警，最后根据第二库存系数kcxs2的评估结果动态调整库存管理和成本管理决策；
53、步骤五、建立预测模型，接着利用建立的预测模型，对生产计划与库存管理进行实时预测，通过分析历史数据和现有生产数据，提前预测可能出现的生产相关问题，包括生产瓶颈、设备故障、库存短缺和积压问题，最后反馈至管理人员。
54、有益效果
55、本发明提供了一种基于人工智能的通信网络故障预警方法及系统。具备以下有益效果：
56、（1）该一种制药车间的智能生产管理方法及系统，通过生产计划智能调度模块，强化了对生产计划的动态调整能力。特别是在订单变更、设备故障或其他突发情况下，通过计算第一调度系数ddxs1和第二调度系数ddxs2，系统能够实时生成并调整生产计划，确保生产流程的灵活性和稳定性。同时，该模块还具备应急调度管理单元，能够迅速响应突发情况，减少生产中断的风险。由此，系统提高了车间应对复杂生产环境的能力，实现了生产计划的智能化和动态优化。
57、（2）该一种制药车间的智能生产管理方法及系统，通过物料流动与设备状态关联模块，该系统增强了物料与设备状态的关联性。通过实时监控物料的供给速度、流转路径和设备负载关键数据，确保生产设备与物料流动在时间和空间上的协调一致，优化生产效率。物料供给监控单元和设备状态关联单元的结合，实现了生产过程中设备状态与物料供给的紧密联动，降低了设备闲置和物料滞留的情况，提高了生产线的整体运行效率。
58、（3）该一种制药车间的智能生产管理方法及系统，库存预警与补充机制模块的应用大幅提升了库存管理的精细化水平。通过多维度计算第一库存系数kcxs1和第二库存系数kcxs2，系统能够动态评估库存状态，并结合预设的库存阈值，及时发出补货预警或调整库存策略，避免库存短缺或积压情况的发生。库存状态监控、补货决策制定和库存与成本管理单元的协同工作，使得库存预警与补充机制更具针对性和灵活性，确保了生产过程的稳定性与库存结构的合理性。
1.一种制药车间的智能生产管理系统，其特征在于：包括生产监控与数据采集模块、生产计划智能调度模块、物料流动与设备状态关联模块、库存预警与补充机制模块和模型建立与趋势预测模块；
2.根据权利要求1所述的一种制药车间的智能生产管理系统，其特征在于：所述生产监控与数据采集模块包括数据采集单元和数据存储处理单元；
3.根据权利要求2所述的一种制药车间的智能生产管理系统，其特征在于：所述生产计划智能调度模块包括生产计划制定单元、动态调度调整单元和应急调度管理单元；
4.根据权利要求3所述的一种制药车间的智能生产管理系统，其特征在于：所述动态调度调整单元用于在生产过程中对第一生产计划进行效果评估；通过提取历史生产相关数据并结合实时监控所获得数据，计算第二调度系数ddxs2并评估，最后依据评估结果对第一生产计划进行二次调整；其具体计算评估内容如下：
5.根据权利要求3所述的一种制药车间的智能生产管理系统，其特征在于：所述应急调度管理单元具备应急响应功能，当发生订单变更、设备故障或其他突发情况时，迅速生成应急生产计划；通过分析当前生产条件、可用资源和应急调度规则，制定替代性生产方案，保证生产过程不被中断；同时还会预留一定的生产冗余用于协调资源和优化生产停滞时间。
6.根据权利要求1所述的一种制药车间的智能生产管理系统，其特征在于：所述物料流动与设备状态关联模块包括物料供给监控单元、设备状态关联单元和库存关联与优化单元；
7.根据权利要求1所述的一种制药车间的智能生产管理系统，其特征在于：所述库存预警与补充机制模块包括库存状态监控单元、补货决策制定单元和库存与成本管理单元；
8.根据权利要求1所述的一种制药车间的智能生产管理系统，其特征在于：所述库存与成本管理单元用于进行库存管理和成本管理的动态调整，通过提取实时库存管理相关数据与历史库存管理相关数据，以及原材料、半成品和成品的库存相关数据，获取库存周转波动率zzb、物料入库滞留时间rzz、低频订单物料存量dcl、历史库存季节平均库存量jjx、历史补货延迟天数bhc、滞销物料平均存放时间zxc和原材料库存消耗速度kjj，并进行无量纲处理后，通过以下公式计算获取第二库存系数kcxs2：
9.根据权利要求1所述的一种制药车间的智能生产管理系统，其特征在于：所述模型建立与趋势预测模块包括数据分析与模型训练单元和趋势预测与反馈单元；
10.一种制药车间的智能生产管理方法，根据权利要求1~9所述的一种制药车间的智能生产管理系统，其特征在于：包括以下步骤：
