基于AHP方法的生物制品建設(shè)項目工藝設(shè)計研究

引言

工程建設(shè)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(zhì)量將直接而長遠(yuǎn)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(zhuǎn)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(shè)項目面臨著質(zhì)量、進(jìn)度及成本等多方面的巨大壓力和挑戰(zhàn)。

基于質(zhì)量源于設(shè)計理念(0ualitybyDesign,QbD),工藝設(shè)計對于工程建設(shè)項目的成敗起著至關(guān)重要的作用。然而在GMP法規(guī)日趨嚴(yán)苛,市場競爭愈加激烈,科研轉(zhuǎn)產(chǎn)項目工藝設(shè)計缺乏可借鑒經(jīng)驗的大環(huán)境下,如何在項目設(shè)計階段對工藝實現(xiàn)方式進(jìn)行具有前瞻性、科學(xué)性、合規(guī)性的設(shè)計,如何對各種設(shè)計方案進(jìn)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(jìn)度需求的最佳設(shè)計方案,這是目前大多數(shù)科研轉(zhuǎn)產(chǎn)建設(shè)項目面臨的共同問題,也為工藝設(shè)計提出了更高的要求。

本文基于GMP法規(guī)要求、質(zhì)量源于設(shè)計原則以及風(fēng)險評估理念,在工藝設(shè)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(shè)項目工藝設(shè)計階段的可行性及有效性。

1研究資料及方法

首先,梳理質(zhì)量源于設(shè)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(shè)項目的工藝設(shè)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(bǔ)料工藝設(shè)計為例進(jìn)行AHP法的實際運用研究。針對滿足GMP要求及無菌補(bǔ)料工藝設(shè)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(jìn)行風(fēng)險分析,確定各備選設(shè)計方案優(yōu)劣狀況。采用AHP法對各設(shè)計方案進(jìn)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(shè)項目工藝設(shè)計階段采用層次分析法作出總結(jié)和展望。

1.1質(zhì)量源于設(shè)計理念

質(zhì)量源于設(shè)計理念是一個非常重要的質(zhì)量管理理念。Toyota公司在20世紀(jì)70年代為了提高汽車質(zhì)量而創(chuàng)生了QbD概念,經(jīng)過在通信、航空等領(lǐng)域的實踐而逐漸發(fā)展形成QbD理念[l]。1985年,在總結(jié)質(zhì)量管控經(jīng)驗和方法的基礎(chǔ)上,Juran博士提出了質(zhì)量源于設(shè)計的理論,該理論同戴明的PDCA循環(huán)、Feigenbaum的全面質(zhì)量管理等方法和理念共同奠定了現(xiàn)代質(zhì)量管理研究的基礎(chǔ)。21世紀(jì)后,FDA首先在藥品食品的監(jiān)督管理中引進(jìn)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(zhì)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(fù)雜系統(tǒng)的思維過程數(shù)學(xué)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(fù)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(zhì)和所要達(dá)到的總目標(biāo),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(guān)聯(lián)影響以及隸屬關(guān)系將因素按不同層次聚集組合,形成一個多層次分析結(jié)構(gòu)模型。然后將該問題歸結(jié)為低層相對高層(總目標(biāo))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(gòu)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(biāo)層(高層):表示解決問題的目的,即層次分析所要達(dá)到的目標(biāo);(2)準(zhǔn)則層(中間層):表示采用某種措施或政策來實現(xiàn)預(yù)定目標(biāo)所涉及的中間環(huán)節(jié),一般又分為策略層、約束層、準(zhǔn)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(biāo),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(shè)項目具有高標(biāo)準(zhǔn)、嚴(yán)要求的特點。

質(zhì)量源于設(shè)計理念強(qiáng)調(diào)了設(shè)計階段對于項目成敗的關(guān)鍵性。然而對于科研成果轉(zhuǎn)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(shè)計階段往往會面臨多目標(biāo)、多準(zhǔn)則、多因素、多層次的復(fù)雜抉擇情況。層次分析法在決策分析過程中采用風(fēng)險評估法,將定性和定量分析系統(tǒng)結(jié)合,最終進(jìn)行綜合評價,明確權(quán)重關(guān)系。在項目建設(shè)中,以保證項目質(zhì)量為前提,兼顧項目進(jìn)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(bǔ)料工藝設(shè)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(bǔ)充料液為無菌液體工藝,需保障嚴(yán)苛的無菌性。在滿足GMP及疫苗無菌補(bǔ)料工藝實現(xiàn)要求的前提下,目前有四種備選設(shè)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(shè)計方案進(jìn)行介紹并采用層次分析法進(jìn)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(jìn)行方案研究

本次研究針對無菌設(shè)計方案是否能達(dá)到GMP要求及生產(chǎn)工藝需求進(jìn)行考量,基于風(fēng)險狀況進(jìn)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(quán)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(quán)重參數(shù)。

第一步,建立層次結(jié)構(gòu)模型。

首先,在無菌補(bǔ)料工藝設(shè)計方案比選中,將選擇最優(yōu)的無菌補(bǔ)料工藝設(shè)計方案作為目標(biāo),處于高層目標(biāo)層的位置。其次,在設(shè)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(zhǔn)則層。再次,將各備選方案建立為措施層。最后,將層次結(jié)構(gòu)模型設(shè)置成三層,如圖2所示。

第二步,構(gòu)造比較矩陣并進(jìn)行判斷

對各指標(biāo)之間進(jìn)行兩兩對比之后,按9分位比率排定各評價指標(biāo)的相對優(yōu)劣順序,依次構(gòu)造出評價指標(biāo)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(jié)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(zhì)量管理、生產(chǎn)操作、采購、安裝、安全、財務(wù)等方面專家對各項指標(biāo)進(jìn)行計較,最后以出現(xiàn)次數(shù)最多的數(shù)值來構(gòu)建比較矩陣。準(zhǔn)則層對目標(biāo)層的比較矩陣A、措施層對準(zhǔn)則層的比較矩陣B1、B2、B3、B4如表3~6所示。

第三步,權(quán)重向量計算。

經(jīng)過權(quán)重向量計算,目標(biāo)層A與準(zhǔn)則層B指標(biāo)因素的層次分析結(jié)果如表7所示,準(zhǔn)則層中B與措施層C因素進(jìn)行層次分析的計算結(jié)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(jìn)行排序,總排序權(quán)值如表11所示。

第五步,結(jié)果分析。

設(shè)定各權(quán)重比例均為1,因此方案權(quán)值表如表12、圖3所示。

在無菌補(bǔ)液工藝設(shè)計方案比選過程中,采用層次分析法進(jìn)行討論分析,可得出以下結(jié)論:首先,滿足無菌補(bǔ)料工藝要求的四種工藝設(shè)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(shè)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(fēng)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(dāng)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(dāng)前項目條件下,選擇三通無菌連接方案為最優(yōu)設(shè)計方案。

3結(jié)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(zhì)量管理規(guī)范以及H疫苗無菌補(bǔ)料工藝要求的最優(yōu)工藝設(shè)計方案。在生物制品行業(yè)工程建設(shè)項目設(shè)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(shè)項目設(shè)計階段,能夠有效解決工藝設(shè)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(zhì)量、推進(jìn)項目進(jìn)度、控制項目成本,為工藝技術(shù)轉(zhuǎn)移提供有力保障。