第一篇:偏差調查和變更控制在質量體系中的重要作用
摘 要:應當對藥品在生產時所出現不同的偏差以及變更采取恰當的方案進行有效預防,從而增強制藥企業cgmp系統。依據cgmp相關的制度,對出現偏差以及變更的情況進行合理分析,如何發起調查報告和相關變更內容,同時應用電子系統的方式是更有效的。在藥品生產時倘若出現偏差以及變更的現象是較為重要的,只有嚴格檢查,做好詳細記載,通過科學的方式進行管理,這樣就可以提高藥品質量整體水平以及安全性。
關鍵詞:偏差處理;生產質量控制;預防措施;變更控制
當前,我國98版的gmp還存在一定的不足,對硬件設施較為注重。這樣就會讓我國的藥品通過國際化市場中的品質帶來嚴峻的挑戰。在cgmp中,偏差調查以及變更控制是主要的兩個因素。因此,應當對偏差調查以及變更控制引起重視,從而說明這兩種因素在質量體系中的重要作用。實施偏差和變更控制的必要性
從2004年的7月份開始,我國相關藥品企業已經獲得了gmp的認可。然而,某些事件的發生導致一定程度上的質疑。盡管事件調查表明,是因為生產企業沒有遵守相關制度而引起的,但是由于實行98版的gmp還存在些不足之處,和其他國家相比較,我國的管理系統更為嚴謹。因為國內gmp起始階段較短,所以我國更加關注硬件設施。然而,國外的gmp實行了很久,在管理當中會總結很多經驗,他們更偏向軟件的發展。在生產質量當中有以下兩方面很重要:一方面是偏差調查;另一方面是變更控制。然而,我國質量管理中這兩方面是較為薄弱的。因此,我國藥品一定要提高產品整體質量,確保用藥時沒有危險性并且早日與國際化市場接軌,在生產當中應當采取有效的方式來加強偏差和變更的能力。
偏差調查
偏差是指藥品在生產、包裝、測試、儲存或其他可能影響藥品質量的環節中出現和規定的程序不符的情況或著意料之外的情況。它可以包括文件差錯、原輔料過復驗期、校驗失敗或超標;實驗室差錯、常規生產中環境控樣超限度、人為差錯、操作失誤、設備運轉異常,中間體和成品失敗或不合格;以及任何導致停產潛在影響產品質量的情況等。現在很多國外的大型制藥公司都已經將偏差調查的過程電子化,按照符合gmp要求的一套軟件系統來記錄整個調查過程,最終生成一份完整的調查報告。整個過程都使用電子簽名,符合fda的要求。使用電子流程的好處很多,首先,調查過程更規范。在電子流程中,調查員必須按照設定的程序去調查,否則流程就進行不下去。只要流程的設計完全符合gmp的要求,整個調查過程就會符合gmp的要求,不會出現文件要求是一套,而實際做法是另一套的情況。其次,調查更加及時。在電子流程中,對調查的每一步都有時間限制,系統會在定期通過郵件提醒你及時完成,如果在規定的時間你沒有完成,系統會通過郵件通知你的上級。這樣可以最大限度的提高調查的效率,及時完成調查。再次,便于對capa進行跟蹤。對于每個重大的偏差,都應該有相應的capa與之相對應。
采取預防的形式可以避免偏差的情況發生。通過電子流程的方式能夠較好的將偏差與相關的capa之間連接起來,能夠對整改部門起到提示的作用并且能夠及時的進行修改。相關質量部門能夠查看capa的進度情況。最后,根據相關信息進行統計。通過采取軟件系統的方式能夠提供多種分析工具,可以針對偏差的發展進行合理研究。比如:能夠清楚的了解每個月發生偏差的整體情況進行比較、完成比例的情況、是否發生重復偏差的現象,是否給企業管理部門在生產時帶來不利的影響。fda與歐盟結合風險管理的理念融入到質量管理體系中,對偏差進行仔細評估,能夠看到潛在隱患。與此同時,應當采取c加a的方式進行分析。倘若出現重復發生偏差的情況,就應當檢查capa是否存在有效性等原因。依據相關的結果可以在必要時采取適當的方式進行下一步的措施。
變更控制
變更控制可以理解為無論哪種已經驗證過的設施、資料等的變更都是在執行以前應當通過記載、評估。在變更的初期階段,應當通過相關評估方式來判斷變更是否存在一定的必要性。具體要求通過以下幾點體現:第一,是不是藥品監督部門的要求?第二,是不是會對員工的安全造成一定的影響?第三,是不是符合法規的相關要求?第四,是不是能夠有效地提高產品的整體水平?倘若以上四點的內容答案是肯定的,那么應當可以發起變更。相反,就不需要進行變更。在發起變更過程中,發起人應當提交相關資料,其內容要完整并且準確,清楚明了的說清現在所處的情況、做好準備工作和為何變更的原因,同時做好適當的評估。為了能夠提高變更控制整個流程更加嚴謹,許多大型制藥企通過電子化流程進行有效的管理。變更的發起階段、初審,操作直至最后得到認可等環節,都是通過相關軟件設備進行管理的,并且滿足相關發展需要。這樣能夠提高變更控制的整體水平,促進高效率的發展。
在這個階段,非常重要的一點就是必須根據國家法規的要求,如有必要,要將需要的變更送報國家藥品監督管理部門進行審批。如果變更得到了批準,就需要完成執行審核過程中各部門要求的各項工作。一旦所有要求的工作都已經完成,生產或工程變更發起人要完成變更實施報告,進行變更的總結并附上驗證報告或支持性文件,同時簽名確認。我們就可以認為這個變更已經結束。此時,必須確認這個變更最先影響的產品的批號。這個批號的產品可能需要納入的常規的穩定性考察計劃中來進一步評估變更對產品質量的影響。
偏差調查和變更控制的關系
在生產實踐中,對一個偏差的調查結果最終往往需要對過程或程序做出調整,做出改變,這就會和變更控制產生密切聯系。如果這個改變是暫時性醫藥工程設計的,僅僅是針對某一個偏差的整改行動,那就不需要發起變更申請。如果這個改變是永久性的,以后都需要按照這個改變來做,那就需要對這個改變提交變更申請,對這個變更進行全面的評估和分析,并進行詳細的記錄。所以我們說偏差調查和變更控制都是對于變化的管理,前者是對意外變化的管理,而后者是對有目的,有計劃的變化的管理。
結束語
在生產藥品時,發生偏差以及變更的情況在所難免,是普遍的現象。但是在gmp中對偏差以及變更就有了一定的要求。它是一項很精確的系統,只有相關人員對這種情況引起重視,并且在實踐操作時能夠仔細、嚴格監督,準確,正確的記載,同時采取合理的方式進行管理,就能夠讓我們的質量管理體系以及安全性得到很好的提升。我國制藥企業gmp的發展會逐漸與國際接軌,爭取早日邁向國際化市場。
第二篇:建立質量體系的重要作用
建立質量體系的重要性
摘要:本文簡要介紹了貫徹實施ISO9001標準,建立質量體系的重要作用;對企業貫標認證后保持質量體系有效運行,提高企業管理水平和工程質量,企業應重點抓好的六個方面工作進行了闡述。
關鍵詞:ISO9001標準 貫標認證 質量體系 工程質量 培訓 內審
引言
ISO9001標準是質量管理體系通用的要求。ISO9000標準出現,使質量管理的發展由全面質量管理進入了一個新的科學管理階段——貫標認證。建筑安裝施工企業通過貫標,提高了企業管理水平和質量保證能力,同時也提高了企業的經濟效益和社會效益。
貫徹實施ISO9001標準,建立質量管理體系的重要作用
實施ISO9001標準,要求企業按照標準要求,結合企業實際建立質量管理體系,并按標準設計要素以文件化的形式,將企業管理以程序制度化,建立一套完善的質量管理體系文件和記錄,實現“凡事有人負責、凡事有章可循、凡事有據可查、凡事有人監督”的科學管理模式。通過ISO9001標準種種制度化的程序,使體系內各環節環環相扣,互相督導,互相促進,管理工作中排除人為因素的干擾,減少了工作的盲目性,減少了內部推委、扯皮現象,減少了出質量事故和安全事故的機率,提高了企業管理水平和質量保證能力。
實施ISO9001標準,企業全方位、全過程對影響工程質量的因素進行控制管理。通過規范管理、規范工序、規范操作,保證了按標準規范施工,杜絕了不合格原材料、半成品的使用,杜絕了不規范質量行為的發生,整個生產過程的各道工序處于受控狀態,消除了異常波動,保證了質量水平的穩定和提高。有效的質量管理體系,提高企業管理水平和工程質量
四川電力建設三公司是一個火電施工企業。自1998年取得質量體系認證證書以來,一直保持認證注冊資格。公司在各承建工程施工現場狠抓貫徹實施ISO9001標準工作,項目部嚴格按ISO9001標準,建立科學的質量管理體系,并保持質量體系的有效運行。公司承建工程的質量是一個工程比一個工程好,連續多年獲“四川省建筑業先進企業”、電力行業“質量效益型先進企業”稱號。2001年承建的南通電廠300MW機組工程被評為“國家火電優質工程”,工程中的13個項目被華能系統評為行業“樣板工程”,承建的廣安發電廠一期、二期、三期工程均被評為四川省優質工程,吸引著大批的領導及專家到廠參觀。2006年四川廣安發電廠二期300MW機組擴建工程獲得二○○六國家優質工程(銀質獎),2008年廣安發電廠三期600MW機組擴建工程被評為中國電力優質工程。2009年國電成都金堂電廠600MW機組工程和華能上安電廠600MW機組工程同時被授予中國電力優質工程榮譽稱號,在公司的歷史上是首次一年同時獲得兩個部級優質工程榮譽。這些成績的得來,一是依靠社會的進步和科技的發展;其次是公司的正確的決策和全力拚搏。然而,與各項目部在工程建設過程中實施ISO9001標準,建立科學的質量管理體系,并保持質量體系的有效運行有密切關系,推行ISO9001標準管理,對項目的管理水平和質量保證能力的提高,起到了不可忽視的推動作用。
建筑安裝施工企業,工程質量是企業生存的根本途徑,而工程質量的提高是靠管理來保證的,只有建立有效的質量保證機制,才能加強企業自身對質量的控制能力。因此企業應抓好質量體系運行。通過認證只證明企業的質量體系符合ISO9001國際質量標準,而保證質量體系是否能夠持續有效的運行才是企業認證的根本。
企業如何保持質量管理體系有效性、提高企業管理水平和工程質量
結合本企業質量體系的管理經驗,對企業通過認證后,要保證質量管理體系持續有效運行,提高企業管理水平和工程質量,企業應當如何做?建議企業應重點抓好以下六個方面。
3.1 優化企業質量管理體系 現在的企業不僅有ISO9001質量管理體系,還有GB/T28001職業健康安全管理體系、ISO14001環境管理體系、計量管理體系。對于專業性很強的建筑安裝施工企業來說,要承接大型起重機械、鍋爐壓力容器、壓力管道安裝施工任務,企業還要依據國家《特種設備安全監察條例》和《特種設備制造、安裝、改造、維修質量保證體系基本要求》建立相應的特種設備安裝、改造、維修質量管理體系,不過這些體系都建立在質量管理體系基礎上的。可看出,質量管理體系有效運行,將為其他體系運行提供強大支持。協調好企業體系運行,減少重復工作,有利于降低企業管理成本。已經建立符合2000版ISO9001質量管理體系企業,應根據2008版ISO9001標準,及時評審現行質量體系,結合體系運行所積累的經驗,優化企業質量管理體系,保證質量管理體系符合標準。在質量管理體系設計時,注重改善組織質量管理體系中的薄弱環節,把以上體系相關部分進行整合,進一步提高質量管理體系的有效性。如文件和記錄的控制、管理評審、內部審核、不合格控制、顧客滿意度監測、糾正措施、預防措施等,在體系設計規定這些活動時,一定要綜合考慮能滿足多體系運行要求,編寫的文件具有通用性。對質量記錄盡量采用表格的方式,在設計表格時,做到不漏項,無多余項,記錄全面、填寫方便,保證在記錄過程中便于操作。
3.2 不斷完善質量體系文件 當企業的組織機構、部門職責發生變化,社會要求變化、市場需求、企業經營宗旨、企業戰略發生變化、新設備、新材料、新工藝使用,作為質量體系文件化的程序、質量手冊、程序文件和作業文件等應當不斷修改和完善,保證體系文件的適宜性。當質量體系標準變化以及我們對標準理解的逐步深入,對體系文件不符合的地方也應及時修改,保證體系文件的符合性。持續改進體系文件,增強質量體系文件的適宜性、符合性,并使這些文件具有更強的可操作性。從而進一步提高企業質量體系的運行有效性。
3.3 制定質量方針和質量目標時,把“創優”目標放在首位 工程質量的優劣是廣大消費者最關注的問題。沒有高質量的工程,企業就不能贏得社會信譽,也就不可能占領市場。因此,創優是關系企業興旺的大事。實踐證明,企業有了優質產品—精品工程,不僅增加了企業的經濟效益,還會增加企業的知名度,提高市場競爭力。為此,創名牌、創優質工程就成了施工企業的戰略方針。
質量方針是企業總的質量宗旨和質量方向,也是企業精神的體現。因此,制定質量方針和質量目標時,把“創優”目標放在首位。
3.4 加強職工培訓,提高職工質量意識和技能是做好貫標工作的關鍵 質量體系是一個全員參與、全面控制、持續改進的綜合性體系。質量體系有效運行必須依靠全體員工的參與和落實。施工企業整體管理水平和從業人員文化素質偏低,從業人員存在較大的不穩定性,人員流動頻繁等實際問題,這給全員參與質量管理、保證質量體系有效運行,提高工程質量帶來很大困難。加強全員培訓顯得很重要。另外施工企業完成的產品具有特殊性,同樣建設項目有不同設計要求和標準,選用設備和使用材料不會完全一樣,即使是選用標準設計、通用構件或配件,由于建筑安裝產品所在地區的自然、技術、經濟條件的不同,也使建筑安裝產品的結構或構造、施工組織和施工方法不一樣,要保證工程質量,學習培訓是必須的。
教育培訓首先是ISO9000標準和ISO9001標準學習,使他們全面了解標準的內容,領會標準的內涵,并能與企業實際情況相結合理解標準條文。學習質量手冊、程序文件、管理制度等,使他們都能理解和掌握質量體系文件的要求,嚴格按照質量手冊、程序文件和作業文件的規定執行,做好各種質量記錄。學習質量職責、權限,使員工明白在質量活動中應承擔的職責和賦予的權限及造成質量過失應承擔的責任。
沒有高素質的隊伍就不可能生產精品。建設項目開工前,針對承建的施工項目的特點,項目部制訂詳細的工程質量教育及培訓計劃。開展提高質量意識、服務意識、一般質量知識、職業道德培訓,學習項目部發布的各項管理制度,并將建精品工程的意義和目的傳達到每一個人。開展崗位技能培訓,通過學習施工驗收規范、工藝標準、方法及工藝技巧,使員工具有滿足崗位要求的能力,為保證工程質量打下堅實基礎。
內審員是對質量體系有重要影響的特殊人員,企業應重視內審員的培訓。如果一名內審員對專業知識不刻苦鉆研,不及時掌握內審的好方法,不了解質量管理的新要求,就不可能很好的完成審核任務。內審員處理問題能力和培訓指導各部門體系運行能力提高了,對體系中存在問題和不足能及時發現,能夠幫助責任部門制定實施有效的措施。對于潛在的問題有敏銳的預見性。
3.5 抓好內審工作,提高質量管理體系有效性 內審是實現企業自我完善的重要管理手段,提高管理體系有效性,抓好質量體系內部審核是重點,持續有效地開展內審,對質量體系運行做出正確診斷,對發現的不合格或潛在的不合格,實施糾正/預防措施,使質量體系步入良性循環,建立不斷改進的機制。內審要嚴格按照程序文件要求,在規定的時間內實施內部審核工作。在全年的質量計劃中內部審核工作要作為重要內容進行規劃。內審年初要有計劃,申請第三方審核前要完成審核計劃,這樣可保證第三方審核一次通過。有效開展內審需要做好以下工作: 3.5.1 做好內審策劃 ①建立技能、專業知識過硬的內審員隊伍,賦予內審員相當的權限,并充分肯定內審員的工作成果,激勵內審員工作的積極性和主動性。②審核組長制定切實可行的內部審核實施計劃,內審員編寫內審檢查表和審核要點,認真做好內審的各項準備工作。
3.5.2 最高管理層要關注質量管理體系審核工作,協調審核中遇到的重大問題,督促糾正措施的落實,強調審核的重要性和實效性。
3.5.3 內審員審核公正獨立,如實反映問題,并要不斷提高能力。
3.6 抓好體系日常運行管理,為體系改進提供依據 體系運行管理除了采取定期審核外,還要開展不定期監督檢查,開展專題審核與專業審核,使質量體系檢查的內容和范圍更全面更有代表性,體系監督管理更具有連續性,使體系運行始終處于受控狀態,保持體系持續有效運行。
抓好體系運行信息收集,為體系改進提供依據。企業的各個部門都有責任不斷發現質量體系運行中的問題,不斷提出修改意見和建議。對此,體系管理部門要作為一項非常重要的工作抓好。專人負責,收集匯總各部門的意見和建議,并建立交流機制,對各部門、各專業、員工之間存在的質量問題組織召開溝通會、專題會及質量會進行討論,做出決策,保證質量體系有效運行。結束語
企業貫徹實施ISO9001標準,不僅是為了取得認證注冊而更重要的是通過實施ISO9001標準建立起科學化、規范化的質量保證體系,企業取證之后只是質量管理工作步入正軌的開始,要使企業始終提供穩定優良的產品,必須不斷地質量改進,不斷地完善企業管理體系,保證體系文件的適宜性和符合性;抓好體系內審等日常管理,保持質量體系持續有效運行,才能從根本上保證和提高工程施工質量,提高企業管理水平,企業才能在激烈的市場競爭中立于不敗之地。
參考文獻:
張公海,.萊鋼質量管理和產品檢驗的回顧與展望[J].萊鋼科技,郝春霞,.淺談ISO9000標準與全面質量管理的關系[J].南鋼科技, 有效的質量體系是提高設計質量管理水平的基礎——在質量體系認證工作中的一點體會
第三篇:偏差變更
變更管理:為規范變更管理,建立變更控制系統,防止在生產和管理過程中的隨意變更,防止變更對產品質量產生不利影響,確保持續改進得到及時有效的執行,保證產品質量的持續穩定,便于產品質量追溯,特制定《變更控制管理規程》,規定原輔料、包裝材料、質量標準、檢驗方法、操作規程、廠房、設施、設備、儀器、生產工藝和計算機軟件變更的申請、評估、審核、批準和實施。對所有影響產品質量的變更進行評估和管理。需要經藥品監督管理部門批準的變更應當在得到批準后方可實施。根據變更的性質、范圍、對產品質量潛在影響的程度將變更分類。評估變更風險判斷變更是否需驗證、額外的檢驗以及穩定性考察。質量管理部對變更進行進行唯一性跟蹤編號,對變更過程進行控制跟蹤。
糾正與預防措施管理:建立《糾正與預防措施管理規程》,糾正與預防不符合、潛在不符合、不期望事件的發生,確保公司持續、有效地執行GMP規范及相關法律法規,實現質量管理體系的持續改進。對CAPA信息的質量數據進行分析,確定已存在和潛在的質量問題。并詳細清楚地對問題進行描述。通過評估,確定問題的嚴重程度,及是否需要采取應急處理措施。通過分析小組的分析來確定根本原因。針對根本原因制定全面的、適當的糾正和預防性措施。CAPA管理員負責對每一項CAPA計劃進行唯一性編號,并跟蹤實施進展情況。并收集所有與行動有關的記錄。確認批準的CAPA已經全部完成,評估和確認整改措施合理性、有效性、和充分性。相關文件整理、存檔與質量管理部。
偏差管理:建立《偏差處理規程》規定偏差的報告、記錄、調查、處理及采取的糾正預防措施,并能控制偏差對產品質量的影響。質量管理部對偏差進行唯一性跟蹤編號。偏差調查及糾正/預防措施實施過程中的所有相關記錄(或復印件)應由質量管理部一并整理歸檔保存。
質量風險管理:為規范質量風險管理,對可能影響到最終產品質量的風險因素進行確定,評估和控制,保證最終的產品質量。指導公司規避質量事故或藥害事件的發生,保護患者的切身利益,特制訂《質量風險管理規程》。在整個藥品生命周期中采用前瞻或回顧的方式,對質量風險進行評估、控制、溝通、審核的系統過程。
自檢管理:質量管理部定期組織對企業進行自檢,評估企業是否符合GMP規范要求,并提出必要的糾正和預防措施。每年進行一次全面GMP自檢。自檢過程中涉及的所有文件記錄,包括自檢計劃、自檢報告、整改措施表等均由質量管理部歸檔長期保存。
第四篇:財務控制在企業管理中的應用
財務控制在企業管理中的應用(曾建斌)(2013年2月25日23:15)
成長期的財務控制
一、高增長型公司的財務特點
1、首先是現金吸收者。在于時間差,金額差,是個不斷投入的過程。
2、高速增長與業務平穩公司的區別
高速增長業務平穩
現金缺少過剩
資產周轉快慢
結果容易資金不足失敗盈利不足失敗
二、關于增長的正確觀念
1、最大化不是公司目標
2、追求可持續增長是目標:在資金資源充分利用的情況下。
3、限制增長,力爭平衡發展
三、如何保持可持續增長
可持續增長率=銷售利潤率*資產周轉率*權益乘數(資產/所有者權益)*留存比率 例子:金蝶公司高速發展
采用財務策略:與他人合資、接受他人投資、進行資產重組、上市籌資、期權、并購同行
四、增長公司的財務措施
增長快公司的財務策略
1、原股東增加投資、吸引新股東加盟(內部員工、管理層、風險投資者、戰略投資者)、發行股票
2、通過利潤杠桿:推遲分配時間、降低分配比例。
3、提高財務杠桿:銀行貸款。
4、剝離效益差業務部分、業務進行包出去、提高銷售價格
5、尋找有實力者并購、業務進行分拆、尋找戰略同盟
增長慢公司的財務策略
兼并、收購其他企業、降低資產負債率、降低注冊資金、降低價格,爭取市場份額。
第五篇:智能控制在現代工業中的應用
智能控制在現代工業中的應用
1現代工業系統的特點與智能控制的形成
智能控制形成的工業因素 隨著科學技術的不斷進步和工業生產的不斷發展,現代工業生產過程,特別是復雜工業生產過程的控制與綜合自動化越來越成為人們所必須面對的問題。它既是推動自動控制理論和系統科學發展的強大動力,同時也對自動控制提出了前所未有的挑戰,其表現為:(1)被控對象日益復雜被控對象往往是無窮維的復雜系統,表現出很強的分布特性,而利用有限參數模型設計的控制,其有效性不能保證。這種復雜性還表現在被控對象與環境的關系上,如不確定性因素增多,缺乏先驗知識,環境干擾具有多樣性、時變性和隨機性,系統與環境、系統的各子系統之間和系統內部的關聯性相當強且復雜。(2)高度的不確定性現代工業系統的結構、參數和環境都具有高度的不確定性,系統和環境有許多未知因素,如環境的動態變化、輸入信息的多樣化和數據量顯著增加等,而且其信息結構也發生了質的變化,包括信息的不可預知性、不完全性等。(3)多層次、多目標的控制要求現代工業控制所追求的已不僅僅是低層次上單一的品質,而是力求實現多樣化、多層次的綜合目標,包括協調、調度、管理及決策等。(4)控制手段的經濟性基于實時性、生產成本和操作工素質等因素的考慮,控制手段不允許過分復雜。現代工業生產為追求高質量、高可靠、高效益、高適應性的“四高”目標,一方面其生產規模越來越龐大,節奏越來越快,工藝越來越復雜;另一方面基于嚴格和精確的數學模型描述基礎上的傳
統控制理論的分析、綜合與設計技術與現代工業生產的控制實踐存在著巨大的鴻溝,理論與應用之間存在著嚴重的不協調性,面對復雜的工業對象,2工業自動化控制系統
在自動化(automation)不斷完善和發展的今天,自動化水平已經成為衡量企業現代化水平的一個重要標準,而自動化的一個重要分支——工業自動化,更是生產型企業提高生產效率,穩定產品質量的重要手段。我國的自動化發展歷程也經歷了以“觀測”為主的第一階段,以“觀測”并“人為反應”的第二階段,已經逐漸進入到“自動測量自動反應”的第三階段。這些進步,同時需要控制理論和實踐的完善,智能控制(intelligent controls)作為現代控制理論基礎上發展起來的新型控制理論,已經廣泛應用于各個自動化領域,全自動洗衣機就是典型的智能控制自動化的例子。
一個控制系統包括控制器(controller)、傳感器(sensor)、變送器(transmitter)、執行機構(final controlling element)、輸入輸出接口(I/0 interface)五部分組成。控制器的輸出經過輸出接口、執行機構,加到被控系統上;控制系統的被控量,經過傳感器,變送器,通過輸入接口送到控制器,這樣完成了一次正常的運算控制操作。按照自動控制有無針對對象來劃分,自動控制可分為“開環控制”和“閉環控制”。區分“開環控制”和“閉環控制”最直接的辦法是看是否有最終對象的反饋,當然這個反饋不是人為直觀觀察的。例如向一個容器里加水,有水位測量設備,水位到達設定的高度,水龍頭自動關
斷,這就是“閉環控制”;如需人為的看水是否到了設定的高度,而去人為的關水龍頭,這就是“開環控制”。當然,智能控制,目標是不需要人為干預,所以,我們可以簡單的認為“開環控制”是人為干預控制,不能完全體現智能控制的特點,所以在這里不去深究它。“閉環控制”按照執行機構的不同,可分為“狀態閉環控制”和“調節閉環控制”。區分“狀態閉環控制”和“調節閉環控制”的辦法是看對執行機構的作用方式,如上例中,如果水龍頭是開關兩位的,在水位到達設定的高度,自動關斷水龍頭,則此為“狀態閉環控制”;如果水龍頭是可調節的,根據水位高度的不同,調節水龍頭開度的大小,通過加水量的不同,讓水位保持平衡,此為“調節閉環控制”。
目前工業自動化控制中,“狀態閉環控制”多用于保護類控制,例如汽機的ETS,鍋爐的MFT,化工的ESD,水泵保護等等。其優點是反應比較快,控制器本身不需要復雜的計算,通過邏輯運算基本可以實現;其缺點是一旦收到的反饋信號為假信號,則按照假信號進行動作,工程上多稱之為“誤動”。由于動作迅速(一般是以“毫秒”為單位進行計算),所以一旦誤動產生,無法在執行之前或之中做出人為反應處理,只能事后補救,而一些重要的保護一旦產生誤動,其影響和損失都是比較大的。針對這個問題,根據現場“狀態閉環控制”的重要性和損失性,需要將反饋信號進行品質判斷處理,判斷出信號的真實性,如果是假信號,則保持原信號不變,不觸發執行機構工作,避免誤動。而且幾乎所有的“狀態閉環控制”都有是否允許執行的開關,即聯鎖按鈕。聯鎖按鈕可根據實際情況,屏蔽控制內容,這樣就可以部分的對其進行提前控
制,把誤動的可能性減到最低。
“調節閉環控制”相對“狀態閉環控制”要復雜一些,需要控制器進行復雜的運算,計算出輸出的結果給執行機構,執行機構進而調節被調節對象。從時間上來講,“調節閉環控制”是不間斷的時時進行計算和輸出,其周期決定于控制器的運算周期。“調節閉環控制”需要人為或通過系統計算給定一個被控制對象的理想的狀態數值(給定值 set value,簡寫為S),控制器會比較實際的被控制對象的數值(測量值 practicalvalue,簡寫P)與給定值之間的偏差,并計算出輸出到執行機構的值(輸出值 outputvalue,簡寫O)給執行機構,執行機構變化,使測量值改變,控制器再次比較測量值與給定值的偏差(以下簡稱偏差),進行下一循環的計算并輸出。“調節閉環控制”一般常用的控制方式是“比例積分微分控制”即“PID控制”或“PID調節”。PID控制器就是根據偏差,利用比例(proportional)、積分(integration)、微分(differentiation)計算出控制量進行控制的。PID控制器問世至今已有近幾十年的歷史,它以其結構簡單、穩定性好、工作可靠、調整方便而成為工業控制的主要技術之一。很多盤裝儀表控制器就具備很好的帶有記憶功能的PID控制功能。“調節閉環控制”對控制系統中各個環節設備性能的要求比較高,如對執行機構,要求執行機構的線性度要高,不能是越階式執行。同時,“調節閉環控制”因為是時時調節控制,所以對執行機構的機械部分磨損比較大,部分的影響執行機構的壽命。
在“調節閉環控制”中,對控制系統的各個部分的工作狀態也有所要求,同例如執行機構,“調節閉環控制”要求執行機構是工作狀態是在“線性區域”工作,而不是死區。所謂死區(dead zone),又稱儀表不靈敏區,是指輸入量的變化不致引起該儀表輸出量有任何可察覺的變化的有限區間。例如一個執行機構,接收4~20mA線性信號,輸出動作是0~100%的機械力,那么當輸入的信號是4.0005mA的時候,執行機構是不動作的,此時4.0005mA是處于執行機構的死區內。閥門是最典型的執行機構,閥門的工作特性曲線圖(如圖01)表示出了閥門死區與工作線性區的特點。圖中Y軸代表的是閥門輸出的機械動作,即實際開度;X軸代表接受到的執行命令大小,即要求開度。由圖可知,閥門在關閉時剛開始接收到開信號時閥門無實際動作,這段區域即是死區,然后在接受到一定的信號值后,閥門開始大幅度動作,然后進入到一個相對平緩的直線運行區域,這段相對平緩的直線即線性區(linear zone)。然后再經過大幅度動作區,死區,到底滿開度。關閉亦然。實際中,很多閥門在實際中是不可能完全達到0%和100%開度的,也就是說0%開度閥門一定或多或少有一些流量,而100%開度也不可能是0阻力流動的。
了解了“調節閉環控制”的執行機構特點,之后進行調節,方法多為PID調節。而PID調節有很多計算方法,實際應用卻多用“試湊法”,即先通過經驗預設一組PID參數值,再根據實際效果調節參數值,達到預期的目的。所以實際中主要調節什么參數,如何去調節PID參數,是最直接需要掌握的內容。
首先要知道所調試的調節系統的作用方式,即正作用還是反作用。如果被調節對象的測量值大于給定值,則增大執行機構輸出值,此為正作用。反之為反作用。同一個容器,即有進水閥,也有排水閥,被調節對象是水位,那么如水位高于期望值,需減小進水閥的開度,進水閥為反作用;需增大排水閥開度,排水閥為正作用。正反作用是PID調節的基礎,是執行機構的方向問題,找對了方向,才有可能向好的調節效果上發展。
其次要了解的,就是P、I、D的含義了。比例、積分、微分在PID調節的作用。
比例(P)控制是一種最簡單、最基礎的控制方式。其控制器的輸出與偏差信號成比例關系。比例控制的輸出曲線如圖02所示,其輸出
是一條始于原點的直線,而直線的斜率是由比例增益確定的。調節的一方面,測量值和給定值無限接近,即偏差值很小越好,從而滿足調節的精度:另一方面,調節需要具有一定的幅度,以保證調節的靈敏度。解決這一矛盾的方法就是事先將偏差信號進行放大。比例增益就是用來設置差值信號的放大系數的。籠統的講比例增益就是放大倍數。一般在初次調試時,比例增益可按中間偏大值預置.待設備運轉時再按實際情況細調。而系統當僅有比例控制時系統輸出存在穩態誤差,其測量值曲線的表現是等幅振蕩。
積分(I)控制對比例控制有強烈的制約效應。對一個自動控制系統,如果在進入穩態后存在穩態誤差,則稱這個控制系統是有穩態誤差的或簡稱有差系統。為了消除穩態誤差,在控制器中必須引入“積分”。隨著時間的增加,積分作用會增大。這樣,即便偏差很小,積分也會隨著時間的增加而加大,它反向推動控制器的輸出,使穩態誤差減小,直到等于零。積分曲線如圖03所示,其作用方式是只要有偏差,并且偏差在允許偏差范圍只外,積分就會起作用,反作用拉動比例增幅。反之
如果無偏差或者偏差在允許范圍內,積分作用消失。調節積分的參數是積分時間,由比例控制可知,比例增益越大,由于慣性導致“超調”,然后反過來調整,再次超調,形成振蕩。引入積分的效果是,使經過比例增益放大后的差值信號在積分時間內逐漸增大,從而減緩其變化速度,防止振蕩。但積分時間太長,又會當反饋信號急劇變化時,被控物理量難以迅速恢復。因此,積分時間的取值與拖動系統的時間常數有關:拖動系統的時間常數和積分時間是成正比的。
微分(D)控制是在調節系統在進行比例控制和積分控制之前進行的超前控制,采用微分控制的主要原因是控制系統中有滯后性。系統在比例控制之后,被控物理量值未及時的變化,而是比例控制超調的時候開始變化,此時積分作用已不能對比例進行很好的反拉動作用,比例因為慣性在達到理想輸出時向反方向移動,無限制振動。這樣就需要微分提前控制,微分控制曲線如圖04,微分作用是在比例控制之前,提前輸出作用于被控對象,抵消滯后時間,而后比例控制和積分控制起作用,從而避免了被控量的嚴重超調。微分根據差值信號變化的速率,提前給出一個相應的調節動作,從而縮短了調節時間,克服因積分時間過長而
使恢復滯后的缺陷。微分控制參數主要是微分時間,微分時間的取值也與拖動系統的時間常數有關,拖動系統的時間常數與微分時間也是成正比關系。
PID控制是比例、積分、微分結合作用控制,目前比較常見的是PI控制和PID控制,根據實際的被控對象不同,選擇的控制組合方式也不同,但目的曲線是相同的,如圖05所示,圖中Y軸代表測量值及給定刻度。X軸代表時間,給定值是固定的,所以是一條平行于X軸的直線,理論上,我們希望的曲線,是被控量直接向給定量靠近,進而重合,如曲線“理想狀態下的被調節對象測量值曲線”,但實際中并不能實現,客觀上比較理想的是圖中“調節較好的被調節對象測量值曲線”,被控量圍繞給定量振蕩幾個周期后,靠近給定量。實際中,被控量和給定量是不可能完全重合,存在動態的偏差。至于是否能穩定,或者經過幾個周期才平穩,要取決于參數的設置,各個控制環節的性能,還有外擾。3 智能控制技術發展趨勢展望
目前,控制理論與技術向著2個方向發展,一是就一個理論或方法本身的深入研究;二是將不同的方法適當地結合在一起,相互取長補短,發揮各自優勢,形成新的控制系統,獲得單一方法所難以達到的效果,最近出現了下面幾種智能控制中的混合算法。由于專家系統控制、模糊控制和神經網絡控制各有特點,因此目前有些研究者集成這些方法,形成了模糊神經網絡控制和專家模糊控制等多個方向。例如,一種基于神經網絡的模糊焊接控制方法、基于進化計算和神經網絡的財政預算方法、用于醫學診斷的粗集神經網絡專家系統 和基于模糊專家系統的不穩定電壓控制。子波變換、遺傳算法與模糊神經網絡的結合、以及混沌理論等,也將成為智能控制的發展方向。4 結束語
智能控制已初具學科體系,包括基礎理論、技術方法和實際應用等方面。在基礎理論方面,涉及傳統人工智能的知識表示和推理、計算智能(如模糊計算、神經計算和進化計算等)和機器學習等。在技術方法方面,對專家控制、模糊控制、神經控制、學習控制和仿人控制等系統加以研究。目前,在世界范圍內,智能控制和智能自動化科學與技術正在成為自動化領域中最興旺和發展最迅速的一個分支學科,并被許多發達國家確認為面向2l世紀和提高國家競爭力的核心技術。