柔性设计拓展生物医药园区规划

作者:陆洋、洪慧捷、王俊华、郑羲 文章来源:拜耳技术工程(上海)有限公司 发布时间:2015-05-27

通过研究国内生物医药园区发展现状及面临的挑战——结合拜耳实际建设经验,本文讨论了生物医药产业园如何通过厂房的柔性设计与传统设计相结合实现园区的多功能性,进而体现园区规划的前瞻性并更加符合生物医药企业的要求。

通过研究国内生物医药园区发展现状及面临的挑战,结合拜耳实际建设经验,本文讨论了生物医药产业园如何通过厂房的柔性设计与传统设计相结合实现园区的多功能性,进而体现园区规划的前瞻性并更加符合生物医药企业的要求。

生物制药产业园区现状

近年来,中国的生物、医药产业蓬勃、稳定的发展,产业总产值已从 2009 年的世界生物医药行业的第7位上升至第3位,仅次于美国、日本。在国家的大力扶植下,各级政府积极引导生物医药产业向产业集群方向发展,而生物医药产业园区成为目前中国生物医药产业集聚式发展的主要载体。

数据显示,国内已成立的56个国家级高新技术产业开发区中生物医药产业园区22个,同时其余综合性的国家级高新开发区也将生物医药产业作用重点引进对象。80多个地区(城市)提出建设生物医药科技园(生物谷、药谷),省级的生物医药园区已达400多个。我国生物医药产业园区正随着中国生物医药行业的脚步进入高速发展阶段。

生物医药产业园区的规划因所处经济区域,发展重点等诸多因素的影响呈现多种形态,不同程度地涵盖了生物制药、化学制药、中药、医疗器械、制药机械等多个领域。如环渤海湾地区(北京为核心)为医药链互补的临床、创新产业中心,长三角地区为综合性、多跨国公司、生物医药产业中心,珠江三角洲(广州、深圳为核心)为民营资本、商务网络营销产业中心,华中地区(武汉为核心)为新兴综合性产业中心。


图1 一般园区规划功能模块图

园区规划的挑战

高技术、高投入、高风险,长周期是生物医药产业的主要特征。同时各企业既需要考虑法规、产品类型的具体要求,又需要考虑市场预测对项目投资的影响,因此投资谨慎,且一般伴有一个5~10年甚至更长的投资计划。生物医药产业园区的定位、硬、软件配置,是否有利于缩短投资回报周期等考察方向也成为园区前期规划面临的挑战。具体来说,各类资源是否完备是所有生物医药园区规划、运营都必须面对的问题:

首先是人才储备。GMP 明确了对生物医药行业对专业人才的要求,因此当地的人才储备和是否可以组建一支专业的质量管理团队也是制药企业衡量的要素。如北京、江浙沪、广深、武汉等地区在这方面有着明显的优势。

第二是投资环境。政府的扶持是园区前期规划、招商引资的基础,多数生物医药产业园区都能在一定程度上得到当地政府甚至国家的扶持。

第三是环境友好型园区。国家对环保的重视和一些企业三废处理能力有限,使得一个有社会责任感的的生物医药产业园区必须关注废水、废固、废气的处理问题。

第四是土地的使用即园区总平面规划。作为本着服务生物医药投资实体,带动当地经济为主要目的的生物医药产业园区,如何充分利用手中的用地资源,通过合理的总平面布局实现多功能性,满足不同层次的用户需求,成为规划、设计的一个难点,也是园区拥有较大发挥空间的一个方面。

图2 国内某知名药企一期功能用地总图规划

总平规划解决方案

根据拜耳多年积累的内部、外部项目经验,模块化理念运用于生产基地建设,成功案例遍布世界各地。模块化设计理念可用于不同规模的园区建设并实现拓展、升级和正常运营的平行开展。园区一般需具备一下几大功能:

生产区:生产厂房或生产基地;

基础设施:水、电、气、通讯等市政管网的接入;

公用工程岛:提供集中式公用工程供给;

综合服务区:园区管理、物业,生活服务中心,信息平台等;

废液、废固处理:针对生物医药行业特点及排放要求设立相应的处理系统。

仓储物流等。

其中,柔性设计以模块化理念为基础具体应用于生产厂房的设计。柔性设计与传统模式的结合可拓展生物医药产业园区的规划思路,实现园区多功能性,增加投资灵活性,更贴近生物医药企业具体要求。

图3 某跨国制药企业生产基地中轴走廊总体规划

传统模式

常见生产区常用生产基地和标准化厂房这两种模式。

1.可整体规划生产基地:可整体规划生产基地通常为大型生产企业的首选。在园区内部预留一定的空地以便吸引大规模、长周期的投资要求。由于此类企业自身综合能力强,规划阶段,产业园区主要需要协调生产基地的物流走向、公用工程配套等基础问题。

2.标准化厂房:标准化厂房设计为工业园区建设的常规设计思路,具有通用性、配套性、集约性等特点。采用标准厂房建设,有利于优化资源配置,缓解用地紧张矛盾;有利于优化生产力布局,促进中企业发展;有利于培育产业集群,建设先进制造业基地。由于设计统一,配备完善,一次性投入低,较适用于以研发、创新为主的研发中心或中小型生物医药企业。

但由于标准化厂房面积有限,模式单一,扩展性低等实际问题,当生物医药生产企业考虑到GMP 的具体要求和不同产品类型的生产工艺流程时,企业入驻前还需要根据生产设施、设备生产流程、包装运输、质量控制等各个方面要求进行大规模的内部改造,因此标准化厂房作为唯一方案通常无法满足所有生物医药生产企业的要求。

柔性设计的可延展厂房

一定数量的生物医药企业面对市场和投资成本的压力,既需要降低一次性成本投入又需要考虑远期计划的可能性,这给传统的布局模式提出了挑战。将拜耳柔性设计思路用于园区规划,园区建成具有延展性的厂房以满足企业基本生产需求。合理预留空间,通过厂房的可延展性实现企业投资的分期进行。可延展厂房具有以下特点:

符合生物医药行业特点及要求;

满足企业近期生产需求,缩短建设时间;

控制园区投资规模,降低标准厂房可能带来的盲目性;

有助于吸引资本,提高土地利用率;

可实现改扩建对正常生产无影响。


图4 厂房延展中的镜像设计

园区的柔性规划

如上所诉,目前园区面临是如何展现特色,满足医药企业的特殊性,同时,也最有效的利用土地,避免以前的规划是“图上画画,墙上挂挂”的状态。与一般的园区不同,药企的建设受法规的影响很大,如何平衡土地和一次投资的需求也是园区急需考虑的。

根据拜耳的经验,生产用地和辅助用地的比例一般为 6:4。我们也称为生产土地黄金比例,该比例已被许多的实例所证明。其二,园区在规划用地时,考虑一部分公用工程集中供给。其三,园区先期建设一部分柔性设计厂房,这样对于中小型企业具有极大的帮助。另外,还要考虑雨水管道的布置,真正做到百年大计。

案例

生物医药园区如想引进优质资金,则需站在生物医药公司长期发展的角度考虑园区规划方向,暨如何在实现土地的最大利用率的同时满足扩展需求。

以已经拥有成熟产品市场的大型制药企业为例,多期规划使得生产的连续性和如何将产能扩展与大物流相匹配成为选择、建造生产基地的一个重点。“Centralized spine”,中轴走廊的概念最大程度的满足了产量大、扩展空间要求较高的规划要求,此理念源于动物体脊柱作为中枢神经及机体行动支架的重要作用,形象、直观的勾画出如何利用中轴走廊实现多期建设的延伸。图3为某制药公司 10 年内逐步实现厂区扩产、升级建设与正常生产同步运行的成功案例,利用贯穿始终的中轴走廊实现了柔性设计中厂房的可延展性。

以体现 产品高附加值、高灵活性的生物医药企业为例,项目的规划受市场波动及研发成功与否的影响非常大,通常需要设计充分体现多功能性和后期扩展的灵活性。“Blocks”,柔性设计中的模块化理念则体现了生产设施易搭建,易复制的高度灵活性。如具体到配液及灌装生产线如何同时满足中试批次及生产批次的要求并缩短扩产建设流程。某制药公司在设计过程中利用生产设备的模块化(功能柱+移动罐,移动罐数量形式可变化)解决了中试至生产批次跨度的问题,利用镜像拷贝一期生产线的方式实现了多期规划的衔接并缩短了设计及建设流程。对于生物医药园区可利用厂房镜像延展的方式。

小结

综上所述,各大生物医药园区的快速崛起为我国生物制药产业提供了一个集约、高效的发展平台。而放眼未来,如何避年生物医药园区盲目建设,实现长期、稳定的运营将成为发展、规划的重点。因此更需要在前期规划阶段就充分结合生物医药产业的行业特性,通过以生产企业核心需求为导向的服务理念,有效地利用柔性设计的先进思路帮助生物医药企业在降低前期投入的同时实现多期拓展的可能性,达到吸纳各类优质、有发展潜力的投资力量的效果,进而使得我国生物医药园区实现高速发展向稳定运营的过度。

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