生物制药生产中的在线产量预测及经济效益优化

针对生物发酵生产波动大、大量经典优化控制手段难以奏效的特点，本文从建立过程的经济效益函数入手，提出了一种将在线动态优化和稳态调度优化相结合的总体优化方案。效益函数由物料、能量衡算获得，它集产率、得率及产品质量指标于一体，是各罐批创利状况的客观评价函数。效益优化的前提之一是产量预测，故文中叙述了进行在线产量预测的两个方法，即基于模型的和基于人工神经网络的方法。前者采用滚动参数辨识技术，利用现有模型对过程进行短期预测，后者则是适用于一般过程的滚动学习－预测。关于动态效益优化，本文给出了设计思想并基于头孢菌素Ｃ参数自适应模型给出了一个实例。关于人工神经网络，本文结合青霉素发酵生产，证实了神经网络预估器在发酵中、后期的高预测精度和强鲁棒性。这使后继工作，即基于效益函数的统计分析和预测进行稳态调度优化和异常罐批早期诊断等，得以展开。