自动部件清洗机工厂验收测试

对于制药行业来说，对药品生产过程中使用的设备进行工厂验收测试（FAT）是一种常识。FAT是购买GMP设备项目的里程碑。
将用户说明（URS）、功能说明（FS）和设计说明（DS）都整合到设备设计和制造过程中，如图1所示。在有测试设备、公用设施和已培训人员的情况下，在设备生产商的工厂按生产类似的条件进行工厂验收测试，确保设备的功能符合预期的设备。在设备生产商工厂纠正问题和实施设计变更易实施且成本更低。良好组织和实施的工厂验收测试（FAT），能够容易地过渡到部件清洗机交付后的现场验收测试（SAT）、确认和持续监控。
基于以往的经验，这篇文章展示了对部件清洗机进行工厂验收测试的良好规范和要避免内容。同时使用了一个案例展示了实施工厂验收测试（FAT）的优势。
文件
只要供应商达到以下条件，设备和项目相关的文件通常使用设备生产商的格式：
■ 具有可接受的质量体系（理想的情况下由第三方认可的体系）；
■ 证明具有必要的技术能力和专业知识。
■ 遵守良好的工程管理规范
■ 至少得到相关主题专家SME和有资质人员的批准

通常期望控制系统遵循 GAMP® 5的要求。工厂验收测试FAT文件越完整，越容易实施现场验收测试SAT、安装确认IQ、运行确认OQ和性能确认PQ活动。
项目文件分为2类：预交付的和后交付的文件（译者注：本文FAT的实施的节点进行文件分类）。
后交付的文件：在完成现场验收测试FAT和纠正活动后，向用户提交的文件。通常以纸质形式或电子形式提供文件（也可以同时提交纸质和电子文件）。典型的内容包括：
■ 操作人员/用户手册
■ 制造和确认文件
■ 总布置图
■ 清洗支架和附件图纸（若有）
■ 焊接方法说明
■ 程序确认报告
■ 表面粗糙度报告
■ 焊缝图
■ 焊接记录
■ 材质证明
■ 过滤器证明
■ 化学输送系统说明（若与其他文件分开）
■ 控制系统验证文件
■ 软件历史
■ 硬件设计说明
■ 软件设计说明
■ 软件模块说明
■ 软件模块测试说明
■ 软件模块测试报告
■ 系统接收测试（软件测试文件）
■ 系统接收测试报告FAT方案

预交付的文件
在设备制造前将预交付文件提交给客户，确保设备生产商和客户在所要求的设备的特性、文件、测试需求、交付时间等方面达成共识。通常分为一份书面的订单确认书和一份提交包。一旦设备的设计完成，“制造认证”文件和图纸要发给用户进行批准。标准的提交包包含以下内容：
■ 交付单
■ 显示设备布局、公用设施和安装需求的图纸
■ 工艺和仪表图 (P&ID)
■ 推荐的备件清单
■ 显示主要部件布局和位置的布置图
■ 接线/电路图
■ 功能说明
■ 项目进度
■ 工厂验收测试方案FAT  (有时带着“制造认证”一起发送或只发送“问题纠正”包)。
总项目进度应留给生厂商大约4到6周的时间开发预提交文件包，并留出2到3周的时间给客户进行批准。

表 A: 仪表校准检查表

经批准，清洗机生产商实施用户的意见。若有意见，生产商提供更新后的施工图纸。如果推迟发放或批准这些文件，将会在时间方面产生消极影响。变更申请会影响价格或交付时间。

工厂验收测试
工厂验收测试FAT，是整合的设备确认计划的一部分，是设计的挑战实验确保功能符合预期要求。尽可能在接近真实的条件下对设备进行测试，使用与现场条件一致的电气配置、公用设施条件、校准测量设备。
工厂验收测试FAT是确认设备是按照已批准的设计图纸、技术说明和用户订单制造的。典型的FAT由客户代表见证下需要2到3天的时间进行测试。客户的喜好和目的决定了客户代表的人数，但是通常包括来自工程部门和验证部门的相关主题专家SME。生产商和用户都要明白，在FAT之后需要更新设备文件。并且在设备发运后需要发放最终版的设备文件。
FAT文件包含标准操作规程和其他确认文件的通用内容，例如介绍、目的、范围、职责、概述、偏差、变更控制、纠正、测试方法和结果。FAT文件应包含软件版本确认、P&ID检查、焊接检查、仪表检查、报警确认和核黄素覆盖实验（图2）。最后通过设备号或设备序列号为文件指定文件编号，以及文件的版本。

设备配置检查
这个过程是确认用户采购部件的安装情况。通常通过P&ID的现场检查来实施，P&ID描述和解释了所有的子系统，并确认了清洗机的功能。通过一个操作工阅读P&ID同时另一个操作工核实实物的方式，可以轻松地完成检查，P&ID图纸应与竣工的配置保持一致。P&ID图纸上的任何偏差要通过红线标出，并且要签名签日期进行备注。当完成此项检查时，操作员要在P&ID图纸和FAT记录表格上签名签日期。图3展示了一个自动清洗机的典型P&ID图纸。

文件检查
之后，操作员要检查客户所采购文件的准备情况。标准的文件通常由阀门、传感器、温度变送器等非专用部件的部件手册或活页、控制系统文件、制造文件、和其他例如用户手册、安装检查表、备件清单和预防性维护计划等文件。组件手册和控制系统文件应与已确认的P&ID图纸一致。确认的文件名称和版本号要记录在FAT文件中，纸质文件和电子版文件要进行归档。通常购买额外的文件包包含更多信息。

表B: 报警和消息测试
附件和架子
对于合适的清洗操作，装载用的架子和附件是基本的要求。确认所有部件都具备是很关键的。这些部件包括篮子、主轴、夹子和其他物品。应检查架子和附件的所有图纸，并在FAT文件中记录版本号。应包括可替换的部件清单。架子和附件的任何变更应作为FAT的一部分进行记录。
由于某些原因FAT期间客户订购设备上的架子不可用，制造商可以使用测试架子实施清洗程序。理想的情况下，清洗机的附件应与主机同时进行订购；然而这么多年来，我们看到用户经常在确定装载配置之前订购清洗设备；这种现象解释了为什么在项目后期会订购专用的架子。如果附件在FAT结束后到货，那么可以修订SAT或确认文件并使用这些内容进行确认。如果附件较为复杂，在发运之前可以计划开展一次独立的FAT来合适附件的设计和性能。

工厂设置确认
操作就绪情况
工厂设置确认应对软件、电气输入、电气输出、仪表校准/调整、报警/通讯测试进行审核。
软件: 证明主机的软件已经根据购买的项目进行了配置。建议用户在FAT开始前和FAT完成后保存这一版本的软件。
电气输入:通过输入信号并确认控制面板的反馈，核实输入信号的电气连续性。
电气输出: 通过在控制触控板上激活合适的输出并在输出设备上确认反应，核实输出信号的电气连续性。
仪表校准/调整: 核实所有仪表都已经得到校准或设置。为了证明仪表的适用性，核实了每种仪表的检查程序的执行情况，并按表A中的形式记录结果。
报警/通讯测试: 当报警条件出现时，证明主机反应的合适性。通过模拟产生报警条件，并通过操作员控制面板核实报警。在进行报警和通讯测试期间，记录报警激活的程序是非常重要的，以便于在SAT或者运行确认阶段重复地执行报警测试。
当触发一个具体的报警或通讯时，说明对操作员或设备的安全风险是很重要的。应记录通过激活代码或软件编辑方式触发的报警。表B是典型的报警测试程序。

操作测试
程序测试是执行一个标准程序来证明清洗机的合适操作顺序（预清洗、清洗、冲洗）。对于编程的程序，应重复进行每一个操作测试。如果在FAT之前还没有确定具体的程序，可以执行一个标准测试程序（包括典型的浓度、温度、时间、和最终清洗水的PH或电导率，来确认程序中的每个阶段都是可操作的）。表C是一个典型的操作测试程序。

性能测试
强烈推荐在工厂进行一些类型的性能测试，可以显著地降低在用户场地完成PQ所需的时间。理想情况下，使用用户提供的实际部件和订购的具体装载附件进行测试。当不能使用这些部件时，可以使用代表性的部件和附件。在FAT期间应完成2大类的测试：覆盖和清洗。这些测试通常包括一个方案和报告。
覆盖测试 使用核黄素溶液作为污染物。将核黄素溶液喷洒在部件需要清洗的内外表面上；表面的核黄素可以是干的也可以不是。之后把要清洗的部件放置在清洗机的附件上，使用冲洗程序进行处理。当清洗程序运行结束后，使用LUYOR-3180LED黑光灯检查已清洗的部件。不能被喷淋系统覆盖的任何表面可以轻易地检测出来。
清洗测试 可以使用用户提供的部件和污染物实施测试。使用污染物覆盖将要清洗的部件后，将部件放置在清洗机的附件上，使用完整的清洗程序进行处理。应考虑具体的装载形式，并作为污染物的脏保持时间的测试条件。可由用户检查已清洗的部件，如有需要，为确保得到满意的结果可对程序和附件进行变更。在FAT期间实施这项一个主要优势是在工厂比在清洗机的最后安装地点更加容易地变更清洗机和相关的附件。

邮寄污染物可能是不现实的，可以考虑第三种替代的方法：许多清洗机供应商可以实施清洗测试，来支持清洗机的选择和清洗参数的开发。覆盖污染物的试样或部件可以邮寄给供应商进行分析。理想的情况下，可以和自动部件清洗机设计所需URS、FS和DS的开发一并实施上述测试。在FAT实施期间，将污染物分析和覆盖测试联合实施，可以为清洗剂、工艺参数和清洗机附件的选择提供有力地支持，可以显著降低PQ阶段“糟糕的惊喜”的风险。
案例1覆盖和清洗测试

在这个案例中，用户是一家全球注册的化妆品公司，其生产设施分布在多个。用户采购了一台自动部件清洗机用来清洗灌装线部件，从而减少人工清洗操作、增加清洗能力、降低人工清洗的化学安全问题、并改进清洗效果的一致性。对于一系列的粘性的护肤品进行实验室评估。
实验室评估的目的是确定搅拌浸没、CIP喷淋清洗和自动部件清洗机的使用的更佳的清洗参数，从而清洗不锈钢罐、聚酯罐和设备上的产品。测试的污染物包括：
■ 润肤晚霜
■ 唇膏
■ 强效保湿霜
■ 含有FDA注册药物活性成分的婴儿防晒霜
■ 含有FDA注册药物活性成分的面霜
■ 含有FDA注册药物活性成分的SPF30天保湿乳膏
在实验室评估阶段所分析的关键参数包括：清洗作用、温度的变化、化学清洗的变化、清洁剂浓度的变化、多个清洗步骤、冲洗和清洗时间的变化、和水的质量（图4）。如果试样目视清洁和无水迹覆盖，并且覆盖清洗前后的重量相等（0.0mg残留），则认为试样是清洁的。对于不锈钢试样若已经开发了清洗参数，应由用户使用清洗机对已喷淋核黄素的样品进行测试。
使用0.2g/L的核黄素溶液喷淋部件，并干燥4小时。之后将部件放置在定制的架子上，并放入清洗机内。在短暂的清洗程序后将清洗部件卸载，使用LUYOR-3180LED黑光灯检查核黄素的痕迹。

性能测试
用户提供了下述产品作为装载测试的污染物。基于分类策略确定以下产品是最难清洁的。
■ 唇膏
■ 婴儿防晒霜
■ 面霜

基于实验室评估结果，清洗机供应商确定下述参数：
■ 在60°C–80°C的条件下预清洗2到5分钟
■ 使用浓度5% 碱性清洗剂 在(80°C, 15 minutes)条件下清洗
在部件上覆盖用户提供的污染物（乳膏），将部件放置在定制的架子上，使用推荐的程序在清洗机内清洗。当清洗程序完成时，对部件进行检查（图7和图8）。

 正如图10所示，一些区域没有得到合适的清洗。根本原因是带有开口的T形接头的位置不好，不能正对清洗机侧面的喷嘴。此区域的喷淋覆盖不充分。可以调整部件的位置轻松地处理这个问题，以便存在问题的区域面向侧面的喷嘴。更新的清洗程序防止类似的情况重复发生。

结论
对于部件清洗机的生命周期模型中的设计阶段，FAT是一个关键的项目里程碑。部件清洗机的设计基于URS、FS和DS。FAT同时也提供了对于用户与清洗剂供应商、设备供应商紧密工作的机会，来评估清洗机从而使其符合预期的设计需求。可以在清洗机设计和建造阶段同时进行清洗剂的选择和清洗参数的确定。FAT允许用户在设备专家的指导下，符合清洗机的预期功能。如果发生问题或需要进行设计变更可以在FAT期间处理；也可以给设备供应商、清洗剂供应商或用户增加一份剩余工作清单，从而在设备发运之前或设备安装之前进行处理。对部件清洗机而言，良好准备和良好实施的FAT可以减少SOP开发和确认测试所需的资源和时间。