完整的验证生命周期概述
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一个好的设计源于一个能被设计者充分理解的 URS，需要制药企业有经验的专业 人员起草，并且有专业团队讨论决定，应有生产、质量、维修、工程、多方面人员共同 参与，同设计人员共同完成设计。
一个好的 URS 应该符合 SMART 原则，即： — S, Specification 每个需求要有明确的标准； — M, Measurable 每个需求都能够通过测试或确认来证实该设备是否满足需求 的； — A, Achievable 每个需求都是能够实现、清楚和明确的； — R, Repeat 每个需求的测试结果可以重复测得； — T, Traceability 每个需求都能通过设计和测试进行跟踪的。 根据图 3-1 所示，URS 在验证中处于基础的地位。用户需求标准通常在技术和质 量部门的支持下由设备所属部门或者使用部门起草，质量管理人员批准。 3.1.3. 制定用户需求标准的目的 制定用户需求标准有以下两个目的：
Flow Diagram, 工艺流程图） • 控制系统硬件说明 • 控制系统软件说明 • 工作环境要求 • 电气工艺要求 • 输入输出说明 • 系统数据说明 • 程序功能原理等 亦即要列出： • 部件一览表：包括选型、规格和品牌-管道、阀门、过滤器等等。 • 材料一览表：包括牌号、规格，甚至供应商。 • 结构细部图：搅拌、轴封、出料口、密封件等。 当该文件由供应商的标准文件（如说明书）组成时，通常该文件同设计确认相结合。 3.2.3. 设计确认 DQ (Design Qualification)
完整的验证生命周期概述
药品在生产制造的过程中需透过层层严密的确认，来证实药品的安全性及其品质是 否确实有效、可靠，而要达到这样的目的，必须对各种生产有关的事项，做一连串符合 科学性的评价，包括各种生产设备、环境、生产工艺、计量仪器、分析方法等的验证。
验证是建立一个书面的证据，保证用一个特殊的过程来始终如一地生产产品，是保 证符合客户预先确定规格的质量特性。我们要进行验证，就必须设计出一套审慎周密的 验证（Validation）计划及有效的测试（Test）方法，一套完整的验证计划（即验证生命 周期）通常包含图 3- 1 验证生命周期 V-Model 的内容。
3.2.3.1 设计确认概述 在欧盟 GMP、PIC/S 以及 ICH 中都对设计确认(Design Qualification, DQ)有要求。
在中国 GMP2010 版中，同样也要求设计确认作为整个确认活动的起点。 欧盟 GMP 附录 15 确认与验证（EU GMP Annex15） • 第 9 条：新厂房、设施或设备的第一元素为设计确认。 The first element of the validation of facilities, systems or equipment could be design qualification. • 第 10 条：为确保设计遵守 GMP 要求应证明并记录成文。 The compliance of the design with GMP should be demonstrated and documented. 国际药品检查协会组织-对验证总计划、安装确认和运行确认、非无菌工艺验证和 清洁验证的建议（PIC/S） • 2.3.1：建筑物、公用工程、设备和工艺的设计应符合现行 GMP 要求，通常需 要进行设计确认。 The premises, the supporting utilities, the equipment and the processes have been designed in accordance with the requirements of the current GMP. This normally constitutes Design Qualification or DQ. 原料药的优良制造规范 GMP 指南（ICH Q7a） • 12.30 设计确认：为证实厂房设施、系统和设备的拟用设计适合于既定目标所提 供的文件证明。 Design Qualification (DQ): Documented verification that the proposed design of the facilities, equipment, or systems is suitable for the intended purpose. FDA cGMP
对于复杂的设备，按照实际使用需求，可能需要将电子记录、电子签名的需求（FDA 21 CFR Part 11）记录在该文件中。通常电子记录、电子签名的要求包括但不限于：审 计追踪、数据的保存、数据的恢复、逻辑安全和电子签名。
3.2. 设计阶段
3.2.1. 功能说明 FS（Functional Specification） 3.2.1.1 功能说明概述 功能说明（Functional Specification, FS）描述了如何来实现 URS 中所描述的要求
结报告，最终以设备报废作为验证生命周期终点。 本章将以验证生命流程图内容划分为：计划和需求阶段、设计阶段、开发测试阶段、
确认阶段、使用阶段和报废阶段分别进行阐述。
3.1. 计划和需求阶段
3.1.1. 用户需求标准（URS）概述 URS（User Requirement Specification , 用户需求标准），是指制药企业对设备、
和目标，明确说明了系统预期的实现方式。FS 通常由供应商来完成，但是需要用户审 核、批准该文件。
功能说明经过批准之后，由用户进行审查是否有与 URS 中所述要求有冲突之处及 是否确实能够实现此类要求。FS 即作为用户和项目执行方在实现及管理本项目方面具 有约束力的协议。
3.2.1.2 功能说明作用 FS 在如何满足用户需求的前提下对设备的功能进行记录，FS 是对应用于 URS 并 有助于用户和供应商熟悉设备功能的文件，主要对设备自身所具备的所有功能进行说 明。 3.2.1.3 功能说明目的 FS 将 URS 描述功能在设备的设计、材料的选用、附件的设计或选用上做出详细的 描述，对 URS 做出一一对应的策略。 3.2.1.4 功能说明内容 功能说明内容包括但不限于描述以下内容： • 操作模式； • 过程状态（所有操作过程阶段/步骤/程序、状态及相互功能转换）； • 报警（各类报警系统及类别描述等）； • 密码权限； • 系统数据； • 其它控制系统所具备的功能等。 对一些简单的设备或已经详细了解设计方案的设备，功能说明可以和设计说明合并 成一个文件即功能设计说明（Functional Design Specification, FDS）文件。 3.2.2. 设计说明 DS（Design Specification）
— 以文件形式记录和证明制造商生产的产品应满足的所有要求； — 提供相应的文件来保证制造商生产的产品符合用户的需求。 URS 需要使用符合技术设备规范的语言，其中对设备功能、技术指标、运行参数 做到详细而明确的描述，它将作为采购合同、设备设计制造、安装调试、直至最终验收 的技术文件，同时通过考虑投资成本、技术能力、设备使用可靠性，来评估 URS 的可 行性以及可能存在的风险。 3.1.4. 用户需求标准的内容 通过 URS 编写涵盖的方面描述编写内容，通常包括： • 生产规模以及产品性质
生产产品名称、剂型以及其物理、化学特性。 对产品市场描述，预计年产量，产品涉及设备等。 • 材质选择 可从直接接触产品表面材质需求以及不直接接触产品表面材质需求进行考 虑。所要求材质需保证不与产品发生反应，或者不脱落、吸附、释放，不对产 品质量产生不利影响等。 还应包括使用的非金属材料如橡胶材料、润滑剂、冷却液等材质。 • 设备构造选择 设备设计应便于操作，不易使操作人员发生操作错误，避免因操作疲劳而导 致错误。 设备的结构设计应便于拆装、清洁、维修。根据设计，设备应有足够的维修 空间；容易坏损配件应便于拆装；重要的设备故障信息应通过设备故障报警装 置进行显示等。 需清洗的设备表面应光滑，接触产品表面以及不接触产品表面应平整、光洁、 无死角，便于日常清洁。日常清洗部件应易洗、易装、耐磨损，零件以及安装 部位有明显可见的定位标记，以避免零部件安装错位。 设备放置润滑油、冷却液部位应密封，防止润滑油以及冷却液泄露而造成对 产品的污染。经风险分析为高风险的部位，应使用食用级润滑油和冷却液。 应对生产过程中易产生粉尘设备设置密闭或装配除尘装置，并对此类装置配 置防止倒灌或者除尘设施。 • 工艺要求
设备最大生产能力应大于工艺生产最大量，避免设备长期处于高负荷工作状 态而增加坏损几率。 设备应满足工艺过程中各项工艺参数要求，符合工艺流程要求。 • 检测功能 衡器、量具和测量仪器的测量范围、精度、分辨率等满足工艺要求，工艺需 求的精度并非测量设备的最高精度。 推荐使用在线监测功能，可对生产过程中关键工艺参数进行监控。 • 环境健康安全（Environment Health Safety, EHS）要求 需要考虑安全环境的法规要求。 安装环境包括生产产品所处的洁净区等级、是否需要跨区域安装，与外室是 否保持相对负压等。 环境湿度允许范围，光照度允许范围等。 是否有防爆、除尘装置。 排放的工艺废气、废水是否经过处理，以保证其满足安全、环保要求。 需要考虑产品使用者安全以及操作人员人身安全。 • 公用工程要求 公用工程提供的水、电、汽等应同设备同时设计、施工、验收。 • 自控系统 需考虑自控系统应满足的法律法规要求。 设备的自控系统应按照工艺需求和用户需求标准内对自控系统要求，来保证 自控系统满足用户需求并对验证提供依据。 • 清洗设备 清洗设备推荐使用自动清洗功能。 清洗区的清洗设备、干燥设备以及区域建议设计为将清洗物按照进口、出口 处分区域设计。防止未清洗设备对已清洗设备产生污染。 推荐使用就地自动清洗设备，并配备在线清洁检测装置。 • 技术资料要求 包括但不限于：操作手册、维修保养手册、产品合格证、材质证明、计量仪 器校准证明、竣工图纸等。 按照合同要求针对以上文件对操作人员进行培训。
厂房、硬件设施、系统等提出的自己的期望使用需求说明，这个需求综合根据自己的使 用目的、环境、用途等提出自己具体的方案。
设备供应商依据制药企业提供的 URS 进行设备设计，待客户完成设计确认后，再 进行设备的制造。用户需求标准一般是系列技术说明中的第一个。它是用户对项目范围 的预期情况进行的高层次说明，重点强调产品参数和工艺性能参数。
由于制药设备的选型和设计需慎重考虑防止污染以及交叉污染、混淆和差错，并且 合理满足工艺需求的因素，因此通常通过起草 URS 来指导设备的设计和选型。URS 需 要满足法规和工艺设计要求的前提下，涉及生产规划、设备使用操作、设备清洗维修、 产品生产工艺、质量控制、安全环境健康、生产效率等诸多因素。 3.1.2. 用户来自百度文库求标准（URS）的作用
验证是药品生产工艺流程确认的一环，而设计确认、安装确认、运行确认和性能确 认分别是验证中的一环。
该部分所指的设备不只是生产设备，也包括公用设施（如纯化水系统、注射用水系 统、仓储系统、压缩空气系统和空气净化系统）以及实验室分析仪器等。
图 3- 1 验证生命周期 V-Model
通过图 3-1 验证生命周期 V-Model 内容可将验证生命周期分为以下几个阶段：即可 将起点定义为用户需求标准（URS）编制开始，经过功能说明（FS）、设计说明（DS）、 由设计确认（DQ）、安装确认（IQ）、运行确认（OQ）、性能确认（PQ）、编写验证总
3.2.2.1 设计说明概述 设计说明（Design Specification, DS）通常由供应商来完成，并且供应商拥有该文 件的所有权和保密权，但是需要用户审核和批准该文件。 3.2.2.2 设计说明作用 设计说明需说明如何满足 FS 和 URS 的详细的、具体的要求，需要详细和准确， 通过设计说明，使用者能够知道设备的正确安装、测试和维护。 3.2.2.3 设计说明目的 设计说明主要目的是用详细的技术语言定义如何开发设备才能够提供需要的功能。 3.2.2.4 设计说明内容 为了说明如何来满足 FS 及 URS 的详细的、具体的要求，一般其内容包括机械的、 电子的、软件等方面具体描述或选择。对可能产生污染或故障的可能性要进行风险分析 和评估。其内容应该包括但不限于以下内容： • P&ID（Piping and Instrument Diagram, 管路仪表图）和 P&FD（Process and
一个好的 URS 应该符合 SMART 原则，即： — S, Specification 每个需求要有明确的标准； — M, Measurable 每个需求都能够通过测试或确认来证实该设备是否满足需求 的； — A, Achievable 每个需求都是能够实现、清楚和明确的； — R, Repeat 每个需求的测试结果可以重复测得； — T, Traceability 每个需求都能通过设计和测试进行跟踪的。 根据图 3-1 所示，URS 在验证中处于基础的地位。用户需求标准通常在技术和质 量部门的支持下由设备所属部门或者使用部门起草，质量管理人员批准。 3.1.3. 制定用户需求标准的目的 制定用户需求标准有以下两个目的：
Flow Diagram, 工艺流程图） • 控制系统硬件说明 • 控制系统软件说明 • 工作环境要求 • 电气工艺要求 • 输入输出说明 • 系统数据说明 • 程序功能原理等 亦即要列出： • 部件一览表：包括选型、规格和品牌-管道、阀门、过滤器等等。 • 材料一览表：包括牌号、规格，甚至供应商。 • 结构细部图：搅拌、轴封、出料口、密封件等。 当该文件由供应商的标准文件（如说明书）组成时，通常该文件同设计确认相结合。 3.2.3. 设计确认 DQ (Design Qualification)
完整的验证生命周期概述
药品在生产制造的过程中需透过层层严密的确认，来证实药品的安全性及其品质是 否确实有效、可靠，而要达到这样的目的，必须对各种生产有关的事项，做一连串符合 科学性的评价，包括各种生产设备、环境、生产工艺、计量仪器、分析方法等的验证。
验证是建立一个书面的证据，保证用一个特殊的过程来始终如一地生产产品，是保 证符合客户预先确定规格的质量特性。我们要进行验证，就必须设计出一套审慎周密的 验证（Validation）计划及有效的测试（Test）方法，一套完整的验证计划（即验证生命 周期）通常包含图 3- 1 验证生命周期 V-Model 的内容。
3.2.3.1 设计确认概述 在欧盟 GMP、PIC/S 以及 ICH 中都对设计确认(Design Qualification, DQ)有要求。
在中国 GMP2010 版中，同样也要求设计确认作为整个确认活动的起点。 欧盟 GMP 附录 15 确认与验证（EU GMP Annex15） • 第 9 条：新厂房、设施或设备的第一元素为设计确认。 The first element of the validation of facilities, systems or equipment could be design qualification. • 第 10 条：为确保设计遵守 GMP 要求应证明并记录成文。 The compliance of the design with GMP should be demonstrated and documented. 国际药品检查协会组织-对验证总计划、安装确认和运行确认、非无菌工艺验证和 清洁验证的建议（PIC/S） • 2.3.1：建筑物、公用工程、设备和工艺的设计应符合现行 GMP 要求，通常需 要进行设计确认。 The premises, the supporting utilities, the equipment and the processes have been designed in accordance with the requirements of the current GMP. This normally constitutes Design Qualification or DQ. 原料药的优良制造规范 GMP 指南（ICH Q7a） • 12.30 设计确认：为证实厂房设施、系统和设备的拟用设计适合于既定目标所提 供的文件证明。 Design Qualification (DQ): Documented verification that the proposed design of the facilities, equipment, or systems is suitable for the intended purpose. FDA cGMP
对于复杂的设备，按照实际使用需求，可能需要将电子记录、电子签名的需求（FDA 21 CFR Part 11）记录在该文件中。通常电子记录、电子签名的要求包括但不限于：审 计追踪、数据的保存、数据的恢复、逻辑安全和电子签名。
3.2. 设计阶段
3.2.1. 功能说明 FS（Functional Specification） 3.2.1.1 功能说明概述 功能说明（Functional Specification, FS）描述了如何来实现 URS 中所描述的要求
结报告，最终以设备报废作为验证生命周期终点。 本章将以验证生命流程图内容划分为：计划和需求阶段、设计阶段、开发测试阶段、
确认阶段、使用阶段和报废阶段分别进行阐述。
3.1. 计划和需求阶段
3.1.1. 用户需求标准（URS）概述 URS（User Requirement Specification , 用户需求标准），是指制药企业对设备、
和目标，明确说明了系统预期的实现方式。FS 通常由供应商来完成，但是需要用户审 核、批准该文件。
功能说明经过批准之后，由用户进行审查是否有与 URS 中所述要求有冲突之处及 是否确实能够实现此类要求。FS 即作为用户和项目执行方在实现及管理本项目方面具 有约束力的协议。
3.2.1.2 功能说明作用 FS 在如何满足用户需求的前提下对设备的功能进行记录，FS 是对应用于 URS 并 有助于用户和供应商熟悉设备功能的文件，主要对设备自身所具备的所有功能进行说 明。 3.2.1.3 功能说明目的 FS 将 URS 描述功能在设备的设计、材料的选用、附件的设计或选用上做出详细的 描述，对 URS 做出一一对应的策略。 3.2.1.4 功能说明内容 功能说明内容包括但不限于描述以下内容： • 操作模式； • 过程状态（所有操作过程阶段/步骤/程序、状态及相互功能转换）； • 报警（各类报警系统及类别描述等）； • 密码权限； • 系统数据； • 其它控制系统所具备的功能等。 对一些简单的设备或已经详细了解设计方案的设备，功能说明可以和设计说明合并 成一个文件即功能设计说明（Functional Design Specification, FDS）文件。 3.2.2. 设计说明 DS（Design Specification）
— 以文件形式记录和证明制造商生产的产品应满足的所有要求； — 提供相应的文件来保证制造商生产的产品符合用户的需求。 URS 需要使用符合技术设备规范的语言，其中对设备功能、技术指标、运行参数 做到详细而明确的描述，它将作为采购合同、设备设计制造、安装调试、直至最终验收 的技术文件，同时通过考虑投资成本、技术能力、设备使用可靠性，来评估 URS 的可 行性以及可能存在的风险。 3.1.4. 用户需求标准的内容 通过 URS 编写涵盖的方面描述编写内容，通常包括： • 生产规模以及产品性质
生产产品名称、剂型以及其物理、化学特性。 对产品市场描述，预计年产量，产品涉及设备等。 • 材质选择 可从直接接触产品表面材质需求以及不直接接触产品表面材质需求进行考 虑。所要求材质需保证不与产品发生反应，或者不脱落、吸附、释放，不对产 品质量产生不利影响等。 还应包括使用的非金属材料如橡胶材料、润滑剂、冷却液等材质。 • 设备构造选择 设备设计应便于操作，不易使操作人员发生操作错误，避免因操作疲劳而导 致错误。 设备的结构设计应便于拆装、清洁、维修。根据设计，设备应有足够的维修 空间；容易坏损配件应便于拆装；重要的设备故障信息应通过设备故障报警装 置进行显示等。 需清洗的设备表面应光滑，接触产品表面以及不接触产品表面应平整、光洁、 无死角，便于日常清洁。日常清洗部件应易洗、易装、耐磨损，零件以及安装 部位有明显可见的定位标记，以避免零部件安装错位。 设备放置润滑油、冷却液部位应密封，防止润滑油以及冷却液泄露而造成对 产品的污染。经风险分析为高风险的部位，应使用食用级润滑油和冷却液。 应对生产过程中易产生粉尘设备设置密闭或装配除尘装置，并对此类装置配 置防止倒灌或者除尘设施。 • 工艺要求
设备最大生产能力应大于工艺生产最大量，避免设备长期处于高负荷工作状 态而增加坏损几率。 设备应满足工艺过程中各项工艺参数要求，符合工艺流程要求。 • 检测功能 衡器、量具和测量仪器的测量范围、精度、分辨率等满足工艺要求，工艺需 求的精度并非测量设备的最高精度。 推荐使用在线监测功能，可对生产过程中关键工艺参数进行监控。 • 环境健康安全（Environment Health Safety, EHS）要求 需要考虑安全环境的法规要求。 安装环境包括生产产品所处的洁净区等级、是否需要跨区域安装，与外室是 否保持相对负压等。 环境湿度允许范围，光照度允许范围等。 是否有防爆、除尘装置。 排放的工艺废气、废水是否经过处理，以保证其满足安全、环保要求。 需要考虑产品使用者安全以及操作人员人身安全。 • 公用工程要求 公用工程提供的水、电、汽等应同设备同时设计、施工、验收。 • 自控系统 需考虑自控系统应满足的法律法规要求。 设备的自控系统应按照工艺需求和用户需求标准内对自控系统要求，来保证 自控系统满足用户需求并对验证提供依据。 • 清洗设备 清洗设备推荐使用自动清洗功能。 清洗区的清洗设备、干燥设备以及区域建议设计为将清洗物按照进口、出口 处分区域设计。防止未清洗设备对已清洗设备产生污染。 推荐使用就地自动清洗设备，并配备在线清洁检测装置。 • 技术资料要求 包括但不限于：操作手册、维修保养手册、产品合格证、材质证明、计量仪 器校准证明、竣工图纸等。 按照合同要求针对以上文件对操作人员进行培训。
厂房、硬件设施、系统等提出的自己的期望使用需求说明，这个需求综合根据自己的使 用目的、环境、用途等提出自己具体的方案。
设备供应商依据制药企业提供的 URS 进行设备设计，待客户完成设计确认后，再 进行设备的制造。用户需求标准一般是系列技术说明中的第一个。它是用户对项目范围 的预期情况进行的高层次说明，重点强调产品参数和工艺性能参数。
由于制药设备的选型和设计需慎重考虑防止污染以及交叉污染、混淆和差错，并且 合理满足工艺需求的因素，因此通常通过起草 URS 来指导设备的设计和选型。URS 需 要满足法规和工艺设计要求的前提下，涉及生产规划、设备使用操作、设备清洗维修、 产品生产工艺、质量控制、安全环境健康、生产效率等诸多因素。 3.1.2. 用户来自百度文库求标准（URS）的作用
验证是药品生产工艺流程确认的一环，而设计确认、安装确认、运行确认和性能确 认分别是验证中的一环。
该部分所指的设备不只是生产设备，也包括公用设施（如纯化水系统、注射用水系 统、仓储系统、压缩空气系统和空气净化系统）以及实验室分析仪器等。
图 3- 1 验证生命周期 V-Model
通过图 3-1 验证生命周期 V-Model 内容可将验证生命周期分为以下几个阶段：即可 将起点定义为用户需求标准（URS）编制开始，经过功能说明（FS）、设计说明（DS）、 由设计确认（DQ）、安装确认（IQ）、运行确认（OQ）、性能确认（PQ）、编写验证总
3.2.2.1 设计说明概述 设计说明（Design Specification, DS）通常由供应商来完成，并且供应商拥有该文 件的所有权和保密权，但是需要用户审核和批准该文件。 3.2.2.2 设计说明作用 设计说明需说明如何满足 FS 和 URS 的详细的、具体的要求，需要详细和准确， 通过设计说明，使用者能够知道设备的正确安装、测试和维护。 3.2.2.3 设计说明目的 设计说明主要目的是用详细的技术语言定义如何开发设备才能够提供需要的功能。 3.2.2.4 设计说明内容 为了说明如何来满足 FS 及 URS 的详细的、具体的要求，一般其内容包括机械的、 电子的、软件等方面具体描述或选择。对可能产生污染或故障的可能性要进行风险分析 和评估。其内容应该包括但不限于以下内容： • P&ID（Piping and Instrument Diagram, 管路仪表图）和 P&FD（Process and