作者：國工智能市場部—陳晨

針對(duì)化工企業(yè)生產(chǎn)過程中取樣遇到的難點(diǎn)問題，國工智能聯(lián)合浙江六合工程技術(shù)有限公司共同研發(fā)了自動(dòng)化采樣系統(tǒng)，即實(shí)驗(yàn)室與質(zhì)量管理系統(tǒng)（LIMS）結(jié)合自動(dòng)采樣器從而實(shí)現(xiàn)采樣過程的全自動(dòng)化無接觸采樣，為生產(chǎn)、檢驗(yàn)提高效率，減少人身傷害。

化工企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場都要涉及到取樣工作，而取樣需要分時(shí)間段進(jìn)行，一個(gè)反應(yīng)釜內(nèi)有大量的化學(xué)藥品在反應(yīng)，企業(yè)需要知道藥品到底反應(yīng)多長時(shí)間才能得到更純凈的化學(xué)物質(zhì)，所以要確保化學(xué)藥品充分反應(yīng)，要知道反應(yīng)的進(jìn)度、速度等等。因?yàn)橐粋€(gè)反應(yīng)要10幾個(gè)小時(shí)，如果不知道進(jìn)度不能確定反應(yīng)釜要被占用多久，設(shè)備的利用率就會(huì)特別差。靠什么來知道反應(yīng)的進(jìn)度、速度，就要依靠抽檢，要從反應(yīng)釜內(nèi)取樣，質(zhì)檢人員要定時(shí)取樣來檢驗(yàn)、分析反應(yīng)是否充分，包括樣品顏色、色澤、品相等一系列是否有問題，如果反應(yīng)有問題，可以通過比如添加催化劑、溶劑等手段確保成品的質(zhì)量。

分時(shí)間段取樣就要求檢驗(yàn)人員嚴(yán)格按照時(shí)間點(diǎn)定時(shí)取樣，信息化系統(tǒng)比如國工生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)（MES）、國工實(shí)驗(yàn)室與質(zhì)量管理系統(tǒng)（LIMS）只能起到提醒的作用，到時(shí)間可以提醒人員取樣，但是車間內(nèi)有上百個(gè)甚至幾百個(gè)反應(yīng)釜。如果取樣時(shí)間點(diǎn)接近或者同一時(shí)間點(diǎn)取樣地點(diǎn)距離較遠(yuǎn)，對(duì)于取樣人員就是很大考驗(yàn)甚至不能準(zhǔn)確取樣。同時(shí)取樣的過程又是一項(xiàng)非常危險(xiǎn)的工作，許多化學(xué)反應(yīng)物質(zhì)毒性很大，取樣人員在取樣過程中如果發(fā)生誤吸入或者誤接觸都可能給取樣人員造成不可逆的人身傷害甚至死亡。

為了在取樣過程中能能夠更精準(zhǔn)取樣，避免對(duì)采樣人員的人身傷害，國工實(shí)驗(yàn)室與質(zhì)量管理系統(tǒng)（LIMS）結(jié)合自動(dòng)采樣器（如上圖）對(duì)整個(gè)采樣過程做到以下特點(diǎn)：①生產(chǎn)過程的密閉化取樣  ②針對(duì)物料物性  ③滿足工藝要求 ④經(jīng)濟(jì)方便⑤無殘留 ⑥無滴漏 ⑦帶氮?dú)獯祾叻蓝氯?nbsp;⑧帶CIP清洗方便 ⑨預(yù)留PH計(jì)接口這樣的自動(dòng)取樣器到了時(shí)間的節(jié)點(diǎn)，國工實(shí)驗(yàn)室與質(zhì)量管理系統(tǒng)（LIMS）可以給取樣器發(fā)送信號(hào)，完成自動(dòng)取樣的一個(gè)過程。然后它會(huì)自動(dòng)把樣品裝進(jìn)瓶內(nèi)，進(jìn)行后續(xù)的分樣工作。結(jié)合國工實(shí)驗(yàn)室與質(zhì)量管理系統(tǒng)（LIMS）打印二維碼粘貼在分樣瓶上。（如下圖）

分樣后可以自動(dòng)與國工實(shí)驗(yàn)室與質(zhì)量管理系統(tǒng)（LIMS）管理的檢測設(shè)備聯(lián)動(dòng)進(jìn)行樣品的檢測分析。

LIMS通用的內(nèi)容    

一、簡介

國工智能LIMS是以先進(jìn)的信息化技術(shù)為核心，遵循ISO/IEC17025、國家實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)（CNAS）設(shè)計(jì)，通過實(shí)驗(yàn)室資源管理、檢驗(yàn)業(yè)務(wù)管理、科研項(xiàng)目管理等模塊，以多角色協(xié)同、多維可視化分析等功能，將業(yè)務(wù)流程、實(shí)驗(yàn)環(huán)境、人員、儀器設(shè)備、樣品、化學(xué)試劑、標(biāo)準(zhǔn)方案、操作規(guī)范、文件記錄、檔案資料等因素有機(jī)結(jié)合，對(duì)實(shí)驗(yàn)室流程及數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)計(jì)、規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室業(yè)務(wù)流程標(biāo)準(zhǔn)化，可追溯的目標(biāo)，優(yōu)化資源配置，從而有效降低實(shí)驗(yàn)室運(yùn)營成本和提高數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。 

二、應(yīng)用需求

NO.1人員管理

國工LIMS系統(tǒng)為所有員工建立電子檔案，檔案中記錄了培訓(xùn)、考核、資質(zhì)情況；管理者通過系統(tǒng)制定培訓(xùn)計(jì)劃、組織培訓(xùn)、員工考核，考核通過的員工賦予資質(zhì)授權(quán)，只有授權(quán)的員工可以操作指定的設(shè)備，嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)檢驗(yàn)的操作標(biāo)準(zhǔn)，提高檢測的準(zhǔn)確性和規(guī)范性；配合系統(tǒng)提醒功能，能有效防止員工遺漏相關(guān)任務(wù)事項(xiàng)，做到日清日結(jié)。

NO.2 儀器管理

國工LIMS系統(tǒng)提供了儀器全生命周期管理的解決方案，從儀器采購立項(xiàng)、到貨檢測，再到儀器檔案建立、保養(yǎng)、校準(zhǔn)、報(bào)廢全過程進(jìn)行管理，使得儀器全生命周期可追溯，同時(shí)管理者可以隨時(shí)掌握儀器養(yǎng)護(hù)、使用情況。

NO.3 試劑、物料管理

國工LIMS系統(tǒng)通過批次將不同類型、不同質(zhì)保期的物料、試劑進(jìn)行區(qū)分，實(shí)行庫位管理。從新購入材料的質(zhì)控檢測到物料的分類存儲(chǔ)，領(lǐng)料、退料、報(bào)廢，貫穿整個(gè)物料、試劑的管理過程，輔以保質(zhì)期、低庫存預(yù)警提醒，避免物料、試劑領(lǐng)用錯(cuò)誤，大幅提升實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)精準(zhǔn)度和物料可追溯性。

NO.4 檢驗(yàn)項(xiàng)目

檢驗(yàn)項(xiàng)目作為實(shí)驗(yàn)室檢測的基礎(chǔ)信息，可以在檢測過程中自動(dòng)帶入委托單并跟隨業(yè)務(wù)流轉(zhuǎn)，檢驗(yàn)結(jié)果也可以通過公式自動(dòng)計(jì)算，提高了工作數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性和工作效率。

NO.5 環(huán)境管理

部分實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)過程受環(huán)境影響較大的，可以引入環(huán)境管理機(jī)制；通過對(duì)接實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境檢測設(shè)備，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集環(huán)境數(shù)據(jù)，形成環(huán)境變化趨勢和環(huán)境變化預(yù)警，為實(shí)驗(yàn)室管理者提供參考，提高實(shí)驗(yàn)室環(huán)境監(jiān)管水平。

NO.6 檢驗(yàn)管理

檢驗(yàn)管理業(yè)務(wù)流程是實(shí)驗(yàn)室的標(biāo)準(zhǔn)化流程，適合多數(shù)實(shí)驗(yàn)室使用。樣品接收、制樣、檢測均通過掃描標(biāo)簽跟檢驗(yàn)委托單關(guān)聯(lián)并獲取信息，使數(shù)據(jù)可追溯并減少人工錄入過程，不僅規(guī)范了實(shí)驗(yàn)室的管理，同時(shí)還提高了工作效率。

NO.7 研發(fā)管理

科研項(xiàng)目管理模塊在標(biāo)準(zhǔn)的項(xiàng)目管理流程中添加許多實(shí)驗(yàn)室需要的功能，既保障了流程的標(biāo)準(zhǔn)化和可追溯性又滿足了實(shí)驗(yàn)室的多樣化功能需要。

三、實(shí)驗(yàn)室運(yùn)營難點(diǎn)

1、重復(fù)性工作

?檢測單或者研發(fā)文檔需要人工錄入

?重復(fù)相同的數(shù)據(jù)信息需要人工處理 

2、自動(dòng)化水平低

?人員考核計(jì)劃、設(shè)備養(yǎng)護(hù)計(jì)劃、實(shí)驗(yàn)環(huán)境惡化等無法自動(dòng)提醒

?檢測結(jié)果需要人工去判定，查表、計(jì)算、對(duì)比等都需要人工處理

2、儀器、試劑管理混亂

?儀器狀態(tài)采購、領(lǐng)用僅靠管理人員進(jìn)行紙質(zhì)檔案記錄，狀態(tài)難以查詢

?試劑耗材的庫存，采購等也靠人工手動(dòng)記錄，無法進(jìn)行及時(shí)響應(yīng)。

3、缺乏業(yè)務(wù)過程跟蹤管理

?儀器試劑使用過程、檢驗(yàn)過程、研發(fā)過程無法對(duì)全流程流轉(zhuǎn)進(jìn)行記錄管理。

?檢驗(yàn)報(bào)告、研發(fā)報(bào)告、報(bào)表很難追蹤到工作的各個(gè)環(huán)節(jié)

四、效益分析

1、提高樣品測試效率

系統(tǒng)根據(jù)檢測項(xiàng)目的特性，提供大量的特色功能，并且系統(tǒng)可以通過接口讀取檢驗(yàn)設(shè)備的結(jié)果，可以大幅提高測試效率。

2、提高分析結(jié)果可靠性通過系統(tǒng)自動(dòng)根據(jù)預(yù)先設(shè)置的條件和樣式進(jìn)行結(jié)果分析，避免了人工統(tǒng)計(jì)的失誤。

3、提高對(duì)復(fù)雜問題的分析處理能力LIMS系統(tǒng)將整個(gè)實(shí)驗(yàn)室的各類資源有機(jī)地整合在一起，工作人員可以方便地對(duì)實(shí)驗(yàn)室曾經(jīng)做過全部的樣品分析和結(jié)果進(jìn)行查詢以及歷史數(shù)據(jù)的檢索。

4、協(xié)調(diào)實(shí)驗(yàn)室的各類資源管理者可以通過人、機(jī)、料、法、環(huán)的管理功能，隨時(shí)掌握和協(xié)調(diào)實(shí)驗(yàn)室各類資源的情況。

5、實(shí)現(xiàn)檢驗(yàn)的可追溯性使用二維碼作為追溯碼，二維碼貫穿全業(yè)務(wù)流程。精確的追溯到每個(gè)樣品的檢驗(yàn)各個(gè)環(huán)節(jié)。包括樣品接收，制樣分樣、樣品檢測等。

6、實(shí)現(xiàn)檢測數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集

對(duì)檢測設(shè)備的檢測結(jié)果進(jìn)行采集，同時(shí)結(jié)果寫入系統(tǒng)中，減少檢驗(yàn)數(shù)據(jù)錄入的人為失誤。

7、與機(jī)器人分工協(xié)助的可行性

能夠?qū)崿F(xiàn)人機(jī)協(xié)作和機(jī)器人通信，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室檢測的無人化，自動(dòng)化操作。

四、系統(tǒng)優(yōu)勢
    1、多終端支持手機(jī)端、C/S、 B/S三種平臺(tái)，具有無代碼開發(fā)模塊，支持快速自定義搭建模塊、擴(kuò)充功能。

2、自定義樣式支持自定義樣式，實(shí)現(xiàn)字段的不同樣式顯示，解決特殊字段的重點(diǎn)顯示問題。

3、多組織、多語言支持多組織、多語言。支持集團(tuán)架構(gòu)與多實(shí)驗(yàn)室，為實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行國際交流合作打下良好的基礎(chǔ)和平臺(tái)。

4、顯示配置靈活頁面顯示配置靈活，用戶可根據(jù)自身工作習(xí)慣自定義符合自己的操作頁面及顯示順序。

5、自定義規(guī)則支持自定義計(jì)算公式和結(jié)果的修約規(guī)則，降低人工計(jì)算統(tǒng)計(jì)出錯(cuò)率，提高工作效率。

6、多種錄入支持檢測結(jié)果的數(shù)據(jù)錄入支持:手工錄入，文檔導(dǎo)入(Word、Excel、 PDF、 數(shù)庫文件等)和實(shí)驗(yàn)室儀器的自動(dòng)采集。

7、符合優(yōu)良實(shí)驗(yàn)室規(guī)范符合優(yōu)良實(shí)驗(yàn)室規(guī)范(GLP)、GMP和 ISO9000、ISO17025、 CNAS等標(biāo)準(zhǔn)體系認(rèn)證的要求。

8、自帶通訊自帶PLC通訊，客戶端系統(tǒng)支持OPC協(xié)議可以直接與西門子、歐姆龍等廠家PLC進(jìn)行通訊，并將數(shù)據(jù)上傳到數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)質(zhì)量檢測、自動(dòng)化采集與控制。

9、豐富的數(shù)據(jù)接口LIMS系統(tǒng)跟主流ERP、國工MES、EAS等系統(tǒng)，都有高效的數(shù)據(jù)接口，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)間聯(lián)動(dòng)。