石油化工行業(yè)化驗(yàn)室設(shè)計(jì)與研究

隨著石油化工行業(yè)信息化建設(shè)的逐步推進(jìn)，化驗(yàn)室數(shù)字化程度越來(lái)越高，儀器和系統(tǒng)越來(lái)越復(fù)雜，數(shù)據(jù)呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，管理海量數(shù)據(jù)正迅速成為阻礙化驗(yàn)室的最大問(wèn)題，通過(guò)信息系統(tǒng)將石油化工企業(yè)化驗(yàn)室有機(jī)的統(tǒng)一的管理起來(lái)已經(jīng)成為各石油化工企業(yè)信息化建設(shè)的迫切需要，為了優(yōu)化化驗(yàn)室管理流程，充分共享化驗(yàn)成果和檢驗(yàn)結(jié)果，通過(guò)硬件自動(dòng)化、系統(tǒng)集成化、工作流智能化的智能化驗(yàn)室，可以將分散的數(shù)據(jù)充分集中化、系統(tǒng)化，全面管理化驗(yàn)室工作流程。

本著先進(jìn)實(shí)用、安全穩(wěn)定、可擴(kuò)展維護(hù)性強(qiáng)的原則進(jìn)行，遵循ISO／IEC 17025標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)室的儀器、樣品、數(shù)據(jù)、材料、質(zhì)量、人員等資源的全面管理。

1、 實(shí)用性

必須具有實(shí)用性，符合業(yè)務(wù)工作開(kāi)展、管理的實(shí)際需要、提高工作效率，并適應(yīng)不斷變化的工作、業(yè)務(wù)、管理需求。進(jìn)而逐步規(guī)范公司的工作流程。

2、先進(jìn)性

選用國(guó)內(nèi)先進(jìn)技術(shù)，充分預(yù)計(jì)到系統(tǒng)未來(lái)發(fā)展的需要和吸收國(guó)內(nèi)外潛在新技術(shù)的可能性。

3、穩(wěn)定可靠性

系統(tǒng)必須穩(wěn)定可靠，能夠確保各項(xiàng)工作正常運(yùn)轉(zhuǎn)，不會(huì)因錯(cuò)誤的操作或其他原因?qū)е聰?shù)據(jù)錯(cuò)誤或系統(tǒng)失敗。特別是保證數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)和備份安全可靠。

4、可擴(kuò)充性

各應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)充分體現(xiàn)需求多變的特性，易于進(jìn)行功能擴(kuò)充，并為其他業(yè)務(wù)應(yīng)用軟件提供靈活的接口鏈接；在用戶需求和系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境變化時(shí)，最大限度降低由此引發(fā)的系統(tǒng)維護(hù)代價(jià)。

5、安全性

安全問(wèn)題設(shè)計(jì)商業(yè)、集體利益，整個(gè)系統(tǒng)必須具有良好的安全性和保密性，提供全面的安全保障措施，采用多級(jí)權(quán)限控制方式，提供完整的操作日志和用戶實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

6、易操作性

應(yīng)用界面的友好性、易操作性。統(tǒng)一美觀的界面、詳盡方便的幫助、智能化的提示和簡(jiǎn)便的操作。

7、易維護(hù)

充分考慮整體系統(tǒng)的可操作性、可擴(kuò)充性，易于運(yùn)維人員維護(hù)。

石化行業(yè)質(zhì)檢部門(mén)負(fù)責(zé)最終產(chǎn)品的質(zhì)量監(jiān)控、檢查、分析和改善，起到控制和預(yù)防產(chǎn)品質(zhì)量發(fā)生問(wèn)題的關(guān)鍵作用。快速高效的智能化驗(yàn)室系統(tǒng)的建立對(duì)于生產(chǎn)需求具有現(xiàn)實(shí)意義。

在實(shí)施質(zhì)量檢測(cè)過(guò)程中，大量的規(guī)范性操作技術(shù)文件、各種檢測(cè)報(bào)告、儀器測(cè)試原始數(shù)據(jù)、儀器隨機(jī)檔案資料、備品備件等管理需要一定的人力物力，相當(dāng)一部分工作內(nèi)容具有重復(fù)性特征和資源共享使用需求，完全可以依托計(jì)算機(jī)自動(dòng)化輔助管理系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的管理模塊實(shí)現(xiàn)智能管理。

隨著物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算的迅猛發(fā)展，高速率，大容量，低延遲，使萬(wàn)物互聯(lián)的實(shí)現(xiàn)成為可能，為計(jì)算機(jī)自動(dòng)化輔助管理系統(tǒng)發(fā)揮更全面、更強(qiáng)大的功能奠定了硬件基礎(chǔ)。

根據(jù)化驗(yàn)室業(yè)務(wù)及相關(guān)系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀，智能化驗(yàn)室功能初步設(shè)計(jì)主要包括化驗(yàn)智能化管理、化驗(yàn)室日常管理、質(zhì)量管理及監(jiān)控、數(shù)據(jù)共享融合等功能。如圖1所示。

1、化驗(yàn)智能化管理

針對(duì)化驗(yàn)室質(zhì)檢分析業(yè)務(wù)，通過(guò)信息化模式下智能管理樣品及試劑相關(guān)基礎(chǔ)信息、靜態(tài)、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，支持各業(yè)務(wù)流程無(wú)紙化管理。

（1）標(biāo)準(zhǔn)工作流的管理：從分析任務(wù)下達(dá)，任務(wù)分配，結(jié)果錄入，結(jié)果審核、報(bào)告審核等方面管理整個(gè)檢測(cè)分析流程。通過(guò)建立不同階段工作流的模板，可以實(shí)現(xiàn)各種類型樣品、各級(jí)審核的規(guī)范化管理。

（2）樣品檢驗(yàn)管理：依據(jù)產(chǎn)品類型和分廠、生產(chǎn)裝置的不同設(shè)定樣品來(lái)源。常用的樣品類型包括原料、成品、半成品、中控、水質(zhì)等。每個(gè)樣品包含若干數(shù)量的分析方法、采樣點(diǎn)、檢測(cè)單等，每個(gè)分析方法包含若干分析項(xiàng)目，每個(gè)分析項(xiàng)目包含該樣品的具體分析參數(shù)，如名稱、數(shù)據(jù)單位、分析頻次、規(guī)格指標(biāo)、內(nèi)控指標(biāo)等。實(shí)時(shí)記錄樣品登樣或接收的信息，實(shí)現(xiàn)樣品結(jié)果錄入、審核、判等、發(fā)布等全流程的操作，并可以實(shí)時(shí)查詢核對(duì)相關(guān)信息。結(jié)合工作流中的設(shè)置，可以對(duì)樣品的各種操作環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)非常精確的控制。

（3）自動(dòng)調(diào)度管理：通過(guò)自動(dòng)調(diào)度實(shí)現(xiàn)固定頻次樣品的自動(dòng)登記，通過(guò)LIMS調(diào)度程序的優(yōu)化，保證樣品自動(dòng)調(diào)度的正常運(yùn)行，進(jìn)一步提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。

（4）標(biāo)準(zhǔn)試劑管理：滿足化驗(yàn)室日常消耗的物品信息的管理，建立標(biāo)準(zhǔn)試劑管理，全面定期管理實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)試劑，可以監(jiān)督標(biāo)準(zhǔn)品／試劑都處于有效狀態(tài)中，杜絕過(guò)期物質(zhì)和試劑的使用。

（5）原始記錄單管理：在系統(tǒng)內(nèi)錄入分析化驗(yàn)結(jié)果，通過(guò)不同樣品的分析模版自動(dòng)生成原始記錄單，實(shí)現(xiàn)無(wú)紙化管理分析原始記錄，實(shí)現(xiàn)全程跟蹤追溯，利于質(zhì)量的管理和控制。

（6）電子合格證管理：利用報(bào)表開(kāi)發(fā)工具，開(kāi)發(fā)公司不同樣品的合格證模版，并與Microsoft Word和Excel，以及Adobe PDF閱讀器等實(shí)現(xiàn)無(wú)縫連接，實(shí)現(xiàn)合格證打印、導(dǎo)出，同時(shí)實(shí)現(xiàn)電子簽名，節(jié)省了人工簽名蓋章的時(shí)間和精力，提高質(zhì)檢人員的工作效率。

2、化驗(yàn)室日常管理

（1）人員管理：幫助實(shí)驗(yàn)室人員進(jìn)行基本信息、崗位、工作權(quán)限等信息管理。將分析人員與實(shí)際的儀器操作以及實(shí)驗(yàn)分析相關(guān)聯(lián)，可統(tǒng)計(jì)實(shí)驗(yàn)室人員的結(jié)構(gòu)信息，并根據(jù)分析項(xiàng)目、樣品等對(duì)人員進(jìn)行工作量統(tǒng)計(jì)。

（2）儀器管理：幫助建立實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備基本檔案，記錄儀器維護(hù)、校準(zhǔn)、修理、零部件等信息。通過(guò)擴(kuò)展開(kāi)發(fā)，儀器管理內(nèi)容還可包括儀器到貨驗(yàn)收、啟用登記、故障登記、檢修及巡檢記錄和報(bào)廢登記等；同時(shí)可實(shí)現(xiàn)儀器校驗(yàn)和維護(hù)周期的自動(dòng)提醒，并保障只有可用狀態(tài)的儀器設(shè)備在檢驗(yàn)執(zhí)行中才能被選用。

（3）批次管理：建立全面的批次管理，對(duì)從原材料到成品的生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行統(tǒng)一嚴(yán)格的管理，保證產(chǎn)品在各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)中質(zhì)量信息的可追溯性。

（4）庫(kù)存管理：對(duì)實(shí)驗(yàn)室的儀器設(shè)備、試劑等庫(kù)存物品的存量進(jìn)行有效的管理，以便防止庫(kù)存的不足和過(guò)量，實(shí)現(xiàn)庫(kù)存的動(dòng)態(tài)管理，提高實(shí)驗(yàn)室的工作效率，合理利用資源，降低分析成本，減少庫(kù)存浪費(fèi)。

（5）文檔管理：對(duì)實(shí)驗(yàn)室相關(guān)的文檔資料進(jìn)行必要的管理，結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)信息管理平臺(tái)，可以對(duì)實(shí)驗(yàn)室的文檔進(jìn)行分類管理，及時(shí)掌握文檔的使用狀況，對(duì)具有有效期的文檔進(jìn)行過(guò)期提醒。

3、質(zhì)量管理及監(jiān)控

通過(guò)數(shù)據(jù)挖掘、統(tǒng)計(jì)分析技術(shù)，為公司提供產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)控和管理工具，如圖2所示。

（1）質(zhì)量查詢：通過(guò)網(wǎng)頁(yè)查詢、趨勢(shì)圖、對(duì)比圖、報(bào)表等方式，對(duì)主要產(chǎn)品的質(zhì)量指標(biāo)、分析檢驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行實(shí)時(shí)展示。

（2）質(zhì)量預(yù)警：實(shí)時(shí)監(jiān)控產(chǎn)品質(zhì)量信息，對(duì)有關(guān)產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵指標(biāo)出現(xiàn)超過(guò)內(nèi)控指標(biāo)或產(chǎn)品指標(biāo)的重要狀況進(jìn)行通報(bào)，加強(qiáng)監(jiān)管的力度，及時(shí)預(yù)警預(yù)防各種質(zhì)量事故。

（3）質(zhì)量追溯：對(duì)公司的產(chǎn)品質(zhì)量信息進(jìn)行分析和展示，并給出質(zhì)量控制和改進(jìn)建議，對(duì)不合格品和質(zhì)量事故等進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤和追溯。

（4）統(tǒng)計(jì)分析：應(yīng)用統(tǒng)計(jì)學(xué)手段，集成各種產(chǎn)品質(zhì)量數(shù)據(jù)，通過(guò)電子報(bào)告、報(bào)表等形式，實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量、合格率、質(zhì)量對(duì)標(biāo)等的統(tǒng)計(jì)分析。

4、數(shù)據(jù)共享融合

更好更安全的實(shí)現(xiàn)共享質(zhì)量數(shù)據(jù)，為其他系統(tǒng)提供統(tǒng)一的質(zhì)量數(shù)據(jù)源。利用OPC、Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)、.NET等技術(shù)，通過(guò)接口開(kāi)發(fā)，向MES系統(tǒng)、質(zhì)量管理系統(tǒng)、ERP系統(tǒng)、主數(shù)據(jù)系統(tǒng)、其他質(zhì)量系統(tǒng)等提供質(zhì)量數(shù)據(jù)。

結(jié)論

通過(guò)化驗(yàn)智能化管理、化驗(yàn)室日常管理、質(zhì)量管理及監(jiān)控、數(shù)據(jù)共享融合等功能，將分散的數(shù)據(jù)充分集中化、系統(tǒng)化，全面管理化驗(yàn)室工作流程，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、集成化、智能化的化驗(yàn)室。