實(shí)驗(yàn)室LIMS系統(tǒng)在海化純堿廠的應(yīng)用

羅 楊，王宗方，劉煥明

(山東海化股份有限公司純堿廠，山東濰坊 262737)

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實(shí)驗(yàn)室LIMS系統(tǒng)在海化純堿廠的應(yīng)用

羅 楊，王宗方，劉煥明

(山東海化股份有限公司純堿廠，山東濰坊 262737)

以山東海化股份有限公司純堿廠(以下簡(jiǎn)稱海化純堿)的實(shí)驗(yàn)室管理業(yè)務(wù)為實(shí)施對(duì)象，著重介紹了海化純堿實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)(以下簡(jiǎn)稱LIMS系統(tǒng))的實(shí)施背景、實(shí)施范圍及內(nèi)容、系統(tǒng)功能模塊以及實(shí)施LIMS系統(tǒng)后取得的效果。

實(shí)驗(yàn)室；LIMS系統(tǒng)；管理；純堿廠；應(yīng)用

1 LIMS系統(tǒng)實(shí)施背景

自建廠以來(lái)，海化純堿結(jié)合現(xiàn)代科學(xué)管理要求和信息化的管理理念，積極采用先進(jìn)的信息管理技術(shù)，自二十世紀(jì)九十年代初就在生產(chǎn)流程的關(guān)鍵崗位引進(jìn)了DCS控制系統(tǒng)，通過(guò)不斷努力，目前生產(chǎn)崗位全部實(shí)現(xiàn)了DCS控制，并在DCS基礎(chǔ)上順利完成純堿廠新老線關(guān)鍵生產(chǎn)工序的先進(jìn)控制和優(yōu)化。

為了進(jìn)一步集成生產(chǎn)數(shù)據(jù)，為生產(chǎn)執(zhí)行層和管理層提供分析決策依據(jù)，海化純堿在2004年底完成PI實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)安裝實(shí)施，新老線主要裝置的相關(guān)重要生產(chǎn)操作數(shù)據(jù)全部進(jìn)入PI實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中，并在此基礎(chǔ)完成MES系統(tǒng)平臺(tái)建設(shè)和優(yōu)化升級(jí)工作。

2009年海化純堿加入中國(guó)海洋石油總公司以后，總公司更加注重企業(yè)的信息化管理提升工作，從2014年起確立了ERP實(shí)施三年規(guī)劃，截至目前已完成了人力資源HR、MDM海油物資數(shù)據(jù)系統(tǒng)、易ERP采辦計(jì)劃系統(tǒng)、SAP采辦、SAP物資管理和SAP財(cái)務(wù)結(jié)算的人、財(cái)、物基礎(chǔ)管理業(yè)務(wù)的全流程覆蓋，實(shí)現(xiàn)了從設(shè)備物資和設(shè)備檢維修計(jì)劃的提報(bào)到物資裝備中心信息系統(tǒng)集中采辦再到物資MM模塊倉(cāng)庫(kù)收發(fā)貨最后到財(cái)務(wù)FICO模塊完成月度結(jié)算的全流程高效動(dòng)態(tài)化管理。

2016年海化純堿將根據(jù)總公司ERP部署要求建設(shè)應(yīng)用PP生產(chǎn)計(jì)劃模塊，因此對(duì)實(shí)驗(yàn)室的管理流程再造和分析數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)集成分析提出了更高的要求，比如如何規(guī)范分析人員的管理業(yè)務(wù)流程，如何能讓樣品的分析記錄、結(jié)果能快速的傳遞到生產(chǎn)車間、調(diào)度人員及公司領(lǐng)導(dǎo)，如何對(duì)每班每日的結(jié)果分析進(jìn)行實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)分析為管理提供決策依據(jù)等。

因此提出建設(shè)應(yīng)用海化純堿LIMS系統(tǒng)，旨在通過(guò)規(guī)范業(yè)務(wù)流程管理、合理配置人員權(quán)限、集中管理梳理組態(tài)100多種樣品、開發(fā)分析報(bào)表等手段，夯實(shí)內(nèi)部管理基礎(chǔ)，提高業(yè)務(wù)工作效率，使分析數(shù)據(jù)能夠客觀、準(zhǔn)確、及時(shí)地傳遞給相關(guān)部門和領(lǐng)導(dǎo)查閱，以快速的指導(dǎo)生產(chǎn)、服務(wù)于生產(chǎn)，并為ERP系統(tǒng)應(yīng)用提供有效數(shù)據(jù)支撐。

2 LIMS系統(tǒng)實(shí)施范圍及內(nèi)容

LIMS系統(tǒng)在海化純堿主要涉及現(xiàn)場(chǎng)中控和中化兩大塊分析數(shù)據(jù)的收集和管理分析應(yīng)用，其中現(xiàn)場(chǎng)中控實(shí)驗(yàn)室分為新老線成品、新老線蒸吸、新老線鹽水、新老線碳化、新老線煅燒、新老線石灰、新老線雜項(xiàng)、新線重灰等15個(gè)實(shí)驗(yàn)室，中化實(shí)驗(yàn)室分為鹽、石、焦、氨、純堿產(chǎn)品、化工輔料等6個(gè)實(shí)驗(yàn)室，總計(jì)124種樣品。

在中控化驗(yàn)室樣品的分析業(yè)務(wù)流程上，大多采用樣品的自動(dòng)下樣，各裝置分析人員根據(jù)系統(tǒng)自動(dòng)下好的樣品進(jìn)行樣品檢測(cè)分析，提交樣品分析結(jié)果，當(dāng)值班長(zhǎng)對(duì)各自班的樣品分析結(jié)果進(jìn)行審核后發(fā)布到生產(chǎn)調(diào)度層面進(jìn)行應(yīng)用。在中控樣品的分析過(guò)程中，具有樣品的數(shù)量較多，分析頻率較高等特點(diǎn)，對(duì)分析結(jié)果的實(shí)時(shí)性要求比較高。

在原材料及產(chǎn)品的中控化驗(yàn)室分析中推送流程作業(yè)管理，通過(guò)人工操作進(jìn)行樣品登記、樣品分析、分析結(jié)果審核、生成質(zhì)量報(bào)告單，最后提交化驗(yàn)室主任進(jìn)行報(bào)告單審核及發(fā)布。原材料和產(chǎn)品的分析業(yè)務(wù)流程非常的嚴(yán)謹(jǐn)，對(duì)分析結(jié)果的準(zhǔn)確性要求比較高。在樣品分析時(shí)需要分析人員嚴(yán)格按照分析標(biāo)準(zhǔn)、方法進(jìn)行分析，并對(duì)分析的結(jié)果進(jìn)行多次的審核后才提交化驗(yàn)室領(lǐng)導(dǎo)進(jìn)行報(bào)告單的審核及發(fā)布。

綜上，LIMS系統(tǒng)主要功能包括：樣品登記、樣品分析、報(bào)告發(fā)布、分析查詢等。各個(gè)功能模塊描述如下：

1)樣品登記：系統(tǒng)會(huì)對(duì)各實(shí)驗(yàn)室所需化驗(yàn)樣品進(jìn)行組態(tài)工作，在樣品登記時(shí)，用戶根據(jù)需要選擇相應(yīng)樣品，填寫登記信息進(jìn)行登記提交。

2)樣品分析：用戶進(jìn)行樣品登記操作后，在樣品分析界面會(huì)看到登記的樣品信息，用戶可在該界面進(jìn)行化驗(yàn)數(shù)據(jù)錄入操作。

3)報(bào)告發(fā)布：用戶對(duì)分析數(shù)據(jù)進(jìn)行確認(rèn)無(wú)誤后對(duì)分析結(jié)果進(jìn)行發(fā)布，生成質(zhì)量報(bào)告單。

4)分析查詢：提供原始記錄單、分析報(bào)告單、質(zhì)量報(bào)告單、質(zhì)量日?qǐng)?bào)、月報(bào)等查詢功能。用戶可以指定采樣時(shí)間、樣品名稱、采樣地點(diǎn)、分析項(xiàng)目進(jìn)行查詢，通過(guò)趨勢(shì)圖來(lái)對(duì)比分析結(jié)果。

3 LIMS系統(tǒng)功能概述

海化純堿LIMS系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)硬件和應(yīng)用軟件組成，能夠完成實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)和信息的收集、分析、報(bào)告和管理。LIMS系統(tǒng)是專門針對(duì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)室的整體環(huán)境而設(shè)計(jì)，是一個(gè)包括了信號(hào)采集設(shè)備、數(shù)據(jù)通訊軟件、數(shù)據(jù)庫(kù)管理軟件在內(nèi)的高效集成系統(tǒng)。以實(shí)驗(yàn)室為中心，將實(shí)驗(yàn)室的業(yè)務(wù)流程、環(huán)境、人員、儀器設(shè)備、標(biāo)準(zhǔn)方法、文件記錄等因素有機(jī)結(jié)合。具體的功能如下：

3.1 系統(tǒng)架構(gòu)

海化純堿LIMS系統(tǒng)采用純B/S結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，不管是系統(tǒng)的樣品分析人員，還是實(shí)驗(yàn)室人員、生產(chǎn)調(diào)度人員、公司領(lǐng)導(dǎo)都通過(guò)Web頁(yè)面就可進(jìn)行系統(tǒng)的操作、查詢等功能。對(duì)于出差人員可以通過(guò)VPN連接后，通過(guò)瀏覽器可以直接查看實(shí)驗(yàn)的分析數(shù)據(jù)、報(bào)告單情況等。

圖1 LIMS系統(tǒng)架構(gòu)圖

3.2 系統(tǒng)功能模塊簡(jiǎn)介

3.2.1 系統(tǒng)軟件功能模塊架構(gòu)圖

圖2 系統(tǒng)軟件功能模塊架構(gòu)圖

3.2.2 系統(tǒng)功能模塊業(yè)務(wù)內(nèi)容

1)系統(tǒng)總體業(yè)務(wù)流程

圖3 系統(tǒng)總體業(yè)務(wù)流程

2)樣品登記

樣品登記是申請(qǐng)者提出需求的過(guò)程，對(duì)于實(shí)驗(yàn)室而言，化驗(yàn)需求申請(qǐng)者可以是各種類型的用戶，根據(jù)其自身需要，在線提出分析申請(qǐng)。在化驗(yàn)申請(qǐng)?zhí)岢鲞^(guò)程中，用戶需要填寫化驗(yàn)申請(qǐng)信息，信息內(nèi)容包括：樣品編號(hào)、樣品名稱、采樣地點(diǎn)、樣品類型、工作流、采樣時(shí)間、采樣人、樣品編號(hào)規(guī)則、預(yù)期分析時(shí)間、分析報(bào)告單編號(hào)規(guī)則、質(zhì)量報(bào)告單編號(hào)規(guī)則、分析報(bào)告單模板和質(zhì)量報(bào)告單模板等。

3)樣品分析

在樣品登記完后，需要對(duì)樣品進(jìn)行檢測(cè)分析。這里提到的樣品分析實(shí)際上是對(duì)化驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)的錄入，并非化驗(yàn)過(guò)程本身。化驗(yàn)的實(shí)際操作完成后，需要將分析結(jié)果數(shù)據(jù)錄入系統(tǒng)中，是整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)來(lái)源地。本系統(tǒng)提供儀器自動(dòng)獲取分析結(jié)果和手工錄入分析結(jié)果兩種方式。

4)分析結(jié)果審核

數(shù)據(jù)的審核是實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量控制的重要環(huán)節(jié)。在這里審核人需要對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程是否規(guī)范，記錄的質(zhì)量依據(jù)是否完整和有效等進(jìn)行審核，以決定是否通過(guò)或退回。

5)質(zhì)量報(bào)告單發(fā)布

待質(zhì)量報(bào)告單數(shù)據(jù)審核通過(guò)后，質(zhì)控部經(jīng)理即可發(fā)布質(zhì)量報(bào)告單，形成產(chǎn)品的正式質(zhì)量檢測(cè)報(bào)告。

6)系統(tǒng)查詢功能

信息查詢是信息系統(tǒng)必需的功能，信息查詢的性能在某種程度上決定了系統(tǒng)的整體性能。系統(tǒng)查詢模塊提供了分析記錄單、報(bào)告單、檢測(cè)樣品、分析項(xiàng)目、綜合報(bào)表、各操作記錄及異常查詢等系統(tǒng)內(nèi)所有信息的查詢，并且按照各類信息的特點(diǎn)進(jìn)行了分類，每一類形成一個(gè)獨(dú)立的模塊，便于迅速?gòu)南到y(tǒng)中找到所需信息，避免多余信息的出現(xiàn)。所有查詢結(jié)果都可以進(jìn)行排序、分類、統(tǒng)計(jì)。

①狀態(tài)查詢

②檢測(cè)樣品查詢

③檢測(cè)項(xiàng)目查詢

④原始記錄單查詢

⑤質(zhì)量報(bào)告單查詢

⑥報(bào)表統(tǒng)計(jì)查詢

在實(shí)驗(yàn)室的查詢功能中，統(tǒng)計(jì)報(bào)表是展示化驗(yàn)室數(shù)據(jù)必不可少的工具之一。通過(guò)各種類型的日?qǐng)?bào)、

月報(bào)、統(tǒng)計(jì)報(bào)表以及經(jīng)濟(jì)指標(biāo)報(bào)表等，能直觀的顯示當(dāng)前實(shí)驗(yàn)室以及公司的生產(chǎn)狀態(tài)。各報(bào)表的功能及內(nèi)容往往都是根據(jù)企業(yè)內(nèi)部要求來(lái)指定開發(fā)。

⑦各操作記錄及異常查詢

實(shí)驗(yàn)室分析是一個(gè)非常嚴(yán)格的過(guò)程控制系統(tǒng)，分析人員的每次操作記錄都需要納入到實(shí)驗(yàn)室規(guī)范管理中，操作記錄功能可以記錄平時(shí)化驗(yàn)室分析人員的操作記錄，并能記錄操作過(guò)程中的異常情況，供系統(tǒng)管理人員以及實(shí)驗(yàn)室領(lǐng)導(dǎo)查詢化驗(yàn)室日常運(yùn)行情況。

4 LIMS系統(tǒng)投運(yùn)效果

海化純堿LIMS系統(tǒng)上線投運(yùn)后，通過(guò)對(duì)純堿廠質(zhì)量控制部15個(gè)中控操作室及6個(gè)中化室所需化驗(yàn)的樣品、分析方法、分析項(xiàng)目進(jìn)行梳理，簡(jiǎn)化系統(tǒng)操作化驗(yàn)過(guò)程，通過(guò)實(shí)驗(yàn)室管理信息化實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)集中共享管理、查詢和實(shí)驗(yàn)過(guò)程的全流程追溯，完成了大量的自動(dòng)化操作、統(tǒng)計(jì)功能，既保證了管理的效果，又提高了管理的效率。主要效果如下：

1)通過(guò)實(shí)施LIMS系統(tǒng)，規(guī)范實(shí)驗(yàn)室業(yè)務(wù)流程(如樣品編號(hào)、數(shù)據(jù)審核等流程)，擺脫了傳統(tǒng)流程作業(yè)傳遞不清晰、人工記錄慢、數(shù)據(jù)資源集成缺失等管理弊病。

2)實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)的快速、準(zhǔn)確的傳遞，以更加高效、快速的指導(dǎo)生產(chǎn)和提供數(shù)據(jù)給領(lǐng)導(dǎo)決策，擺脫了以往電話報(bào)告結(jié)果，出錯(cuò)率高，效率低下的不足。

3)提高了工作效率，實(shí)現(xiàn)了分析樣品的自動(dòng)登記、自動(dòng)提醒，分析數(shù)據(jù)的自動(dòng)計(jì)算、自動(dòng)統(tǒng)計(jì)、自動(dòng)繪圖功能、自動(dòng)顯示報(bào)表、自動(dòng)打印報(bào)告等功能。

4)實(shí)現(xiàn)了降本增效，傳統(tǒng)的化驗(yàn)室需要配置專人錄入數(shù)據(jù)、打印報(bào)告，不僅效率低且出錯(cuò)率高。該系統(tǒng)的使用減少了人力的投入，增加了實(shí)驗(yàn)室的效益。

5)實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)室統(tǒng)計(jì)信息的高效率，傳統(tǒng)的月度統(tǒng)計(jì)報(bào)表需要專人花幾天時(shí)間來(lái)完成，而這套LIMS 系統(tǒng)使用潤(rùn)乾報(bào)表開發(fā)完成了新老線中控、中化的樣品分析日?qǐng)?bào)表共計(jì)28張，可實(shí)現(xiàn)即時(shí)查看任何時(shí)間段的統(tǒng)計(jì)信息，實(shí)現(xiàn)了高效化。

5 LIMS系統(tǒng)效益評(píng)估

海化純堿LIMS系統(tǒng)產(chǎn)生的效益主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1)規(guī)范化驗(yàn)室管理流程，提高企業(yè)管理水平。

通過(guò)該系統(tǒng)的應(yīng)用，提升了實(shí)驗(yàn)室信息化管理水平，實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)集中共享管理、查詢和實(shí)驗(yàn)過(guò)程的全流程追溯，將實(shí)驗(yàn)室審批控制功能固化到信息系統(tǒng)中，完成了大量的自動(dòng)化操作、統(tǒng)計(jì)功能，實(shí)現(xiàn)了從個(gè)別、孤立、手工操作向環(huán)節(jié)化、連續(xù)性、電子化管理轉(zhuǎn)變，從緩慢的、滯后的管理向快捷、超前的管理轉(zhuǎn)變，加強(qiáng)了內(nèi)部流程管理，提高了企業(yè)管理水平。

2)節(jié)省人力資源成本投入，提高工作效率。

通過(guò)該系統(tǒng)的運(yùn)用，取消了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室專職的統(tǒng)計(jì)人員職能，也使各級(jí)管理人員擺脫了繁重的事后通過(guò)手工記錄并依據(jù)主觀判斷調(diào)整出具的各類臺(tái)賬報(bào)表的模式，取而代之的是通過(guò)系統(tǒng)功能生成即時(shí)的各類臺(tái)賬報(bào)表，不僅減少了人力成本，且大大地提高了工作效率。

3)實(shí)現(xiàn)了“低碳環(huán)保”實(shí)驗(yàn)室無(wú)紙化辦公體系，節(jié)省了大量的筆墨紙張。

實(shí)驗(yàn)室是一個(gè)大量使用記錄的部門，LIMS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了記錄的無(wú)紙化，對(duì)社會(huì)做出了“低碳環(huán)保”的貢獻(xiàn)。

4)更好地滿足各類專項(xiàng)審計(jì)檢查的需要

通過(guò)該系統(tǒng)的運(yùn)用，使各項(xiàng)重要實(shí)驗(yàn)室管理數(shù)據(jù)和流程作業(yè)內(nèi)嵌于系統(tǒng)平臺(tái)中，以便更好符合各種審計(jì)工作的要求，避免各種流程規(guī)范不合規(guī)以及數(shù)據(jù)糾紛而造成的審計(jì)問(wèn)題。

TQ056.2

B

1005-8370(2016)06-24-05

2016-08-12

羅楊，33歲，大學(xué)學(xué)歷，工程碩士學(xué)位，工程師。從事信息化管理和儀表動(dòng)力設(shè)備管理工作。