作者：國工智能市場部—陳晨

針對化工企業生產過程中取樣遇到的難點問題，國工智能聯合浙江六合工程技術有限公司共同研發了自動化采樣系統，即實驗室與質量管理系統（LIMS）結合自動采樣器從而實現采樣過程的全自動化無接觸采樣，為生產、檢驗提高效率，減少人身傷害。

化工企業生產現場都要涉及到取樣工作，而取樣需要分時間段進行，一個反應釜內有大量的化學藥品在反應，企業需要知道藥品到底反應多長時間才能得到更純凈的化學物質，所以要確保化學藥品充分反應，要知道反應的進度、速度等等。因為一個反應要10幾個小時，如果不知道進度不能確定反應釜要被占用多久，設備的利用率就會特別差。靠什么來知道反應的進度、速度，就要依靠抽檢，要從反應釜內取樣，質檢人員要定時取樣來檢驗、分析反應是否充分，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量。

分時間段取樣就要求檢驗人員嚴格按照時間點定時取樣，信息化系統比如國工生產執行系統（MES）、國工實驗室與質量管理系統（LIMS）只能起到提醒的作用，到時間可以提醒人員取樣，但是車間內有上百個甚至幾百個反應釜。如果取樣時間點接近或者同一時間點取樣地點距離較遠，對于取樣人員就是很大考驗甚至不能準確取樣。同時取樣的過程又是一項非常危險的工作，許多化學反應物質毒性很大，取樣人員在取樣過程中如果發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取樣，避免對采樣人員的人身傷害，國工實驗室與質量管理系統（LIMS）結合自動采樣器（如上圖）對整個采樣過程做到以下特點：①生產過程的密閉化取樣  ②針對物料物性  ③滿足工藝要求 ④經濟方便⑤無殘留 ⑥無滴漏 ⑦帶氮氣吹掃防堵塞 ⑧帶CIP清洗方便 ⑨預留PH計接口這樣的自動取樣器到了時間的節點，國工實驗室與質量管理系統（LIMS）可以給取樣器發送信號，完成自動取樣的一個過程。然后它會自動把樣品裝進瓶內，進行后續的分樣工作。結合國工實驗室與質量管理系統（LIMS）打印二維碼粘貼在分樣瓶上。（如下圖）

分樣后可以自動與國工實驗室與質量管理系統（LIMS）管理的檢測設備聯動進行樣品的檢測分析。

LIMS通用的內容    

一、簡介

國工智能LIMS是以先進的信息化技術為核心，遵循ISO/IEC17025、國家實驗室標準（CNAS）設計，通過實驗室資源管理、檢驗業務管理、科研項目管理等模塊，以多角色協同、多維可視化分析等功能，將業務流程、實驗環境、人員、儀器設備、樣品、化學試劑、標準方案、操作規范、文件記錄、檔案資料等因素有機結合，對實驗室流程及數據進行設計、規劃，實現實驗室業務流程標準化，可追溯的目標，優化資源配置，從而有效降低實驗室運營成本和提高數據準確性。 

二、應用需求

NO.1人員管理

國工LIMS系統為所有員工建立電子檔案，檔案中記錄了培訓、考核、資質情況；管理者通過系統制定培訓計劃、組織培訓、員工考核，考核通過的員工賦予資質授權，只有授權的員工可以操作指定的設備，嚴格執行相關檢驗的操作標準，提高檢測的準確性和規范性；配合系統提醒功能，能有效防止員工遺漏相關任務事項，做到日清日結。

NO.2 儀器管理

國工LIMS系統提供了儀器全生命周期管理的解決方案，從儀器采購立項、到貨檢測，再到儀器檔案建立、保養、校準、報廢全過程進行管理，使得儀器全生命周期可追溯，同時管理者可以隨時掌握儀器養護、使用情況。

NO.3 試劑、物料管理

國工LIMS系統通過批次將不同類型、不同質保期的物料、試劑進行區分，實行庫位管理。從新購入材料的質控檢測到物料的分類存儲，領料、退料、報廢，貫穿整個物料、試劑的管理過程，輔以保質期、低庫存預警提醒，避免物料、試劑領用錯誤，大幅提升實驗數據精準度和物料可追溯性。

NO.4 檢驗項目

檢驗項目作為實驗室檢測的基礎信息，可以在檢測過程中自動帶入委托單并跟隨業務流轉，檢驗結果也可以通過公式自動計算，提高了工作數據準確性和工作效率。

NO.5 環境管理

部分實驗室檢驗過程受環境影響較大的，可以引入環境管理機制；通過對接實驗室的環境檢測設備，實現系統實時采集環境數據，形成環境變化趨勢和環境變化預警，為實驗室管理者提供參考，提高實驗室環境監管水平。

NO.6 檢驗管理

檢驗管理業務流程是實驗室的標準化流程，適合多數實驗室使用。樣品接收、制樣、檢測均通過掃描標簽跟檢驗委托單關聯并獲取信息，使數據可追溯并減少人工錄入過程，不僅規范了實驗室的管理，同時還提高了工作效率。

NO.7 研發管理

科研項目管理模塊在標準的項目管理流程中添加許多實驗室需要的功能，既保障了流程的標準化和可追溯性又滿足了實驗室的多樣化功能需要。

三、實驗室運營難點

1、重復性工作

?檢測單或者研發文檔需要人工錄入

?重復相同的數據信息需要人工處理 

2、自動化水平低

?人員考核計劃、設備養護計劃、實驗環境惡化等無法自動提醒

?檢測結果需要人工去判定，查表、計算、對比等都需要人工處理

2、儀器、試劑管理混亂

?儀器狀態采購、領用僅靠管理人員進行紙質檔案記錄，狀態難以查詢

?試劑耗材的庫存，采購等也靠人工手動記錄，無法進行及時響應。

3、缺乏業務過程跟蹤管理

?儀器試劑使用過程、檢驗過程、研發過程無法對全流程流轉進行記錄管理。

?檢驗報告、研發報告、報表很難追蹤到工作的各個環節

四、效益分析

1、提高樣品測試效率

系統根據檢測項目的特性，提供大量的特色功能，并且系統可以通過接口讀取檢驗設備的結果，可以大幅提高測試效率。

2、提高分析結果可靠性通過系統自動根據預先設置的條件和樣式進行結果分析，避免了人工統計的失誤。

3、提高對復雜問題的分析處理能力LIMS系統將整個實驗室的各類資源有機地整合在一起，工作人員可以方便地對實驗室曾經做過全部的樣品分析和結果進行查詢以及歷史數據的檢索。

4、協調實驗室的各類資源管理者可以通過人、機、料、法、環的管理功能，隨時掌握和協調實驗室各類資源的情況。

5、實現檢驗的可追溯性使用二維碼作為追溯碼，二維碼貫穿全業務流程。精確的追溯到每個樣品的檢驗各個環節。包括樣品接收，制樣分樣、樣品檢測等。

6、實現檢測數據的自動采集

對檢測設備的檢測結果進行采集，同時結果寫入系統中，減少檢驗數據錄入的人為失誤。

7、與機器人分工協助的可行性

能夠實現人機協作和機器人通信，實現實驗室檢測的無人化，自動化操作。

四、系統優勢
    1、多終端支持手機端、C/S、 B/S三種平臺，具有無代碼開發模塊，支持快速自定義搭建模塊、擴充功能。

2、自定義樣式支持自定義樣式，實現字段的不同樣式顯示，解決特殊字段的重點顯示問題。

3、多組織、多語言支持多組織、多語言。支持集團架構與多實驗室，為實驗室進行國際交流合作打下良好的基礎和平臺。

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

5、自定義規則支持自定義計算公式和結果的修約規則，降低人工計算統計出錯率，提高工作效率。

6、多種錄入支持檢測結果的數據錄入支持:手工錄入，文檔導入(Word、Excel、 PDF、 數庫文件等)和實驗室儀器的自動采集。

7、符合優良實驗室規范符合優良實驗室規范(GLP)、GMP和 ISO9000、ISO17025、 CNAS等標準體系認證的要求。

8、自帶通訊自帶PLC通訊，客戶端系統支持OPC協議可以直接與西門子、歐姆龍等廠家PLC進行通訊，并將數據上傳到數據分析系統，實現自動質量檢測、自動化采集與控制。

9、豐富的數據接口LIMS系統跟主流ERP、國工MES、EAS等系統，都有高效的數據接口，實現系統間聯動。