作者：国工智能市场部—陈晨

针对化工企业生产过程中取样遇到的难点问题，国工智能联合浙江六合工程技术有限公司共同研发了自动化采样系统，即实验室与质量管理系统（LIMS）结合自动采样器从而实现采样过程的全自动化无接触采样，为生产、检验提高效率，减少人身伤害。

化工企业生产现场都要涉及到取样工作，而取样需要分时间段进行，一个反应釜内有大量的化学药品在反应，企业需要知道药品到底反应多长时间才能得到更纯净的化学物质，所以要确保化学药品充分反应，要知道反应的进度、速度等等。因为一个反应要10几个小时，如果不知道进度不能确定反应釜要被占用多久，设备的利用率就会特别差。靠什么来知道反应的进度、速度，就要依靠抽检，要从反应釜内取样，质检人员要定时取样来检验、分析反应是否充分，包括样品颜色、色泽、品相等一系列是否有问题，如果反应有问题，可以通过比如添加催化剂、溶剂等手段确保成品的质量。

分时间段取样就要求检验人员严格按照时间点定时取样，信息化系统比如国工生产执行系统（MES）、国工实验室与质量管理系统（LIMS）只能起到提醒的作用，到时间可以提醒人员取样，但是车间内有上百个甚至几百个反应釜。如果取样时间点接近或者同一时间点取样地点距离较远，对于取样人员就是很大考验甚至不能准确取样。同时取样的过程又是一项非常危险的工作，许多化学反应物质毒性很大，取样人员在取样过程中如果发生误吸入或者误接触都可能给取样人员造成不可逆的人身伤害甚至死亡。

为了在取样过程中能能够更精准取样，避免对采样人员的人身伤害，国工实验室与质量管理系统（LIMS）结合自动采样器（如上图）对整个采样过程做到以下特点：①生产过程的密闭化取样  ②针对物料物性  ③满足工艺要求 ④经济方便⑤无残留 ⑥无滴漏 ⑦带氮气吹扫防堵塞 ⑧带CIP清洗方便 ⑨预留PH计接口这样的自动取样器到了时间的节点，国工实验室与质量管理系统（LIMS）可以给取样器发送信号，完成自动取样的一个过程。然后它会自动把样品装进瓶内，进行后续的分样工作。结合国工实验室与质量管理系统（LIMS）打印二维码粘贴在分样瓶上。（如下图）

分样后可以自动与国工实验室与质量管理系统（LIMS）管理的检测设备联动进行样品的检测分析。

LIMS通用的内容    

一、简介

国工智能LIMS是以先进的信息化技术为核心，遵循ISO/IEC17025、国家实验室标准（CNAS）设计，通过实验室资源管理、检验业务管理、科研项目管理等模块，以多角色协同、多维可视化分析等功能，将业务流程、实验环境、人员、仪器设备、样品、化学试剂、标准方案、操作规范、文件记录、档案资料等因素有机结合，对实验室流程及数据进行设计、规划，实现实验室业务流程标准化，可追溯的目标，优化资源配置，从而有效降低实验室运营成本和提高数据准确性。 

二、应用需求

NO.1人员管理

国工LIMS系统为所有员工建立电子档案，档案中记录了培训、考核、资质情况；管理者通过系统制定培训计划、组织培训、员工考核，考核通过的员工赋予资质授权，只有授权的员工可以操作指定的设备，严格执行相关检验的操作标准，提高检测的准确性和规范性；配合系统提醒功能，能有效防止员工遗漏相关任务事项，做到日清日结。

NO.2 仪器管理

国工LIMS系统提供了仪器全生命周期管理的解决方案，从仪器采购立项、到货检测，再到仪器档案建立、保养、校准、报废全过程进行管理，使得仪器全生命周期可追溯，同时管理者可以随时掌握仪器养护、使用情况。

NO.3 试剂、物料管理

国工LIMS系统通过批次将不同类型、不同质保期的物料、试剂进行区分，实行库位管理。从新购入材料的质控检测到物料的分类存储，领料、退料、报废，贯穿整个物料、试剂的管理过程，辅以保质期、低库存预警提醒，避免物料、试剂领用错误，大幅提升实验数据精准度和物料可追溯性。

NO.4 检验项目

检验项目作为实验室检测的基础信息，可以在检测过程中自动带入委托单并跟随业务流转，检验结果也可以通过公式自动计算，提高了工作数据准确性和工作效率。

NO.5 环境管理

部分实验室检验过程受环境影响较大的，可以引入环境管理机制；通过对接实验室的环境检测设备，实现系统实时采集环境数据，形成环境变化趋势和环境变化预警，为实验室管理者提供参考，提高实验室环境监管水平。

NO.6 检验管理

检验管理业务流程是实验室的标准化流程，适合多数实验室使用。样品接收、制样、检测均通过扫描标签跟检验委托单关联并获取信息，使数据可追溯并减少人工录入过程，不仅规范了实验室的管理，同时还提高了工作效率。

NO.7 研发管理

科研项目管理模块在标准的项目管理流程中添加许多实验室需要的功能，既保障了流程的标准化和可追溯性又满足了实验室的多样化功能需要。

三、实验室运营难点

1、重复性工作

♦检测单或者研发文档需要人工录入

♦重复相同的数据信息需要人工处理 

2、自动化水平低

♦人员考核计划、设备养护计划、实验环境恶化等无法自动提醒

♦检测结果需要人工去判定，查表、计算、对比等都需要人工处理

2、仪器、试剂管理混乱

♦仪器状态采购、领用仅靠管理人员进行纸质档案记录，状态难以查询

♦试剂耗材的库存，采购等也靠人工手动记录，无法进行及时响应。

3、缺乏业务过程跟踪管理

♦仪器试剂使用过程、检验过程、研发过程无法对全流程流转进行记录管理。

♦检验报告、研发报告、报表很难追踪到工作的各个环节

四、效益分析

1、提高样品测试效率

系统根据检测项目的特性，提供大量的特色功能，并且系统可以通过接口读取检验设备的结果，可以大幅提高测试效率。

2、提高分析结果可靠性通过系统自动根据预先设置的条件和样式进行结果分析，避免了人工统计的失误。

3、提高对复杂问题的分析处理能力LIMS系统将整个实验室的各类资源有机地整合在一起，工作人员可以方便地对实验室曾经做过全部的样品分析和结果进行查询以及历史数据的检索。

4、协调实验室的各类资源管理者可以通过人、机、料、法、环的管理功能，随时掌握和协调实验室各类资源的情况。

5、实现检验的可追溯性使用二维码作为追溯码，二维码贯穿全业务流程。精确的追溯到每个样品的检验各个环节。包括样品接收，制样分样、样品检测等。

6、实现检测数据的自动采集

对检测设备的检测结果进行采集，同时结果写入系统中，减少检验数据录入的人为失误。

7、与机器人分工协助的可行性

能够实现人机协作和机器人通信，实现实验室检测的无人化，自动化操作。

四、系统优势
    1、多终端支持手机端、C/S、 B/S三种平台，具有无代码开发模块，支持快速自定义搭建模块、扩充功能。

2、自定义样式支持自定义样式，实现字段的不同样式显示，解决特殊字段的重点显示问题。

3、多组织、多语言支持多组织、多语言。支持集团架构与多实验室，为实验室进行国际交流合作打下良好的基础和平台。

4、显示配置灵活页面显示配置灵活，用户可根据自身工作习惯自定义符合自己的操作页面及显示顺序。

5、自定义规则支持自定义计算公式和结果的修约规则，降低人工计算统计出错率，提高工作效率。

6、多种录入支持检测结果的数据录入支持:手工录入，文档导入(Word、Excel、 PDF、 数库文件等)和实验室仪器的自动采集。

7、符合优良实验室规范符合优良实验室规范(GLP)、GMP和 ISO9000、ISO17025、 CNAS等标准体系认证的要求。

8、自带通讯自带PLC通讯，客户端系统支持OPC协议可以直接与西门子、欧姆龙等厂家PLC进行通讯，并将数据上传到数据分析系统，实现自动质量检测、自动化采集与控制。

9、丰富的数据接口LIMS系统跟主流ERP、国工MES、EAS等系统，都有高效的数据接口，实现系统间联动。