实验室LIMS系统在海化纯碱厂的应用

罗 杨，王宗方，刘焕明

(山东海化股份有限公司纯碱厂，山东潍坊 262737)



实验室LIMS系统在海化纯碱厂的应用

罗 杨，王宗方，刘焕明

(山东海化股份有限公司纯碱厂，山东潍坊 262737)

以山东海化股份有限公司纯碱厂(以下简称海化纯碱)的实验室管理业务为实施对象，着重介绍了海化纯碱实验室信息管理系统(以下简称LIMS系统)的实施背景、实施范围及内容、系统功能模块以及实施LIMS系统后取得的效果。

实验室；LIMS系统；管理；纯碱厂；应用

1 LIMS系统实施背景

自建厂以来，海化纯碱结合现代科学管理要求和信息化的管理理念，积极采用先进的信息管理技术，自二十世纪九十年代初就在生产流程的关键岗位引进了DCS控制系统，通过不断努力，目前生产岗位全部实现了DCS控制，并在DCS基础上顺利完成纯碱厂新老线关键生产工序的先进控制和优化。

为了进一步集成生产数据，为生产执行层和管理层提供分析决策依据，海化纯碱在2004年底完成PI实时数据库系统安装实施，新老线主要装置的相关重要生产操作数据全部进入PI实时数据库系统中，并在此基础完成MES系统平台建设和优化升级工作。

2009年海化纯碱加入中国海洋石油总公司以后，总公司更加注重企业的信息化管理提升工作，从2014年起确立了ERP实施三年规划，截至目前已完成了人力资源HR、MDM海油物资数据系统、易ERP采办计划系统、SAP采办、SAP物资管理和SAP财务结算的人、财、物基础管理业务的全流程覆盖，实现了从设备物资和设备检维修计划的提报到物资装备中心信息系统集中采办再到物资MM模块仓库收发货最后到财务FICO模块完成月度结算的全流程高效动态化管理。

2016年海化纯碱将根据总公司ERP部署要求建设应用PP生产计划模块，因此对实验室的管理流程再造和分析数据的实时集成分析提出了更高的要求，比如如何规范分析人员的管理业务流程，如何能让样品的分析记录、结果能快速的传递到生产车间、调度人员及公司领导，如何对每班每日的结果分析进行实时统计分析为管理提供决策依据等。

因此提出建设应用海化纯碱LIMS系统，旨在通过规范业务流程管理、合理配置人员权限、集中管理梳理组态100多种样品、开发分析报表等手段，夯实内部管理基础，提高业务工作效率，使分析数据能够客观、准确、及时地传递给相关部门和领导查阅，以快速的指导生产、服务于生产，并为ERP系统应用提供有效数据支撑。

2 LIMS系统实施范围及内容

LIMS系统在海化纯碱主要涉及现场中控和中化两大块分析数据的收集和管理分析应用，其中现场中控实验室分为新老线成品、新老线蒸吸、新老线盐水、新老线碳化、新老线煅烧、新老线石灰、新老线杂项、新线重灰等15个实验室，中化实验室分为盐、石、焦、氨、纯碱产品、化工辅料等6个实验室，总计124种样品。

在中控化验室样品的分析业务流程上，大多采用样品的自动下样，各装置分析人员根据系统自动下好的样品进行样品检测分析，提交样品分析结果，当值班长对各自班的样品分析结果进行审核后发布到生产调度层面进行应用。在中控样品的分析过程中，具有样品的数量较多，分析频率较高等特点，对分析结果的实时性要求比较高。

在原材料及产品的中控化验室分析中推送流程作业管理，通过人工操作进行样品登记、样品分析、分析结果审核、生成质量报告单，最后提交化验室主任进行报告单审核及发布。原材料和产品的分析业务流程非常的严谨，对分析结果的准确性要求比较高。在样品分析时需要分析人员严格按照分析标准、方法进行分析，并对分析的结果进行多次的审核后才提交化验室领导进行报告单的审核及发布。

综上，LIMS系统主要功能包括：样品登记、样品分析、报告发布、分析查询等。各个功能模块描述如下：

1)样品登记：系统会对各实验室所需化验样品进行组态工作，在样品登记时，用户根据需要选择相应样品，填写登记信息进行登记提交。

2)样品分析：用户进行样品登记操作后，在样品分析界面会看到登记的样品信息，用户可在该界面进行化验数据录入操作。

3)报告发布：用户对分析数据进行确认无误后对分析结果进行发布，生成质量报告单。

4)分析查询：提供原始记录单、分析报告单、质量报告单、质量日报、月报等查询功能。用户可以指定采样时间、样品名称、采样地点、分析项目进行查询，通过趋势图来对比分析结果。

3 LIMS系统功能概述

海化纯碱LIMS系统由计算机硬件和应用软件组成，能够完成实验室数据和信息的收集、分析、报告和管理。LIMS系统是专门针对一个实验室的整体环境而设计，是一个包括了信号采集设备、数据通讯软件、数据库管理软件在内的高效集成系统。以实验室为中心，将实验室的业务流程、环境、人员、仪器设备、标准方法、文件记录等因素有机结合。具体的功能如下：

3.1 系统架构

海化纯碱LIMS系统采用纯B/S结构设计，不管是系统的样品分析人员，还是实验室人员、生产调度人员、公司领导都通过Web页面就可进行系统的操作、查询等功能。对于出差人员可以通过VPN连接后，通过浏览器可以直接查看实验的分析数据、报告单情况等。

图1 LIMS系统架构图

3.2 系统功能模块简介

3.2.1 系统软件功能模块架构图

图2 系统软件功能模块架构图

3.2.2 系统功能模块业务内容

1)系统总体业务流程

图3 系统总体业务流程

2)样品登记

样品登记是申请者提出需求的过程，对于实验室而言，化验需求申请者可以是各种类型的用户，根据其自身需要，在线提出分析申请。在化验申请提出过程中，用户需要填写化验申请信息，信息内容包括：样品编号、样品名称、采样地点、样品类型、工作流、采样时间、采样人、样品编号规则、预期分析时间、分析报告单编号规则、质量报告单编号规则、分析报告单模板和质量报告单模板等。

3)样品分析

在样品登记完后，需要对样品进行检测分析。这里提到的样品分析实际上是对化验结果数据的录入，并非化验过程本身。化验的实际操作完成后，需要将分析结果数据录入系统中，是整个系统的数据来源地。本系统提供仪器自动获取分析结果和手工录入分析结果两种方式。

4)分析结果审核

数据的审核是实验室质量控制的重要环节。在这里审核人需要对实验过程是否规范，记录的质量依据是否完整和有效等进行审核，以决定是否通过或退回。

5)质量报告单发布

待质量报告单数据审核通过后，质控部经理即可发布质量报告单，形成产品的正式质量检测报告。

6)系统查询功能

信息查询是信息系统必需的功能，信息查询的性能在某种程度上决定了系统的整体性能。系统查询模块提供了分析记录单、报告单、检测样品、分析项目、综合报表、各操作记录及异常查询等系统内所有信息的查询，并且按照各类信息的特点进行了分类，每一类形成一个独立的模块，便于迅速从系统中找到所需信息，避免多余信息的出现。所有查询结果都可以进行排序、分类、统计。

①状态查询

②检测样品查询

③检测项目查询

④原始记录单查询

⑤质量报告单查询

⑥报表统计查询

在实验室的查询功能中，统计报表是展示化验室数据必不可少的工具之一。通过各种类型的日报、

月报、统计报表以及经济指标报表等，能直观的显示当前实验室以及公司的生产状态。各报表的功能及内容往往都是根据企业内部要求来指定开发。

⑦各操作记录及异常查询

实验室分析是一个非常严格的过程控制系统，分析人员的每次操作记录都需要纳入到实验室规范管理中，操作记录功能可以记录平时化验室分析人员的操作记录，并能记录操作过程中的异常情况，供系统管理人员以及实验室领导查询化验室日常运行情况。

4 LIMS系统投运效果

海化纯碱LIMS系统上线投运后，通过对纯碱厂质量控制部15个中控操作室及6个中化室所需化验的样品、分析方法、分析项目进行梳理，简化系统操作化验过程，通过实验室管理信息化实现了实验室数据集中共享管理、查询和实验过程的全流程追溯，完成了大量的自动化操作、统计功能，既保证了管理的效果，又提高了管理的效率。主要效果如下：

1)通过实施LIMS系统，规范实验室业务流程(如样品编号、数据审核等流程)，摆脱了传统流程作业传递不清晰、人工记录慢、数据资源集成缺失等管理弊病。

2)实现了实验室数据的快速、准确的传递，以更加高效、快速的指导生产和提供数据给领导决策，摆脱了以往电话报告结果，出错率高，效率低下的不足。

3)提高了工作效率，实现了分析样品的自动登记、自动提醒，分析数据的自动计算、自动统计、自动绘图功能、自动显示报表、自动打印报告等功能。

4)实现了降本增效，传统的化验室需要配置专人录入数据、打印报告，不仅效率低且出错率高。该系统的使用减少了人力的投入，增加了实验室的效益。

5)实现了实验室统计信息的高效率，传统的月度统计报表需要专人花几天时间来完成，而这套LIMS 系统使用润乾报表开发完成了新老线中控、中化的样品分析日报表共计28张，可实现即时查看任何时间段的统计信息，实现了高效化。

5 LIMS系统效益评估

海化纯碱LIMS系统产生的效益主要体现在以下几个方面：

1)规范化验室管理流程，提高企业管理水平。

通过该系统的应用，提升了实验室信息化管理水平，实现了实验室数据集中共享管理、查询和实验过程的全流程追溯，将实验室审批控制功能固化到信息系统中，完成了大量的自动化操作、统计功能，实现了从个别、孤立、手工操作向环节化、连续性、电子化管理转变，从缓慢的、滞后的管理向快捷、超前的管理转变，加强了内部流程管理，提高了企业管理水平。

2)节省人力资源成本投入，提高工作效率。

通过该系统的运用，取消了传统实验室专职的统计人员职能，也使各级管理人员摆脱了繁重的事后通过手工记录并依据主观判断调整出具的各类台账报表的模式，取而代之的是通过系统功能生成即时的各类台账报表，不仅减少了人力成本，且大大地提高了工作效率。

3)实现了“低碳环保”实验室无纸化办公体系，节省了大量的笔墨纸张。

实验室是一个大量使用记录的部门，LIMS系统实现了记录的无纸化，对社会做出了“低碳环保”的贡献。

4)更好地满足各类专项审计检查的需要

通过该系统的运用，使各项重要实验室管理数据和流程作业内嵌于系统平台中，以便更好符合各种审计工作的要求，避免各种流程规范不合规以及数据纠纷而造成的审计问题。

TQ056.2

B

1005-8370(2016)06-24-05

2016-08-12

罗杨，33岁，大学学历，工程硕士学位，工程师。从事信息化管理和仪表动力设备管理工作。