1、前言

    首鋼京唐公司實驗室主要負責進廠及生產(chǎn)過程中的原燃(輔)料、冶煉、水質(zhì)、油脂、耐材取制樣及化學分析、軋鋼檢驗工作；負責工序間及出廠產(chǎn)品的表面質(zhì)量檢查、質(zhì)量證明書簽發(fā)、力學性能試驗及低倍硫印、金相等檢驗工作。京唐公司LIMS系統(tǒng)涵蓋所有檢驗任務(wù)，負責檢驗數(shù)據(jù)的流程管理及向公司三級、四級傳輸檢驗數(shù)據(jù)，同時還包括了檢驗設(shè)備、人員、檢驗文件等實驗室資源的全面管理。本文結(jié)合首鋼京唐公司LIMS系統(tǒng)的建設(shè)過程，詳細論述LIMS系統(tǒng)的技術(shù)要點和應(yīng)用效果。

2、系統(tǒng)應(yīng)用研究與實現(xiàn)

    2.1 LIMS系統(tǒng)三個檢化驗中心分步上線

    京唐公司LIMS系統(tǒng)于2007年11月正式啟動，按照公司各工序投產(chǎn)時間同步于2008年7月30日，京唐LIMS系統(tǒng)“原料分析中心檢驗”上線運行；2009年1月1日，京唐LIMS系統(tǒng)“軋鋼測試中心”上線運行；2009年5月1日，京唐LIMS“冶煉分析中心”上線運行。公司質(zhì)檢設(shè)備自動化水平高，與各生產(chǎn)工序結(jié)合緊密，最大程度滿足公司管理需要。

    2.2 LIMS系統(tǒng)的建設(shè)目標

    (1)按照人員不同的職責，系統(tǒng)自動分配相應(yīng)的任務(wù)，使人員職責分明，提高工作效率；

    (2)遵循ISO/IEC 17025、GMP 、GLP、GALP等實驗室標準化管理規(guī)范，將實驗室的資源人、機、料、法、環(huán)五大要素進行管理；

    (3)化驗分析更加簡單，減少人為造成的誤差，使數(shù)據(jù)更加準確；

    (4)質(zhì)量數(shù)據(jù)自動生成，滿足質(zhì)量部門對化驗分析數(shù)據(jù)的要求；

    (5)將實驗室的所有自動化儀器設(shè)備管理起來，儀器數(shù)據(jù)自動被采集到系統(tǒng)中來，讓手工數(shù)據(jù)和儀器數(shù)據(jù)無縫的合并；

    (6)化驗數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)共享，用戶可根據(jù)權(quán)限進行相應(yīng)數(shù)據(jù)的查詢及統(tǒng)計分析，便于領(lǐng)導決策。

    2.3 LIMS系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)實施方案

    LIMS系統(tǒng)覆蓋的三個作業(yè)區(qū)從物理相互獨立，邏輯上相互統(tǒng)一。三個作業(yè)區(qū)各自配置兩臺服務(wù)器，分別為數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和應(yīng)用服務(wù)器，有UPS保護，兩臺服務(wù)器互為備份。作業(yè)區(qū)內(nèi)部自成局域網(wǎng)，與其他作業(yè)區(qū)和綜合管理區(qū)通過防火墻隔離，以保護區(qū)域內(nèi)數(shù)據(jù)安全，同時通過防火墻配置可以滿足與其他作業(yè)區(qū)的數(shù)據(jù)交互的要求。

    2.4 LIMS系統(tǒng)軟硬件實施方案

    系統(tǒng)是由數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器、通信服務(wù)器組成的平臺架構(gòu)，由通信服務(wù)器接受相關(guān)采集點的信息并寫入數(shù)據(jù)庫(包括報文)，終端用戶通過應(yīng)用服務(wù)器訪問應(yīng)用系統(tǒng)及對系統(tǒng)進行管理、操作。

    2.5 分析儀器的接口方式

    京唐LIMS系統(tǒng)實現(xiàn)了186臺儀器與檢驗系統(tǒng)的接口，數(shù)據(jù)上傳與指令下達不需人工干預(yù)，大大減少了出錯的幾率，提高了數(shù)據(jù)傳輸效率，特別是冶煉分析中心部分，采用了高速以太網(wǎng)與PROFIBUS高速工業(yè)網(wǎng)作為依托，與冶煉分析中心級系統(tǒng)緊密結(jié)合，滿足了煉鋼煉鐵18個二級系統(tǒng)的數(shù)據(jù)請求，試樣從檢驗到發(fā)送檢驗結(jié)果僅需30秒，很好地滿足了煉鋼煉鐵等冶煉系統(tǒng)的數(shù)據(jù)要求，達到了國際一流水平。

    2.6 系統(tǒng)主要功能介紹

    2.6.1 原料分析中心功能

    LIMS系統(tǒng)原料部分從MES獲取委托單檢驗信息、取樣(包括燒結(jié)自動取樣、焦化自動取樣、汽車自動取樣、火車自動取樣)、制樣、確認實驗條件、采集檢驗結(jié)果、自動判定及修約、一級審核、二級審核、三級審核、檢驗結(jié)果上傳MES系統(tǒng)。同時系統(tǒng)提供動態(tài)運行控制圖、工作日志、具備與ORIGIN數(shù)據(jù)分析處理軟件的綁定集成、生成原輔料代碼知識庫、綜合查詢報表管理等。

圖1 加密條形碼圖例

    2.6.2 冶煉分析中心功能

    對于冶煉分析中心，由于對數(shù)據(jù)的實時性要求很高，在整個操作過程中，系統(tǒng)實現(xiàn)了全部后臺自動化處理：從自動接收樣品、信息的自動傳輸、自動指定設(shè)備檢驗、結(jié)果的自動判定以及報出。這些功能的實現(xiàn)極大地提高了系統(tǒng)的執(zhí)行效率，滿足了生產(chǎn)的需求。

    冶煉部分負責煉鐵車間高爐鐵水的檢化驗和對煉鋼環(huán)節(jié)：脫硫站鐵水，轉(zhuǎn)爐、LF、CAS、RH及鑄機的鋼水的分析檢化驗，即：承擔著鐵水樣、鋼水樣的化學成份分析；連鑄試樣的化學成份分析；承擔爐渣試樣的化學成份分析；承擔冶煉生產(chǎn)所需鋼中氣體的化學成份分析；成品鋼種分析。

    2.6.3 軋鋼測試中心功能

    軋鋼測試中心負責軋鋼成品包括板坯，冷軋卷，熱軋卷，冷軋介質(zhì)的性能測試。系統(tǒng)從MES接收委托信息和檢驗計劃，通過指定制樣機，指定儀器設(shè)備功能與設(shè)備做交互，并取得檢驗結(jié)果，系統(tǒng)根據(jù)檢驗計劃自動修約判定，并經(jīng)過一審、二審、三審、數(shù)據(jù)上傳MES、打印檢驗報告。既保證了物流與信息流的統(tǒng)一，同時保證了工作流程的科學性、規(guī)范性，提高了執(zhí)行效率，圖2。

圖2 軋鋼部分與其他系統(tǒng)接口

    2.6.4 實驗室資源管理

    (1)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理：基本信息、維護歷史紀錄、檢驗類型、檢驗標準、修約、檢驗元素與設(shè)備和檢驗標準的對照等。

    (2)文檔管理：目錄、分類、下載、跟蹤信息等管理。

    (3)人力資源管理：人力資源基礎(chǔ)信息、人員與實驗品種、類型的對照關(guān)系、個人可操作角色等。

    (4)設(shè)備管理：設(shè)備故障管理、人員工單管理、設(shè)備檢修記錄管理、點檢標準管理、合同管理、設(shè)備采購計劃管理、資金計劃申請等管理。

    2.7 系統(tǒng)培訓

    LIMS系統(tǒng)實施及應(yīng)用過程中，項目組加強對相關(guān)業(yè)務(wù)人員的信息化培訓工作。編寫完成了《LIMS用戶操作說明書 。開展集中培訓20余次，專業(yè)培訓10余次，培訓內(nèi)容包括數(shù)據(jù)準備、系統(tǒng)概念及系統(tǒng)演示、關(guān)鍵用戶及系統(tǒng)功能測試、系統(tǒng)查詢配置權(quán)限等。通過培訓，極大地提高了員工信息化工作水平，使LIMS系統(tǒng)實施和應(yīng)用順利進行，并快速進入正軌。

3、結(jié)語

    LIMS系統(tǒng)強大的功能使實驗室管理更加科學化，定量化，應(yīng)用LIMS系統(tǒng)前原材料使用情況，儀器和計量器具的校準都要有專職管理人員，每月都要對每臺儀器重新檢查一遍，找出需要校準的儀器，現(xiàn)在只要根據(jù)需要選擇不同的查詢條件很快就會查出你想要的信息。LIMS系統(tǒng)的提醒功能，使實驗室的負責人做到心中有數(shù)。而且每個分析測試項目所涉及的分析者，檢查者，采樣人等這些基礎(chǔ)信息全都保存在數(shù)據(jù)庫中，只要選擇不同的查詢條件，就能非常輕松地了解每個分析者的工作量，分析數(shù)據(jù)的偏差，試劑消耗量，儀器使用情況等等統(tǒng)計數(shù)據(jù)，隨時可檢索實驗室的全方位信息，提升了管理水平，為實驗室領(lǐng)導決策提供依據(jù)。

    考慮到廉政建設(shè)，進廠原燃輔料和仲裁檢化驗，對取樣、制樣、檢驗分析過程進行了系統(tǒng)自動多重加密，保證了檢驗結(jié)果的客觀公正，在實際應(yīng)用中獲得較大成功，為公司的廉政建設(shè)創(chuàng)造了巨大的社會效益和經(jīng)濟效益。

    LIMS提高了質(zhì)量數(shù)據(jù)信息傳遞的速度，實現(xiàn)資源共享，保證了檢驗設(shè)備的安穩(wěn)高效運行，提高經(jīng)濟效益。并且規(guī)范了實驗室的業(yè)務(wù)流程和管理體制，并且做到了科學化和定量化，提升管理水平。

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