鄭冬梅

[摘 要] 采用STARLIMS10.3版本軟件，數(shù)據(jù)庫采用Oracle RAC雙機熱備，對燕化公司原來分散建設(shè)的6套LIMS系統(tǒng)進行整合。對基礎(chǔ)靜態(tài)數(shù)據(jù)進行了標準化處理，開發(fā)了質(zhì)量數(shù)據(jù)實時報警和確認功能，設(shè)計了滿足不同管理需求的統(tǒng)計查詢功能，為重組后的質(zhì)檢中心提供了統(tǒng)一的實驗室信息管理平臺，為提高燕化公司的質(zhì)量管理工作水平提供了數(shù)據(jù)支撐。

[關(guān)鍵詞] LIMS； 系統(tǒng)； 整合； 設(shè)計； 應(yīng)用

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2014 . 02. 065

[中圖分類號] TP392 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673 - 0194（2014）02- 0127- 04

0 引 言

石油化工行業(yè)的檢驗分析部門負責(zé)對原輔材料進行檢驗，對中間生產(chǎn)過程指標進行監(jiān)測，以及產(chǎn)品出廠前的檢驗，是石化企業(yè)實行質(zhì)量控制和管理的重要部門。實驗室信息管理系統(tǒng)（Laboratory Information Management System，簡稱LIMS）是對實驗室的人（人員）、機（儀器）、料（樣品、材料）、法（方法、質(zhì)量）、環(huán)（環(huán)境、通訊）進行全方位管理的信息系統(tǒng)，經(jīng)過近20年的開發(fā)和應(yīng)用，已成為支撐實驗室正常運轉(zhuǎn)、建立質(zhì)量檢驗監(jiān)督體系不可或缺的信息管理平臺。

2011年，燕山石化公司采用STARLIMS軟件，對專業(yè)化重組后的質(zhì)檢中心原來分散的6套LIMS系統(tǒng)進行整合升級，后臺數(shù)據(jù)庫軟件采用統(tǒng)一版本的Oracle RAC[1]，前端采用STARLIMS V10.3，搭建了燕山石化公司統(tǒng)一的實驗室信息管理系統(tǒng)。

1 業(yè)務(wù)現(xiàn)狀分析

早在2003年，燕山石化公司先后在煉油廠、化工一廠、化工二廠、化工三廠、橡膠廠和聚酯廠，采用STARLIMS軟件建立了6套實驗室信息管理系統(tǒng)。隨著燕山石化公司專業(yè)化重組的不斷深入，原來分散建設(shè)使用的LIMS系統(tǒng)暴露出以下問題：

（1） 新成立的質(zhì)檢中心對原來各廠分析站的工作范圍和職能進行了調(diào)整，比如，將原先分散在5個廠級質(zhì)檢站的水質(zhì)分析業(yè)務(wù)，集中劃歸到新成立的第五質(zhì)檢站，實現(xiàn)了水分析業(yè)務(wù)的專業(yè)化管理，這樣，第五分析站的分析數(shù)據(jù)要分別錄入到以前兩套LIMS系統(tǒng)中，形成了新的信息孤島。

（2） 原來各套LIMS系統(tǒng)的查詢權(quán)限與專業(yè)化重組后的單位不一致，造成生產(chǎn)廠查詢的質(zhì)量數(shù)據(jù)不全，或者需要登錄兩套系統(tǒng)查詢相關(guān)數(shù)據(jù)，影響了質(zhì)量數(shù)據(jù)的使用，降低了質(zhì)量控制能力。

（3） 早期的LIMS系統(tǒng)有的是C/S架構(gòu)，客戶端維護工作量大，有的系統(tǒng)硬件老化，故障頻發(fā)，影響了實驗室工作的正常開展。

新成立的質(zhì)檢中心急需一套統(tǒng)一的信息管理平臺，以輔助新單位開展相關(guān)工作。經(jīng)過分析對比，決定采用STARLIMS V10.3，對原先6套LIMS系統(tǒng)進行整合升級，滿足業(yè)務(wù)需要。

2 系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)要點

針對燕山石化公司檢驗分析業(yè)務(wù)，以及燕山石化質(zhì)量管理的具體要求，在進行LIMS系統(tǒng)功能設(shè)計時，從靜態(tài)數(shù)據(jù)標準化、檢驗分析流程規(guī)范化[2]、數(shù)據(jù)統(tǒng)計與查詢可視化、實時質(zhì)量數(shù)據(jù)報警等8個方面考慮，其中，在質(zhì)量數(shù)據(jù)實時報警的設(shè)計和應(yīng)用方面具有明顯的燕化特色。在系統(tǒng)架構(gòu)上也采用Oracle RAC雙機熱備等先進技術(shù)。下面將具體分析介紹。

2.1 靜態(tài)數(shù)據(jù)的標準化

靜態(tài)數(shù)據(jù)是指不隨時間或其他數(shù)據(jù)變化而變化的數(shù)據(jù)，包括結(jié)構(gòu)參數(shù)和功能參數(shù)。LIMS中的靜態(tài)數(shù)據(jù)主要包括實驗室樣品、人員、組織等。結(jié)合燕山石化公司質(zhì)檢中心專業(yè)化重組后的變動情況，在LIMS系統(tǒng)整合設(shè)計中，我們對組織機構(gòu)、系統(tǒng)用戶、儀器設(shè)備、采樣點等8個方面的基礎(chǔ)靜態(tài)數(shù)據(jù)進行了標準化。

（1） 組織機構(gòu)。根據(jù)重組后的質(zhì)檢中心組織架構(gòu)和職能分工，細化了班組和崗位，制定了統(tǒng)一的班組命名規(guī)則，在系統(tǒng)中配置了5個分站、30個班組的詳細信息。

（2） 系統(tǒng)用戶名。以前分散建設(shè)的各套LIMS系統(tǒng)，用戶名的命名規(guī)則不統(tǒng)一。系統(tǒng)整合時，針對質(zhì)檢中心內(nèi)部用戶、查詢用戶以及其他用戶，按照統(tǒng)一的名規(guī)則，分門別類建立了1 000多各類用戶。

（3） 儀器設(shè)備。這部分是工作的難點，各站的儀器隨著分站職能的調(diào)整發(fā)生了變化，需要把現(xiàn)在的存放位置和所屬部門等信息錄入到系統(tǒng)，同時，還需要對儀器進行編號，我們制定了統(tǒng)一的命名規(guī)則，對1 000多臺儀器進行重新登記，建立了儀器設(shè)備的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)臺賬。

（4） 分析方法與標準。原來各個系統(tǒng)中的方法版本控制方法不同，這次系統(tǒng)整合時進行了統(tǒng)一，按照統(tǒng)一模式建立整理了1 000多個方法。

（5） 采樣點和樣品名稱。對燕化公司范圍內(nèi)采樣點進行了逐一確認，然后按照統(tǒng)一的命名規(guī)則在系統(tǒng)中建立了3 600多個采樣點；并按照檢測分析計劃，梳理了3 800個檢驗計劃；同時，為簡化一線分析員下達任務(wù)，創(chuàng)建了1 000個自動登錄模板。

（6） 原始記錄。項目組按照國家實驗室認可的標準要求，開發(fā)了自動生成原始記錄的功能模塊，增加了記錄編號和溫度計編號以及自動計算等功能，最大化地減少手工錄入，并保證數(shù)據(jù)的可追溯性，在系統(tǒng)中建立了1 200個方法的原始記錄模板。

（7） 合格證的內(nèi)容和格式。按照實驗室認可的要求，結(jié)合燕山石化的質(zhì)量管理以及產(chǎn)品類別特點，在原來合格證的基礎(chǔ)上增加了質(zhì)量等級和分析方法等數(shù)據(jù)，開發(fā)出10個產(chǎn)品合格證模板和2個分析報告單模板，并可直接生成PDF格式，供銷售部門打印作為發(fā)貨依據(jù)。

（8） 儀器自動采集功能。把儀器采集的數(shù)據(jù)格式從原來的文本格式統(tǒng)一升級為PDF格式，使之包含方法信息、儀器參數(shù)、樣品譜圖和檢測結(jié)果等信息，并存儲在指定的文檔服務(wù)器上，實現(xiàn)了統(tǒng)一管理。

2.2 檢驗分析流程的規(guī)范化

針對中間控制和半成品質(zhì)量要求，設(shè)計并固化了檢驗分析審核流程。見圖1所示中控和半成品檢驗分析流程設(shè)計圖。

針對產(chǎn)品和原料質(zhì)量要求，設(shè)計并固化了四級檢驗分析流程。見圖2所示原料和產(chǎn)品檢驗分析流程設(shè)計圖。

同時，在樣品自動登錄時，采用自動接收方式，在相應(yīng)的崗位下創(chuàng)建分析任務(wù)。針對成品，對于成品樣品，在三級審核通過后，系統(tǒng)可進行自動判定產(chǎn)品等級。對于需要手工判等的樣品，系統(tǒng)提供了手工判等功能；對于同一個樣品可生成多個等級的情況，系統(tǒng)可生成不同規(guī)格、不同等級的產(chǎn)品檢驗合格證。

2.3 質(zhì)量數(shù)據(jù)實時報警功能

質(zhì)量實時報警功能，是這次系統(tǒng)整合的設(shè)計重點和應(yīng)用亮點，也是在系統(tǒng)投用后，使用最頻繁、關(guān)注度最高的功能模塊。根據(jù)燕化公司的質(zhì)量管理要求，把分析數(shù)據(jù)分為煉油質(zhì)量數(shù)據(jù)、化工質(zhì)量數(shù)據(jù)、水質(zhì)分析數(shù)據(jù)、動力分析數(shù)據(jù)、氣體質(zhì)量分析數(shù)據(jù)、原料質(zhì)量數(shù)據(jù)、防腐檢測數(shù)據(jù)和環(huán)保檢測數(shù)據(jù)等8大類。檢驗分析數(shù)據(jù)經(jīng)過審核后，如果超標，報警數(shù)據(jù)自動進入相關(guān)類別進行顯示，同時在屏幕下方出現(xiàn)一條詳細信息，點擊即可查看具體信息；同時也可以點擊相應(yīng)的報警數(shù)據(jù)分類模塊，查看細目。對于歷史報警信息的歷史值，可以查詢過去2小時、4小時、6小時和8小時的歷史記錄，同時，對于每一條報警，都記錄其區(qū)域、廠區(qū)、裝置、采樣點、采樣時間、分析項目、分析結(jié)果等信息，點擊這條記錄，進入報警確認頁面，輸入檢查人、密碼和備注等信息后提交，該條報警將停止閃爍。如圖3所示。

2.4 數(shù)據(jù)查詢和統(tǒng)計的多樣化

整合后的LIMS系統(tǒng)設(shè)計開發(fā)了數(shù)據(jù)查詢模塊，包括樣品狀態(tài)查詢、樣品臺賬、裝置日報、查看合格證、產(chǎn)品合格率統(tǒng)計、裝置合格率統(tǒng)計、質(zhì)量統(tǒng)計以及生成質(zhì)量控制圖、相關(guān)性分析、質(zhì)量實時報警等查詢統(tǒng)計功能。

樣品狀態(tài)查詢功能，為用戶提供查看單個（多個）樣品的功能，按照燕山石化質(zhì)檢中心組織機構(gòu)的樹形結(jié)構(gòu)，用戶可以查看樣品的狀態(tài)和個數(shù)，了解樣品類型、采樣日期、分析人員、審核人員以及原始記錄的情況，主要方便質(zhì)檢中心內(nèi)部查詢使用[3]。

樣品臺賬查詢功能，主要查詢用戶為各個生產(chǎn)廠。按照屬地原則，將每個生產(chǎn)廠管轄內(nèi)的檢驗分析情況，按照原材料、中間控制和產(chǎn)品等分類組織起來，方便生產(chǎn)廠查詢。生產(chǎn)廠用戶還可以選取一段時間內(nèi)的歷史分析數(shù)據(jù)，利用系統(tǒng)的控制圖功能，生成質(zhì)量控制圖，用以查看分析指標的波動情況。

裝置日報查詢模塊，主要針對生產(chǎn)裝置用戶，并利用質(zhì)檢中心整合優(yōu)勢，把某個裝置相關(guān)的原料、中間控制和產(chǎn)品數(shù)據(jù)，在一個界面上統(tǒng)一展示，同時根據(jù)石油化工生成流程，把上下游關(guān)聯(lián)的分析數(shù)據(jù)，分別在上游產(chǎn)品和下游原料處同時顯示，方便廠際間的質(zhì)量控制。

查看合格證功能，根據(jù)燕山石化產(chǎn)品的種類，系統(tǒng)共涉及了13個產(chǎn)品合格證模板，統(tǒng)一了格式，規(guī)范了分析項目，

為了滿足質(zhì)量管理的要求，LIMS系統(tǒng)涉及開發(fā)了多種統(tǒng)計查詢模塊，以滿足質(zhì)量管理的多方面需求。

產(chǎn)品合格率統(tǒng)計模塊，可以統(tǒng)計一段時間內(nèi)，油品按照產(chǎn)品名稱，化工產(chǎn)品按照牌號，可以統(tǒng)計出樣品數(shù)量、合格數(shù)量和合格率[4]。裝置合格率統(tǒng)計功能，可以按照產(chǎn)品名稱和牌號，統(tǒng)計出一段時間內(nèi)，分析頻次和合格率。質(zhì)量統(tǒng)計功能，主要針對產(chǎn)品和裝置主要餾出口，可以統(tǒng)計出一段時間內(nèi)，分析項目的最大值、最小值、平均值和標準方差等。相關(guān)性分析功能，支持不同采樣點相同分析項目的相關(guān)性分析，生成相關(guān)分析圖，橫坐標是時間，縱坐標按需縮放。

2.5 報表開發(fā)注重實用性

新成立的質(zhì)檢中心要掌握整個燕化公司的質(zhì)量監(jiān)督情況，為此，項目組在LIMS系統(tǒng)中開發(fā)了燕山石化質(zhì)檢監(jiān)督日報和周報，系統(tǒng)默認將前一天、前一周的產(chǎn)品檢驗分析情況匯總形成報表。

結(jié)合質(zhì)檢中心內(nèi)部管理需求，系統(tǒng)還可以對各個分站的工作量、人員基本信息、儀器設(shè)備信息等進行查詢統(tǒng)計，為開展有關(guān)管理工作提供支撐。

2.6 投訴功能

重組后的質(zhì)檢中心承擔(dān)了一部分客戶投訴的管理工作，為滿足開展投訴管理的需要，LIMS系統(tǒng)中開發(fā)了投訴管理模塊，實現(xiàn)客戶投訴的建立、內(nèi)部處理、處理結(jié)果審批等流程的網(wǎng)上運行，對產(chǎn)品和客戶投訴工作的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進行了電子化。

2.7 數(shù)據(jù)接口

針對儀器類別，系統(tǒng)定制開發(fā)了色譜分析儀等60多臺儀器的數(shù)據(jù)自動采集接口，提高了儀器的利用效率，降低了手工錄入造成的差錯率。同時開發(fā)了與公司環(huán)保信息管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接口，定期傳送關(guān)于水質(zhì)、VOC、VOD等環(huán)保分析數(shù)據(jù)，支撐環(huán)保信息管理系統(tǒng)生成環(huán)保日報，提高了數(shù)據(jù)共享水平。LIMS還開發(fā)了與生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)（MES）的數(shù)據(jù)接口，把油品等物料的密度分析數(shù)據(jù)傳送給MES，為MES計算罐量、進行物料移動計算提供了數(shù)據(jù)支撐。

2.8 系統(tǒng)可靠性

新整合的LIMS系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫采用Oracle的實時應(yīng)用集群（Real-timeApplicationCluster，簡稱RAC）組成雙機熱備，RAC 負載均衡按照節(jié)點負載（邏輯讀?。┻M行自動平衡，由于每個用戶對數(shù)據(jù)庫的請求造成的負載不同，所以監(jiān)控到的數(shù)據(jù)庫響應(yīng)連接數(shù)會有漂移現(xiàn)象。應(yīng)用服務(wù)器負載均衡是通過連接數(shù)進行平衡的，在客戶端向虛擬IP發(fā)出連接請求時，NLB（網(wǎng)絡(luò)負載均衡）會根據(jù)預(yù)設(shè)的策略將該請求轉(zhuǎn)發(fā)至連接數(shù)最低的節(jié)點，并在連接會話存在期間一直指向這個節(jié)點。在客戶端關(guān)閉連接會話時，當(dāng)前節(jié)點將釋放資源。

3 系統(tǒng)應(yīng)用效果

（1） 燕山石化LIMS系統(tǒng)整合后，最具亮點的應(yīng)用就是質(zhì)量數(shù)據(jù)的實時報警功能。通過后臺權(quán)限分配，質(zhì)量報警信息將被分配到相關(guān)的生產(chǎn)廠和責(zé)任部門，并提供報警確認功能，督促生產(chǎn)單位及時關(guān)注質(zhì)量數(shù)據(jù)，后來又開發(fā)了報警確認及時率考核模塊，可以按照單位、定期對各單位報警確認情況進行考核，大大提高了干部職工的質(zhì)量意識，改變了以前分析數(shù)據(jù)沒人關(guān)注，質(zhì)量問題采取事后補救的局面，質(zhì)量問題大大減少，產(chǎn)品質(zhì)量越來越平穩(wěn)。

（2） 整合后的LIMS系統(tǒng)支撐了質(zhì)檢中心的業(yè)務(wù)調(diào)整。重組后水質(zhì)分析集中到第五分站，如果沒有統(tǒng)一的LIMS平臺，該站的分析數(shù)據(jù)要分別進入原來的兩個系統(tǒng)，但兩個系統(tǒng)沒有互聯(lián)互通，信息孤島影響了工作質(zhì)量和工作效率。以前各個分析站只負責(zé)轄區(qū)內(nèi)的檢驗分析，人為地把石油化工連續(xù)生產(chǎn)過程分為若干個階段，LIMS系統(tǒng)整合后，統(tǒng)一的信息平臺為連接各個斷裂的流程共提供了手段，LIMS整合后，上游的成品分析數(shù)據(jù)直接發(fā)送到下游的原料分析數(shù)據(jù)查詢模塊，既減少了重復(fù)分析，也減少了數(shù)據(jù)糾紛[5]。

（3） 第三個應(yīng)用亮點是實現(xiàn)了系統(tǒng)運行監(jiān)控。整合后的LIMS系統(tǒng)后臺數(shù)據(jù)庫采用兩臺小型機IBMP550，數(shù)據(jù)庫軟件采用OracleRAC實現(xiàn)雙機熱備，前臺應(yīng)用采用4臺HP服務(wù)器實現(xiàn)用戶訪問的負載均衡。為實時監(jiān)控系統(tǒng)運行狀態(tài)，開發(fā)了可視化的系統(tǒng)運行監(jiān)控畫面，為系統(tǒng)運維提供了監(jiān)控工具，如圖4所示。

4 結(jié) 語

燕化公司采用統(tǒng)一版本的B/S架構(gòu)STARLIMS軟件，后臺數(shù)據(jù)庫采用Oracle RAC 雙機熱備方式，對不同版本、不同架構(gòu)的廠級LIMS系統(tǒng)進行整合，搭建了公司統(tǒng)一的實驗室信息管理平臺。設(shè)計開發(fā)的公司層面的質(zhì)量數(shù)據(jù)報警和確認功能，提高了全公司的質(zhì)量管理意識，促進了質(zhì)量控制從以前的事后補救向事中監(jiān)管轉(zhuǎn)變，為提高公司的質(zhì)量管理工作水平提供了有力的數(shù)據(jù)支撐。

主要參考文獻

[1] 文平. Oracle大型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)在AIX/UNIX上的實戰(zhàn)詳解[M]. 北京：電子工業(yè)出版社，2009.

[2] 張杰，包丹鳳，梁金明. 實驗室信息管理系統(tǒng)（LIMS）的二次開發(fā)與應(yīng)用[J]. 廣東化工，2011，38（11）：100-101.

[3] 顧琴，謝初南. LIMS在企業(yè)信息管理方面的應(yīng)用研究[J]. 現(xiàn)代科學(xué)儀器，2012.

[4] 錢愛萍. LIMS系統(tǒng)的應(yīng)用分析與展望[J]. 軟件導(dǎo)刊，2009，78（12）：3-6.

[5] 樊慶遠. 煉化企業(yè)實驗室信息管理系統(tǒng)實施方法研究與實現(xiàn)[J]. 煉油與化工，2008，56（10）：44-47.