盛驍駿 張杭斌 林王琳

摘要：隨著工業(yè)機(jī)器人等智能裝備和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，“機(jī)器換人”已成為大勢所趨，通過“機(jī)器換人”提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，解決用工難題，提升職業(yè)健康和安全生產(chǎn)水平已成為工業(yè)企業(yè)轉(zhuǎn)型升級的必然選擇。實(shí)驗(yàn)室是檢測機(jī)構(gòu)的重要組成部分，如何開發(fā)自動(dòng)化檢測設(shè)備或自動(dòng)化流水線對檢測機(jī)構(gòu)進(jìn)行智能化技術(shù)改造，建設(shè)質(zhì)檢智慧型實(shí)驗(yàn)室，實(shí)現(xiàn)增效、提質(zhì)、保安全，已成為當(dāng)前提升檢驗(yàn)檢測工作效率，提升客戶滿意度的重要手段。本文通過我所改造檢驗(yàn)檢測設(shè)備，建立“智慧檢測”示范試點(diǎn)，初步探索如何建設(shè)質(zhì)檢智慧型實(shí)驗(yàn)室。

Abstract： With the rapid development of intelligent equipment and IoT technologies such as industrial robots， "machine substitution" has become a general trend. Through "machine substitution" to increase labor productivity， solve labor problems， and improve occupational health and safety production levels have become industrial The inevitable choice of enterprise transformation and upgrading. The laboratory is an important part of the testing organization. How to develop automated testing equipment or automated assembly lines to carry out intelligent technological transformation of testing organizations， build quality inspection smart laboratories， realize efficiency enhancement， quality improvement and security protection， has become the current upgrade inspection An important means of detecting work efficiency and improving customer satisfaction. This article through the transformation of our inspection and testing equipment， the establishment of

"wisdom testing" pilot demonstration， a preliminary exploration of how to build a smart laboratory quality inspection.

關(guān)鍵詞：智慧型實(shí)驗(yàn)室；機(jī)器換人；智慧檢測

Key words： smart laboratory；machine substitution；smart detection

中圖分類號(hào)：TP242.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2018）25-0012-03

1 相關(guān)背景

1.1 概述

我所檢驗(yàn)設(shè)備—牛津儀器（OXFORD INSTRUMENTS）全譜直讀光譜儀（FOUNDRY-MASTER PRO），是物理方法分析金屬材料化學(xué)成分的主要設(shè)備。該儀器由計(jì)算機(jī)控制，檢測所得到的結(jié)果（數(shù)據(jù)）保存在計(jì)算機(jī)內(nèi)，并可以通過打印機(jī)打印有關(guān)內(nèi)容。目前，這些數(shù)據(jù)通過人工手動(dòng)抄寫到原始記錄中，并手動(dòng)錄入數(shù)據(jù)至報(bào)告軟件中，最終通過打印出具報(bào)告。

經(jīng)過以上所述的多道數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)錄的過程，由于數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)多，且每個(gè)數(shù)據(jù)由多位數(shù)字組成，容易出現(xiàn)差錯(cuò)。由于一般的工程或產(chǎn)品所用的金屬材料含有多種金屬和非金屬元素，成分分析需要為各種元素的含量提供數(shù)據(jù)。一般地，一次檢測往往會(huì)產(chǎn)生5個(gè)以上數(shù)據(jù)，且各個(gè)數(shù)據(jù)位數(shù)多。在填寫原始記錄、出具報(bào)告轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)時(shí)，較為麻煩，容易出現(xiàn)人為差錯(cuò)。

1.2 必要性

根據(jù)省局對我所智慧檢測示范試點(diǎn)建設(shè)的要求，擬以全譜直讀光譜儀為對象，作為智慧檢測項(xiàng)目建設(shè)的試點(diǎn)。

智慧檢測信息化工程是使用信息技術(shù)與檢驗(yàn)檢測相結(jié)合的一種嘗試。目的是減少檢驗(yàn)檢測工作量、減少檢驗(yàn)檢測數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)錄等過程、提高工作效率；減少過程人為差錯(cuò)、提高數(shù)據(jù)和結(jié)果的準(zhǔn)確性；實(shí)現(xiàn)檢測全過程自動(dòng)化甚至無人干預(yù)自動(dòng)化，或?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)視、遠(yuǎn)程控制、遠(yuǎn)程控制等功能。

如前款“概述”中所述，我所所用的金屬材料化學(xué)成分分析用直讀光譜儀，雖然檢測過程實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)控制，操作也相當(dāng)簡單，且能產(chǎn)生檢測結(jié)果數(shù)據(jù)文件，但完成檢測至出具報(bào)告中間有多個(gè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)錄的過程，通過“智慧檢測”建設(shè)，可以減少人員工作量，又可避免因人工轉(zhuǎn)錄所可能出現(xiàn)的差錯(cuò)。

1.3 可行性

我所大多數(shù)的主要設(shè)備具備實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接的技術(shù)條件。近年來，在省局的大力支持下，我所的檢測裝備得到了大力提升，絕大多數(shù)主要設(shè)備是近3年購入的，并以由計(jì)算機(jī)或PLC控制為多，具備基本的USB、232或485等通訊接口。只要作適當(dāng)改造或加裝轉(zhuǎn)換接口，針對性開發(fā)中間程序（通訊、轉(zhuǎn)換、動(dòng)態(tài)鏈接等程序或軟件），應(yīng)能實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通訊。

根據(jù)省局的要求，我所考慮從易到難，以開放的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)作為試點(diǎn)，嘗試智慧檢測建設(shè)。經(jīng)對我所具有計(jì)算機(jī)或PLC控制的設(shè)備的情況進(jìn)行摸底，PLC控制的設(shè)備實(shí)現(xiàn)其與網(wǎng)絡(luò)通訊存在較大的軟硬件支撐，實(shí)現(xiàn)智慧檢測難度大、投入多，而由計(jì)算機(jī)控制的設(shè)備中，有些其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)不開放，難以讀取。具有數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)開放的設(shè)備，是我們開展“智慧檢測”建設(shè)試點(diǎn)的首選。經(jīng)分析，我所所用的直讀光譜儀檢測結(jié)果產(chǎn)生一個(gè)文件。該文件為文本類型，其中各數(shù)據(jù)以逗號(hào)分隔，易實(shí)現(xiàn)讀取，可以為“實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)”所用。

2 功能簡介

總體要求：能自動(dòng)讀取、計(jì)算、分析檢驗(yàn)設(shè)備出具的檢驗(yàn)結(jié)果，能自動(dòng)將設(shè)備生成的檢驗(yàn)結(jié)果值錄入業(yè)務(wù)系統(tǒng)中，并自動(dòng)生成報(bào)告、原始記錄。系統(tǒng)可以自動(dòng)分析這些不同格式數(shù)據(jù)格式中的關(guān)鍵信息（比如項(xiàng)目信息），攫取后自動(dòng)錄入業(yè)務(wù)系統(tǒng)。在擴(kuò)展上，以后增加不同的設(shè)備，不同的數(shù)據(jù)格式，本系統(tǒng)能進(jìn)行自定義配置，不用二次開發(fā)，就能識(shí)別各類數(shù)據(jù)庫格式里的關(guān)鍵信息進(jìn)行攫取（比如項(xiàng)目名稱及項(xiàng)目值等）。

2.1 讀取設(shè)置

①項(xiàng)目設(shè)置：配置設(shè)備輸出項(xiàng)目內(nèi)容跟業(yè)務(wù)系統(tǒng)項(xiàng)目庫的對應(yīng)關(guān)系，可以設(shè)置項(xiàng)目名稱、項(xiàng)目編號(hào)設(shè)備與業(yè)務(wù)系統(tǒng)的對應(yīng)關(guān)系，對于多個(gè)產(chǎn)品不同參數(shù)相同名稱能夠自定義索引和定位。

②元素設(shè)置：可以定義項(xiàng)目名稱、項(xiàng)目值、時(shí)間等信息在數(shù)據(jù)文本中的二維關(guān)系，便于系統(tǒng)自動(dòng)攫取對應(yīng)的內(nèi)容到業(yè)務(wù)系統(tǒng)。

③導(dǎo)入：可以設(shè)置某些設(shè)備的數(shù)據(jù)格式文件、圖形文件等路徑，便于系統(tǒng)自動(dòng)讀取。

2.2 業(yè)務(wù)處理

①原始記錄：原始記錄主要在業(yè)務(wù)系統(tǒng)中生成，數(shù)據(jù)來源為2個(gè)地方，一個(gè)是業(yè)務(wù)系統(tǒng)的收發(fā)數(shù)據(jù)，一個(gè)是智慧檢測系統(tǒng)的檢驗(yàn)數(shù)據(jù)，用戶可以自定義原始記錄模版樣式，可以自定義模版與產(chǎn)品、參數(shù)的對應(yīng)關(guān)系，可以自動(dòng)取得用戶登錄授權(quán)信息，自動(dòng)加入電子簽名，檢驗(yàn)結(jié)束后自動(dòng)生成整份原始記錄。

②報(bào)告：報(bào)告主要在業(yè)務(wù)系統(tǒng)中自動(dòng)生成，數(shù)據(jù)來源為多個(gè)地方，一個(gè)是業(yè)務(wù)系統(tǒng)的收發(fā)數(shù)據(jù)，包括委托單位、聯(lián)系人、電話、型號(hào)規(guī)格、樣品名稱、項(xiàng)目信息、依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、檢驗(yàn)設(shè)備信息等，一個(gè)是檢驗(yàn)過程信息如：檢驗(yàn)時(shí)間、檢驗(yàn)結(jié)論、檢驗(yàn)人員、審核人、批準(zhǔn)人、批準(zhǔn)時(shí)間等，一個(gè)是設(shè)備試驗(yàn)數(shù)據(jù)由智慧檢測系統(tǒng)自動(dòng)讀取分析計(jì)算。不同產(chǎn)品的不同報(bào)告模版支持自定義修改、上傳，可自定義綁定產(chǎn)品、參數(shù)、報(bào)告模版的關(guān)系。

③參數(shù)：配置各類設(shè)備的檢驗(yàn)參數(shù)信息，包括參數(shù)的編碼信息，名稱等。

2.3用戶管理

權(quán)限組管理：按組分配操作權(quán)限，可以按部門、單位、超級管理員等組別分配相應(yīng)權(quán)限，分配權(quán)限以可視化的樹形結(jié)構(gòu)為宜，直觀易懂，操作簡便。其中人員、部門、組織結(jié)構(gòu)信息與業(yè)務(wù)系統(tǒng)保持一致。

用戶權(quán)限管理：設(shè)置所有人員的操作權(quán)限，配置可操作菜單及可操作頁面控件，設(shè)置人員的個(gè)性化菜單、快捷菜單，可以直接將操作員拖入權(quán)限組，同時(shí)享受權(quán)限組擁有的操作權(quán)限。用戶信息以業(yè)務(wù)系統(tǒng)人員信息為準(zhǔn)，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源為業(yè)務(wù)系統(tǒng)。

2.4 技術(shù)路線

①設(shè)備所用的控制計(jì)算機(jī)增加網(wǎng)絡(luò)通訊接口，接入內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)。

②委托“實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)”開發(fā)單位增加數(shù)據(jù)讀取轉(zhuǎn)換程序（模塊）、與設(shè)備控制計(jì)算機(jī)的通訊程序（模塊）和相關(guān)的人機(jī)界面，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸。

③數(shù)據(jù)直接轉(zhuǎn)錄至“實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)”的相關(guān)報(bào)告的欄目中。

3 系統(tǒng)應(yīng)用方案

3.1 流程

3.2 模塊圖

4 績效成果

4.1 亮點(diǎn)

4.1.1 透明采集

以往實(shí)驗(yàn)人員在在實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要一邊進(jìn)行檢測，一邊手工記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，過程繁瑣，容易出現(xiàn)手誤，工作效率低，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)復(fù)用（生成報(bào)告、存檔等）還需耗費(fèi)大量時(shí)間進(jìn)行手工操作。引用此項(xiàng)目后，工作人員無需操作此項(xiàng)目系統(tǒng)，對于實(shí)驗(yàn)人員來說，軟件是透明的，不存在的，自動(dòng)采集系統(tǒng)在后臺(tái)自動(dòng)運(yùn)行，實(shí)驗(yàn)人員只需按照規(guī)程進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，所有的檢測數(shù)據(jù)自動(dòng)采集到數(shù)據(jù)平臺(tái)進(jìn)行后端處理。

4.1.2 智能分析

以往試驗(yàn)人員在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集后，還需按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行數(shù)據(jù)的計(jì)算、分析，人工計(jì)算過程是最容易出現(xiàn)失誤的。引用此項(xiàng)目后，所有的計(jì)算與分析將由系統(tǒng)在后臺(tái)根據(jù)預(yù)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)自動(dòng)進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)一結(jié)束，結(jié)果就已經(jīng)產(chǎn)生。

4.1.3 三報(bào)一體

原始記錄報(bào)表、報(bào)告、統(tǒng)計(jì)報(bào)表在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，系統(tǒng)就已經(jīng)自動(dòng)生成，大大提高工作效率。

4.2 應(yīng)用成效

4.2.1 效率

應(yīng)用此系統(tǒng)后，實(shí)驗(yàn)人員的工作效率大大提高，由人工參與的原來5個(gè)大環(huán)節(jié)（實(shí)驗(yàn)、記錄、計(jì)算、出報(bào)告、統(tǒng)計(jì)）縮減到現(xiàn)在的單一環(huán)節(jié)（實(shí)驗(yàn)），工作效率大大提高。

4.2.2 準(zhǔn)確

應(yīng)用此系統(tǒng)后，原始記錄與報(bào)告制作的手工失誤率大大減少，實(shí)驗(yàn)無誤，數(shù)據(jù)無誤，實(shí)驗(yàn)人員只需認(rèn)真做完每一次實(shí)驗(yàn)即可。

4.2.3 服務(wù)

大大提高了客戶滿意度，檢測時(shí)間縮短、失誤率減少、客戶的滿意度大大提升。

5 結(jié)束語

我所以智慧檢測”示范試點(diǎn)建設(shè)為契機(jī)，通過機(jī)器換人提高了檢測效率，提升了服務(wù)質(zhì)量。在未來檢驗(yàn)檢測行業(yè)的發(fā)展中，無疑是誰掌握了高端技術(shù)，舍得投入進(jìn)行技術(shù)改造，誰具有創(chuàng)新與可持續(xù)發(fā)展的能力，誰就能在該行業(yè)中擁有話語權(quán)。在當(dāng)今這個(gè)智能化城市、智能化交通、智能化工廠遍布智能化的時(shí)代，檢測機(jī)構(gòu)建設(shè)智慧型實(shí)驗(yàn)室，通過機(jī)器換人進(jìn)行產(chǎn)業(yè)升級是不以人的意志為轉(zhuǎn)移的大趨勢。

參考文獻(xiàn)：

[1]董勤霞，馬仁和，林世芬，王吉華，陳芝芬.建設(shè)智慧型工廠實(shí)現(xiàn)機(jī)器換人的思考與實(shí)踐.針織工業(yè)，2015（2）.