鄭冬梅
[摘 要] 采用STARLIMS10.3版本軟件,數(shù)據(jù)庫(kù)采用Oracle RAC雙機(jī)熱備,對(duì)燕化公司原來(lái)分散建設(shè)的6套LIMS系統(tǒng)進(jìn)行整合。對(duì)基礎(chǔ)靜態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化處理,開發(fā)了質(zhì)量數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)報(bào)警和確認(rèn)功能,設(shè)計(jì)了滿足不同管理需求的統(tǒng)計(jì)查詢功能,為重組后的質(zhì)檢中心提供了統(tǒng)一的實(shí)驗(yàn)室信息管理平臺(tái),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(jì); 應(yīng)用
doi : 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2014 . 02. 065
[中圖分類號(hào)] TP392 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1673 - 0194(2014)02- 0127- 04
0 引 言
石油化工行業(yè)的檢驗(yàn)分析部門負(fù)責(zé)對(duì)原輔材料進(jìn)行檢驗(yàn),對(duì)中間生產(chǎn)過(guò)程指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測(cè),以及產(chǎn)品出廠前的檢驗(yàn),是石化企業(yè)實(shí)行質(zhì)量控制和管理的重要部門。實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)(Laboratory Information Management System,簡(jiǎn)稱LIMS)是對(duì)實(shí)驗(yàn)室的人(人員)、機(jī)(儀器)、料(樣品、材料)、法(方法、質(zhì)量)、環(huán)(環(huán)境、通訊)進(jìn)行全方位管理的信息系統(tǒng),經(jīng)過(guò)近20年的開發(fā)和應(yīng)用,已成為支撐實(shí)驗(yàn)室正常運(yùn)轉(zhuǎn)、建立質(zhì)量檢驗(yàn)監(jiān)督體系不可或缺的信息管理平臺(tái)。
2011年,燕山石化公司采用STARLIMS軟件,對(duì)專業(yè)化重組后的質(zhì)檢中心原來(lái)分散的6套LIMS系統(tǒng)進(jìn)行整合升級(jí),后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(lái)分散建設(shè)使用的LIMS系統(tǒng)暴露出以下問(wèn)題:
(1) 新成立的質(zhì)檢中心對(duì)原來(lái)各廠分析站的工作范圍和職能進(jìn)行了調(diào)整,比如,將原先分散在5個(gè)廠級(jí)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(shí)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(lái)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(hù)工作量大,有的系統(tǒng)硬件老化,故障頻發(fā),影響了實(shí)驗(yàn)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(tái),以輔助新單位開展相關(guān)工作。經(jīng)過(guò)分析對(duì)比,決定采用STARLIMS V10.3,對(duì)原先6套LIMS系統(tǒng)進(jìn)行整合升級(jí),滿足業(yè)務(wù)需要。
2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)要點(diǎn)
針對(duì)燕山石化公司檢驗(yàn)分析業(yè)務(wù),以及燕山石化質(zhì)量管理的具體要求,在進(jìn)行LIMS系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)時(shí),從靜態(tài)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化、檢驗(yàn)分析流程規(guī)范化[2]、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與查詢可視化、實(shí)時(shí)質(zhì)量數(shù)據(jù)報(bào)警等8個(gè)方面考慮,其中,在質(zhì)量數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)報(bào)警的設(shè)計(jì)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(jī)熱備等先進(jìn)技術(shù)。下面將具體分析介紹。
2.1 靜態(tài)數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化
靜態(tài)數(shù)據(jù)是指不隨時(shí)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(shí)驗(yàn)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(dòng)情況,在LIMS系統(tǒng)整合設(shè)計(jì)中,我們對(duì)組織機(jī)構(gòu)、系統(tǒng)用戶、儀器設(shè)備、采樣點(diǎn)等8個(gè)方面的基礎(chǔ)靜態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化。
(1) 組織機(jī)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(xì)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(gè)分站、30個(gè)班組的詳細(xì)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(shí),針對(duì)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(diǎn),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(shí),還需要對(duì)儀器進(jìn)行編號(hào),我們制定了統(tǒng)一的命名規(guī)則,對(duì)1 000多臺(tái)儀器進(jìn)行重新登記,建立了儀器設(shè)備的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)臺(tái)賬。
(4) 分析方法與標(biāo)準(zhǔn)。原來(lái)各個(gè)系統(tǒng)中的方法版本控制方法不同,這次系統(tǒng)整合時(shí)進(jìn)行了統(tǒng)一,按照統(tǒng)一模式建立整理了1 000多個(gè)方法。
(5) 采樣點(diǎn)和樣品名稱。對(duì)燕化公司范圍內(nèi)采樣點(diǎn)進(jìn)行了逐一確認(rèn),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(gè)采樣點(diǎn);并按照檢測(cè)分析計(jì)劃,梳理了3 800個(gè)檢驗(yàn)計(jì)劃;同時(shí),為簡(jiǎn)化一線分析員下達(dá)任務(wù),創(chuàng)建了1 000個(gè)自動(dòng)登錄模板。
(6) 原始記錄。項(xiàng)目組按照國(guó)家實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可的標(biāo)準(zhǔn)要求,開發(fā)了自動(dòng)生成原始記錄的功能模塊,增加了記錄編號(hào)和溫度計(jì)編號(hào)以及自動(dòng)計(jì)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(gè)方法的原始記錄模板。
(7) 合格證的內(nèi)容和格式。按照實(shí)驗(yàn)室認(rèn)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(diǎn),在原來(lái)合格證的基礎(chǔ)上增加了質(zhì)量等級(jí)和分析方法等數(shù)據(jù),開發(fā)出10個(gè)產(chǎn)品合格證模板和2個(gè)分析報(bào)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(dòng)采集功能。把儀器采集的數(shù)據(jù)格式從原來(lái)的文本格式統(tǒng)一升級(jí)為PDF格式,使之包含方法信息、儀器參數(shù)、樣品譜圖和檢測(cè)結(jié)果等信息,并存儲(chǔ)在指定的文檔服務(wù)器上,實(shí)現(xiàn)了統(tǒng)一管理。
2.2 檢驗(yàn)分析流程的規(guī)范化
針對(duì)中間控制和半成品質(zhì)量要求,設(shè)計(jì)并固化了檢驗(yàn)分析審核流程。見圖1所示中控和半成品檢驗(yàn)分析流程設(shè)計(jì)圖。
針對(duì)產(chǎn)品和原料質(zhì)量要求,設(shè)計(jì)并固化了四級(jí)檢驗(yàn)分析流程。見圖2所示原料和產(chǎn)品檢驗(yàn)分析流程設(shè)計(jì)圖。
同時(shí),在樣品自動(dòng)登錄時(shí),采用自動(dòng)接收方式,在相應(yīng)的崗位下創(chuàng)建分析任務(wù)。針對(duì)成品,對(duì)于成品樣品,在三級(jí)審核通過(guò)后,系統(tǒng)可進(jìn)行自動(dòng)判定產(chǎn)品等級(jí)。對(duì)于需要手工判等的樣品,系統(tǒng)提供了手工判等功能;對(duì)于同一個(gè)樣品可生成多個(gè)等級(jí)的情況,系統(tǒng)可生成不同規(guī)格、不同等級(jí)的產(chǎn)品檢驗(yàn)合格證。
2.3 質(zhì)量數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)報(bào)警功能
質(zhì)量實(shí)時(shí)報(bào)警功能,是這次系統(tǒng)整合的設(shè)計(jì)重點(diǎn)和應(yīng)用亮點(diǎn),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(dòng)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(cè)數(shù)據(jù)和環(huán)保檢測(cè)數(shù)據(jù)等8大類。檢驗(yàn)分析數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)審核后,如果超標(biāo),報(bào)警數(shù)據(jù)自動(dòng)進(jìn)入相關(guān)類別進(jìn)行顯示,同時(shí)在屏幕下方出現(xiàn)一條詳細(xì)信息,點(diǎn)擊即可查看具體信息;同時(shí)也可以點(diǎn)擊相應(yīng)的報(bào)警數(shù)據(jù)分類模塊,查看細(xì)目。對(duì)于歷史報(bào)警信息的歷史值,可以查詢過(guò)去2小時(shí)、4小時(shí)、6小時(shí)和8小時(shí)的歷史記錄,同時(shí),對(duì)于每一條報(bào)警,都記錄其區(qū)域、廠區(qū)、裝置、采樣點(diǎn)、采樣時(shí)間、分析項(xiàng)目、分析結(jié)果等信息,點(diǎn)擊這條記錄,進(jìn)入報(bào)警確認(rèn)頁(yè)面,輸入檢查人、密碼和備注等信息后提交,該條報(bào)警將停止閃爍。如圖3所示。
2.4 數(shù)據(jù)查詢和統(tǒng)計(jì)的多樣化
整合后的LIMS系統(tǒng)設(shè)計(jì)開發(fā)了數(shù)據(jù)查詢模塊,包括樣品狀態(tài)查詢、樣品臺(tái)賬、裝置日?qǐng)?bào)、查看合格證、產(chǎn)品合格率統(tǒng)計(jì)、裝置合格率統(tǒng)計(jì)、質(zhì)量統(tǒng)計(jì)以及生成質(zhì)量控制圖、相關(guān)性分析、質(zhì)量實(shí)時(shí)報(bào)警等查詢統(tǒng)計(jì)功能。
樣品狀態(tài)查詢功能,為用戶提供查看單個(gè)(多個(gè))樣品的功能,按照燕山石化質(zhì)檢中心組織機(jī)構(gòu)的樹形結(jié)構(gòu),用戶可以查看樣品的狀態(tài)和個(gè)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(tái)賬查詢功能,主要查詢用戶為各個(gè)生產(chǎn)廠。按照屬地原則,將每個(gè)生產(chǎn)廠管轄內(nèi)的檢驗(yàn)分析情況,按照原材料、中間控制和產(chǎn)品等分類組織起來(lái),方便生產(chǎn)廠查詢。生產(chǎn)廠用戶還可以選取一段時(shí)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(biāo)的波動(dòng)情況。
裝置日?qǐng)?bào)查詢模塊,主要針對(duì)生產(chǎn)裝置用戶,并利用質(zhì)檢中心整合優(yōu)勢(shì),把某個(gè)裝置相關(guān)的原料、中間控制和產(chǎn)品數(shù)據(jù),在一個(gè)界面上統(tǒng)一展示,同時(shí)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(shí)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(gè)產(chǎn)品合格證模板,統(tǒng)一了格式,規(guī)范了分析項(xiàng)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(jì)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(jì)模塊,可以統(tǒng)計(jì)一段時(shí)間內(nèi),油品按照產(chǎn)品名稱,化工產(chǎn)品按照牌號(hào),可以統(tǒng)計(jì)出樣品數(shù)量、合格數(shù)量和合格率[4]。裝置合格率統(tǒng)計(jì)功能,可以按照產(chǎn)品名稱和牌號(hào),統(tǒng)計(jì)出一段時(shí)間內(nèi),分析頻次和合格率。質(zhì)量統(tǒng)計(jì)功能,主要針對(duì)產(chǎn)品和裝置主要餾出口,可以統(tǒng)計(jì)出一段時(shí)間內(nèi),分析項(xiàng)目的最大值、最小值、平均值和標(biāo)準(zhǔn)方差等。相關(guān)性分析功能,支持不同采樣點(diǎn)相同分析項(xiàng)目的相關(guān)性分析,生成相關(guān)分析圖,橫坐標(biāo)是時(shí)間,縱坐標(biāo)按需縮放。
2.5 報(bào)表開發(fā)注重實(shí)用性
新成立的質(zhì)檢中心要掌握整個(gè)燕化公司的質(zhì)量監(jiān)督情況,為此,項(xiàng)目組在LIMS系統(tǒng)中開發(fā)了燕山石化質(zhì)檢監(jiān)督日?qǐng)?bào)和周報(bào),系統(tǒng)默認(rèn)將前一天、前一周的產(chǎn)品檢驗(yàn)分析情況匯總形成報(bào)表。
結(jié)合質(zhì)檢中心內(nèi)部管理需求,系統(tǒng)還可以對(duì)各個(gè)分站的工作量、人員基本信息、儀器設(shè)備信息等進(jìn)行查詢統(tǒng)計(jì),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(shí)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(yùn)行,對(duì)產(chǎn)品和客戶投訴工作的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行了電子化。
2.7 數(shù)據(jù)接口
針對(duì)儀器類別,系統(tǒng)定制開發(fā)了色譜分析儀等60多臺(tái)儀器的數(shù)據(jù)自動(dòng)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(cuò)率。同時(shí)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?qǐng)?bào),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(jì)算罐量、進(jìn)行物料移動(dòng)計(jì)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(kù)采用Oracle的實(shí)時(shí)應(yīng)用集群(Real-timeApplicationCluster,簡(jiǎn)稱RAC)組成雙機(jī)熱備,RAC 負(fù)載均衡按照節(jié)點(diǎn)負(fù)載(邏輯讀取)進(jìn)行自動(dòng)平衡,由于每個(gè)用戶對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的請(qǐng)求造成的負(fù)載不同,所以監(jiān)控到的數(shù)據(jù)庫(kù)響應(yīng)連接數(shù)會(huì)有漂移現(xiàn)象。應(yīng)用服務(wù)器負(fù)載均衡是通過(guò)連接數(shù)進(jìn)行平衡的,在客戶端向虛擬IP發(fā)出連接請(qǐng)求時(shí),NLB(網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡)會(huì)根據(jù)預(yù)設(shè)的策略將該請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)至連接數(shù)最低的節(jié)點(diǎn),并在連接會(huì)話存在期間一直指向這個(gè)節(jié)點(diǎn)。在客戶端關(guān)閉連接會(huì)話時(shí),當(dāng)前節(jié)點(diǎn)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(diǎn)的應(yīng)用就是質(zhì)量數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)報(bào)警功能。通過(guò)后臺(tái)權(quán)限分配,質(zhì)量報(bào)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(bào)警確認(rèn)功能,督促生產(chǎn)單位及時(shí)關(guān)注質(zhì)量數(shù)據(jù),后來(lái)又開發(fā)了報(bào)警確認(rèn)及時(shí)率考核模塊,可以按照單位、定期對(duì)各單位報(bào)警確認(rèn)情況進(jìn)行考核,大大提高了干部職工的質(zhì)量意識(shí),改變了以前分析數(shù)據(jù)沒(méi)人關(guān)注,質(zhì)量問(wèn)題采取事后補(bǔ)救的局面,質(zhì)量問(wèn)題大大減少,產(chǎn)品質(zhì)量越來(lái)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(méi)有統(tǒng)一的LIMS平臺(tái),該站的分析數(shù)據(jù)要分別進(jìn)入原來(lái)的兩個(gè)系統(tǒng),但兩個(gè)系統(tǒng)沒(méi)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(gè)分析站只負(fù)責(zé)轄區(qū)內(nèi)的檢驗(yàn)分析,人為地把石油化工連續(xù)生產(chǎn)過(guò)程分為若干個(gè)階段,LIMS系統(tǒng)整合后,統(tǒng)一的信息平臺(tái)為連接各個(gè)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(gè)應(yīng)用亮點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)控。整合后的LIMS系統(tǒng)后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)采用兩臺(tái)小型機(jī)IBMP550,數(shù)據(jù)庫(kù)軟件采用OracleRAC實(shí)現(xiàn)雙機(jī)熱備,前臺(tái)應(yīng)用采用4臺(tái)HP服務(wù)器實(shí)現(xiàn)用戶訪問(wèn)的負(fù)載均衡。為實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài),開發(fā)了可視化的系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)控畫面,為系統(tǒng)運(yùn)維提供了監(jiān)控工具,如圖4所示。
4 結(jié) 語(yǔ)
燕化公司采用統(tǒng)一版本的B/S架構(gòu)STARLIMS軟件,后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)采用Oracle RAC 雙機(jī)熱備方式,對(duì)不同版本、不同架構(gòu)的廠級(jí)LIMS系統(tǒng)進(jìn)行整合,搭建了公司統(tǒng)一的實(shí)驗(yàn)室信息管理平臺(tái)。設(shè)計(jì)開發(fā)的公司層面的質(zhì)量數(shù)據(jù)報(bào)警和確認(rèn)功能,提高了全公司的質(zhì)量管理意識(shí),促進(jìn)了質(zhì)量控制從以前的事后補(bǔ)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(xiàn)
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