紡織智慧檢測實驗室的構建與思考

周秀清，徐 霞，王亞妮

1.中山市紡織工程學會，廣東中山 528437;2.廣東省科學院測試分析研究所（中國廣州分析測試中心）廣東廣州 510070;3.英特檢測認證有限公司，廣東中山 528437;4.寶雞市質量技術檢驗檢測中心，陜西寶雞 721000

0 引言

新常態下的經濟下行壓力沖擊著我國傳統的制造業，不少紡織企業借機通過技術變革走向轉型升級發展的道路?；ヂ摼W+、人工智能、大數據等新時代工業革命的產物已逐步滲透到紡織行業[1-2]。近年來，成功進行數字化、智慧化升級的紡織企業越來越多。實行線上網絡銷售、線下終端銷售，利用“OTO”模式進行營銷的方式逐漸增加。隨著紡織企業的不斷變革，傳統紡織檢測行業必須通過不斷創新，實現智慧檢測。檢驗檢測行業作為生產性服務業和“十三五”國家戰略性新興產業[3]，打造紡織智慧實驗室（以下簡稱“智慧實驗室”）符合政策導向和行業發展的需求，更是符合社會經濟發展的趨勢，在人力、效率、環保等方面具有較好的優勢[4]。

1 行業現狀

近年來，實驗室信息管理系統（LIMS）在實驗室信息化建設中取得了一定的成效。LIMS系統是基于計算機局域網，專門針對實驗室的整體需求而設計的高效集成系統。它以實驗室為中心，將實驗室的業務流程、人員、儀器設備、化學試劑、標準方法、文件記錄、項目管理、科研管理、客戶管理等有機結合起來，采用數據庫技術和標準化的實驗室管理思想。LIMS實驗室管理系統在檢測實驗室中普及應用，將業務受理、記錄保存、樣品儲存、客戶管理等環節順暢連接，實現了過程的便捷、高效。

紡織檢驗檢測實驗室逐步啟用LIMS 系統，實現實驗室數據統一網上無紙化管理、數據可追溯存儲等，力求建設成為規范化、自動化、信息化、整體化的檢驗檢測技術實驗室。隨著科學技術的不斷發展，紡織檢測行業的技術變革和方法創新也在同步進行中。例如：近紅外光譜分析技術應用于纖維成分定量分析，AI 技術應用于纖維定性、定量分析[5-6]，這些技術的發展使得相關檢驗檢測操作流程更加方便，極大地縮減了檢測周期，實現了快速、無損和無污染的檢測；數字化色牢度、起毛起球評級的應用，消除了目光主觀判定的影響[7-9]。盡管如此，目前國內眾多的紡織實驗室距離標準的智慧實驗室還存在較大的差距。比如，設備自動化程度不高，實驗室檢測效率低，信息化程度落后，實驗室未建立安全事故預警系統或預警系統不完善等[10]。只有建立智慧實驗室，才能實現實驗室建設標準化、檢測手段智能化、檢測過程數字化與信息化、產出高效化，才能更好地提升實驗室的管理水平和檢測水平，確保試驗檢測數據的科學性、有效性和準確性，從而有效提高實驗室的競爭力，保證實驗室的可持續發展。

2 智慧實驗室

2.1 智慧實驗室的特征

2.1.1 標準化

標準化是智慧實驗室建設的基礎保障。標準化不僅指實驗室按要求進行標準化建設，還包括實驗室的管理制度標準化、檢驗檢測活動標準化、作業流程標準化、人員培養標準化等。

對于實驗室標準化的建設和設計，按紡織學科可劃分為化學實驗室、生物實驗室和物理實驗室。采取模塊化、參數化和集成化的理念建設，是滿足現代實驗室達到更高水平要求的重要技術支撐。管理標準化的實施，可進一步落實實驗室的5S 管理，通過定置管理，營造良好的工作環境和氛圍，從而不斷提高個人品質素養。

檢驗檢測活動標準化，是要求實驗室在開展各項檢測活動時需要遵循ISO/IEC 17025、RB/T 214的基本導則以及相關的管理體系要求，統一檢測上下工序的接口，規范操作。

作業流程標準化，可以讓檢測人員擺脫工作繁忙且理不清頭緒的狀態。通過采用流程圖等方式，可以讓人一看就懂，一教就會。

人員培養標準化是根據實驗室的具體任務和崗位需求，制定培訓計劃，通過統一、系統的培訓來提高技術人員檢測檢驗的相關技術能力。檢測人員素質的培養和技能的提高，在實驗室的管理和運作中具有舉足輕重的地位。在國際標準化組織相關管理類標準中，對人員的培訓也提出了相應的要求。

通過標準化，在實驗室中能夠實現精益管理、過程追溯、質量控制和資源的有效配置[11]。因此，實驗室開展標準化建設是提高實驗室檢測能力的一項重要手段。

2.1.2 檢測手段智能化

檢測手段智能化，不是簡單地將“檢驗檢測+互聯網”低層次進行物理性結合，而是要將人工智能放在主體位置，將日常中繁重的、危害性的及重復性的工作交給人工智能來完成。采用非接觸式光、電、機等綜合檢驗檢測技術手段，有效利用好集合多種檢測功能一體化的快速自動檢測設備，實現在線快速自動化的檢驗檢測。

2.1.3 過程數字和信息化

傳統的檢測行為亟需數字化和信息化的嵌入。無線通信技術、無線傳感技術、物聯網技術在檢測行業的應用，能夠實現多方面的運作，如：業務在線受理，檢測過程實時掌握，數據分析共享，樣品、檔案、資產的有效管理，環境與設施的安全監控與預測，檢測過程的可追溯[12-13]。比如，無線射頻識別（RFID）技術就是利用射頻信號和空間耦合（電感或電磁耦合）或雷達反射的傳輸特效，實現對被識別物體的自動識別，具備識別距離長、速度快、識別準確性高、記憶量大、安全性高等特點，這一技術在檢驗檢測、倉儲等行業的應用價值巨大，被廣泛用于實驗室的防偽追溯、設備資產管理、智能倉儲等環節，對實驗室的日常運作產生積極的作用。

2.1.4 產出高效化

標準化的建設與管理以及智能化的檢測手段，融入了數字化與信息化的過程，必將使實驗室的結果輸出提質增效。實驗室高通量、高負荷運行以及快時尚的興起，必然喚起快速高效的需求。準確、高效的檢測服務，是實驗室提高自身競爭力和搶占市場的重要砝碼。

2.2 資源保障

2.2.1 政策保障

智慧實驗室的建設需要設施場所的配套、設備的更新換代、網絡及信號的轉換等，這些都需要投入大量的資金才能保障運作。因此，在技術改造、公共服務平臺建設等方面，希望政府出臺多方面的扶持政策，給予一定的資金支持和政策傾斜。

2.2.2 制度建設

在大眾創業、萬眾創新的背景下，新型智能檢測設備及檢測方法將不斷涌現。因此，應加快智慧實驗室標準化進程，將其列入我國國家標準或行業標準體系中，這樣才能與時俱進，為檢驗檢測活動提供技術標準依據。

2.2.3 人才培養

智慧實驗室涉及紡織、電子信息、人工智能、精密儀器等多專業、多學科的交叉和融合，單一的紡織專業人員無法滿足智慧實驗室的建設需要。因此，實驗室的建立，無論是在招聘專業崗位人員的設置方面，還是在管理人員方面，都需要招聘或培養復合型人才。當然，檢驗檢測實驗室的高層領導，還可以與高校進行產、學、研的結合，在校期間就注意培養復合型人才，為未來實驗室的發展提供人才儲備。

3 結論

智慧實驗室的打造不是一個簡單的工程，而是一個復雜、系統的工程，需要多方聯動才能建成。在充分調研的基礎上，相關主管部門的領導應重視智慧實驗室的建設，并為智慧實驗室的建立提供必要的資源保障，充分挖掘實驗室內部的潛力，提質增效，為產業轉型升級做好配套公共技術服務。