仪器设备检测数据自动采集项目设计方案

仪器设备检测数据自动采集项目
( 汇报材料 )
2017年 2月
1项目实施背景
近年来，随着“中国制造2025”以及“互联网＋”的提出，信息化、智能化、网络化将成为实验室信息化建设的主流方向。

目前，公司在互联网技术、产业以及跨界融合等方面取得了积极进展，已具备加快推进实验室与互联网融合发展的坚实基础，食品/环保/化学作为公司的核心检测业务，也必须走“互联网+检测”的信息化改革，通过信息技术来改造业务流程，实现公司食品/环保/化学中心实验室的全面信息化、智能化、网络化。

2项目目标
本项目计划通过将公司分布在全国的食品/环保/化学业务实验室的仪器设备进行网络通讯改造，实现全部仪器设备互联互通，构成仪器设备一张内部网络，在此基础上，实现仪器设备检测数据的自动化采集和分析，将检测结果自动填充到电子化的原始记录模板上，大大提高实验室的生产效率，节省人力资源投入。

通过仪器设备检测数据的自动化采集和分析，可以进一步提高检测数据的准确性，避免人为抄录引起数据的缺漏导致的错误；同时，可以实现数据来源的可追溯，数据来之于哪个实验室、哪个仪器设备、哪个时间点产生的，一目了然。

通过该项目的实施，可以进一步提升公司在实验室管理的信息化、自动化、智能化水平，打造出公司在“中国制造2025”以及“互联网＋”的应用标杆，为公司在对外宣传上树立品牌影响力。

3解决思路
3.1全国食品/环保/化学实验室现状
3.1.1全国食品/环保/化学实验室分布
目前，食品、环保、化学实验室共有22个，其中食品检测中心实验室数量占比达41%，且食品检测中心各实验室中郑州实验室业务量最大。

化学分析中心，各实验室设备数量广州本部居首位。

下面是实验室的详细分布情况：
3.1.2全国食品/环保/化学实验室设备分析
经过筛查，各中心可进行数据自动采集改造的设备如下图所示（其中，“其他”类包括大型仪器的检测器、采样设备、现场检测设备等）。

各类型设备品牌数目一览
仪器类型品牌数量数量示意ICP-MS
安捷伦 1
赛默飞 1
ICP-OES
安捷伦 3
Perkin Elmer 1
X射线衍射仪日本理学 2
X射线荧光光谱仪
岛津7 赛默飞 1 斯派克 1
红外测油仪华夏科创（国产） 4 离子色谱赛默飞7
电子天平
梅特勒-托利多31 双杰（国产） 5 沈阳天平（国产） 4
岛津 1
气相色谱
安捷伦17 天美（国产） 3
岛津 1 武汉恒信（国产） 1
气质联用安捷伦21 岛津 4 赛默飞 2
液相色谱Waters 8 岛津 4 赛默飞 1
液质联用
Waters 3 AB Sciex 1 安捷伦 1
荧光分光光度计岛津 1
原子吸收
安捷伦13 Perkin Elmer 4 赛默飞 2
原子荧光吉天（国产）11
紫外分光
岛津11
赛默飞 2
安捷伦 1 普析（国产） 1
由统计结果可知：
1、大化学板块三大中心实验室主要设备类型与品牌很大比例是一致的。

一旦实施完成，大化学板块再新建实验室时将大大减少开发时间。

2、主要需要进行自动取数实施的设备集中在梅特勒-托利多、安捷伦、岛津、赛默飞、吉天、Waters等公司的产品，在数据采集过程中，对于同品牌设备的同类仪器，可同期处理，提高工作效率。

结合实验室提供的仪器使用频率、改造优先级建议与我们初步分析的数据解析难度，我们对改造实施顺序进行了初步的排序。

我们计划进行改造的优先级依次为：电子天平、紫外可见分光光度计、无机实验室设备（ICP、原子荧光、原子吸收、离子色谱）、有机实验室设备（气相色谱、液相色谱、气质联用、液质联用），最后再对采样设备、现场检测设备等进行自动取数改造。

3.2全国食品/环保/化学实验室组网设计
3.2.1全国仪器设备“一张网”设计
建立全国食品/环保/化学业务实验室的仪器设备“一张网”，如图。

实现全国各地实验室所有仪器设备接入“一张网”，真正意义上实现仪器设备网络化，为信息化、自动化提供关键的基础条件。

3.2.2仪器设备接入网络改造思路
1)每个基地实验室构建一个独立的仪器设备局域网，对每一台设备进
行改造，使其具有通讯条件，并接入PC电脑，通过PC电脑接入仪器设备局域网，通过PC电脑就可访问食品/环保/化学业务系统，确保实验数据实时上传实验室业务系统；
2)每个基地实验室通过防火墙以后接入现有网络，实现全国互联互通；
3)每个基地实验室在接入现有网络时，都需要进行严格的杀毒清木马
的安全处理；
4)对所有防火墙配置严格的访问规则，杜绝一切安全漏洞；只有赋予
相应的权限，才能够访问PC电脑；
5)在网络改造实施时，需提前对实验室网络布局进行勘察，根据勘察
情况进行网络布线设计。

3.3仪器设备检测数据采集方式思路
3.3.1通过仪器设备对接采集原始检测数据进行分析
通过对接设备方式采集数据的思路如下图所示：
1、检测人员在业务系统设置某批次样品用某台设备进行某些项目检测实验，并保存该批次实验任务；
2、设备采集服务器根据实验任务，对设备进行实时数据采集，并将设备检测数据通过公式转换到报告分析结果；
约束：
1、设备需支持接入网络，设备需提供接口
2、各设备接口提供商的配合度直接影响项目进度；
3、实验室的网络布线也将影响项目进度；
优点：
1、实时高效性：设备检测一完成，报告分析结果就生成；
2、准确性：检测数据直接从设备读取，减少人为因素导致的质量问题；缺点：
1、有些设备需通过其配套专业软件进行数据处理后才能得到检测数据，而数据处理需重新开发，涉及到复制的开发工作，且数据处理可能不对外开放；
2、对需要纠正的检测数据，该方式处理起来比较复杂；
3、开发工作严重依赖网络环境；
3.3.2通过仪器设备PC工作站分析软件输出的文本进行分析
通过解析设备PC机专业软件导出的文件采集数据的思路如下图所示：
1、检测人员将专业软件导出的检测数据文件通过PC机（或外设设备U 盘等）上传到系统；
2、业务系统对检测数据文件进行解析，并通过公式转换到报告分析结果；
约束：
1、检测数据依赖检测人员上传到系统；
2、该方式依赖设备能否生成文件及生成文件的格式；
优点：
1、高效性：检测人员上传检测数据文件，报告分析结果就生成；
2、准确性：检测数据直接从设备检测数据文件解析得到报告分析结果，减少人为因素导致的质量问题；
3、不依赖设备接口；
缺点：
1、实时性不如对接设备采集方式；
2、需要实验工程师协助处理；
3.4现有实验室流程改造
3.4.1现有流程与改造后流程比较
现有流程存在的不足：
1、现在业务系统的流程主要是以委托单为维度进行实验检测，检测人
员打印了原始记录后去取样时发现样品被其它项目组取走了，这
会导致实际进行仪器检测的样品与打印的原始记录上的样品不
一致；
2、检测人员需根据仪器数据手动计算报告分析结果,也会出现人为的
质量问题;
3、检测人员需将分析结果录入系统,从而影响检测人员的工作效率.
改造后流程解决的问题:
1、改造后的流程以检测批次为维度，检测人员根据任务单去取样，再
对取到的样品进行原始记录打印，避免了打印原始记录后取不到样品的问题，保证原始记录与仪器检测的样品一致；也避免了同个样品被多人重复打印原始记录的问题；
2、检测完成后，系统通过接口（或解析检测人员上传的仪器数据文件）
自动采集仪器数据，无需检测人员计算分析结果，也无需将分析结果录入系统，从而提高工作效率，保证实验质量；
3、可针对实验批次上传仪器原始文件，方便数据审核人员进行审核；
4、通过改造后流程可实现实验室检测无纸化；
5、若评审需要纸质可打印带电子签名的原始记录模板；
3.5原始记录模板配套升级
3.5.1对食品/环保/化学现有原始记录模板进行升级
为配合仪器自动取数的功能实施，现有原始记录模板需要进行部分结构上的调整改造，以便于业务系统对原始记录进行自动填充。

具体改造内容将在开发过程中逐一进行，届时，我们将与质量部及各专业中心进行深入沟通，使改造后的原始记录同时满足系统识别需求、体系控制需求、工程师操作需求。

3.6项目实施计划
3.6.1项目实施计划
整个项目实施周期预计1年。

3.7项目实施预算
3.7.1基于实验室现状的实施预算
整个项目实施的预算由两个部分构成，包括仪器设备改造的实施材料费和工程实施费用、自动采集和分析系统的开发费用以及网络组网的网络设备、PC工作站采购和集成工作。

其中仪器设备改造的实施材料费用评估预算如下：
个月内进行改造工作，成本预算150000元，合计320000元。

自动采集和分析系统的开发费用评估预算如下：
IT部来统一协调。

对于公司新建实验室，可以在设备采购时要求设备厂家提供通讯标准接口，供接入PC工作站。