實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng) （LIMS） 是上世紀(jì) 70 年代隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)明而產(chǎn)生的，隨著IT技術(shù)和硬件的發(fā)展，目前已經(jīng)成為各實(shí)驗(yàn)室中，十分常見(jiàn)的一種管理手段。在國(guó)內(nèi)石油化工行業(yè)中， LIMS 的引入比較早，應(yīng)用情況也比較好。石化行業(yè)實(shí)驗(yàn)室的 LIMS 也有它*的一些需求，主要包含：時(shí)效性要求高、瞬時(shí)數(shù)據(jù)量大、樣品固定、并發(fā)用戶多、穩(wěn)定性好、統(tǒng)計(jì)功能強(qiáng)大等。

雙向通訊

色譜儀在石化行業(yè)應(yīng)用非常廣泛，尤其是在化工裝置的生產(chǎn)中，從原料、中間產(chǎn)物到產(chǎn)品、再到副產(chǎn)品的檢驗(yàn)都離不開(kāi)氣相/液相色譜儀。由于色譜分析的數(shù)據(jù)量比較大，以筆者所在實(shí)驗(yàn)室為例，大部分色譜分析方法都有十幾個(gè)組分的數(shù)據(jù)要報(bào)告，有的色譜分析方法甚至要報(bào)告二十多乃至三十個(gè)數(shù)據(jù)。從而導(dǎo)致，這些數(shù)據(jù)如果依靠手工錄入到LIMS中顯然是不現(xiàn)實(shí)的，實(shí)驗(yàn)員的工作量太大、也很容易出錯(cuò)。

介于上述原因，目前實(shí)驗(yàn)室中主要采用，將色譜分析數(shù)據(jù)傳輸?shù)絃IMS的方式，該方法可以很大程度上減輕實(shí)驗(yàn)員的工作量。并且隨著信息化技術(shù)的發(fā)展，2019年我們對(duì)LIMS和色譜工作站進(jìn)行了升級(jí)，使其能夠?qū)崿F(xiàn)LIMS和色譜工作站的雙向通訊，現(xiàn)在您不僅可以將分析結(jié)果從色譜工作站傳輸?shù)絃IMS，還可以實(shí)現(xiàn)將分析任務(wù)、樣品信息從LIMS傳輸?shù)缴V工作站，基本實(shí)現(xiàn)色譜分析的自動(dòng)化運(yùn)行。

1.OpenLabCDS2和LIMS數(shù)據(jù)交互  

在軟件升級(jí)之前，色譜工作站軟件是安捷倫公司的EZChrom網(wǎng)絡(luò)版3.2（以下簡(jiǎn)稱EZChrom），LIMS軟件的版本較低，只能利用文本導(dǎo)出的方式錄入色譜分析數(shù)據(jù)。

為了進(jìn)一步的提高工作效率、提升實(shí)驗(yàn)室的自動(dòng)化水平、減輕實(shí)驗(yàn)員的工作量、以及人為因素的影響，我們對(duì)色譜工作軟件和LIMS都進(jìn)行了升級(jí)。色譜工作軟件升級(jí)為OpenLabCDS2網(wǎng)絡(luò)版，LIMS升級(jí)為新版本系統(tǒng)。SampleScheduler是OpenLabCDS2的一個(gè)重要模塊，依靠該模塊，可以實(shí)驗(yàn)色譜工作站和LIMS之間的數(shù)據(jù)交互。

2.升級(jí)后工作流程的變化  

升級(jí)后，色譜分析的操作步驟明顯減少，基本消除了人工干預(yù)，見(jiàn)圖1。

圖1 使用 Sample Scheduler 前后分析流程對(duì)比

2.1樣品信息錄入

升級(jí)后樣品調(diào)度程序可以通過(guò)接口讀取LIMS中待分析樣品的相關(guān)信息，包括分析任務(wù)、需使用的儀器、需使用的進(jìn)樣盤(pán)位號(hào)、分析方法等，當(dāng)同一臺(tái)儀器上有多個(gè)分析任務(wù)時(shí)還可以建立序列。實(shí)驗(yàn)員只需要按照樣品標(biāo)簽指示，把樣品放在對(duì)應(yīng)的樣品盤(pán)上，再啟動(dòng)儀器即可。避免了人工錄入時(shí)錯(cuò)誤地錄入樣品信息或數(shù)據(jù)傳輸代碼，從而提高了工作效率。

2.2分析數(shù)據(jù)傳輸

分析完成后，若數(shù)據(jù)經(jīng)人工確認(rèn)無(wú)誤，SampleScheduler就會(huì)將分析數(shù)據(jù)通過(guò)接口寫(xiě)入LIMS。過(guò)程中不必再導(dǎo)出TXT/CSV文件，也不必再通過(guò)第三方軟件解析文本文件，大大減少了操作步驟，提高了數(shù)據(jù)傳輸效率。

在一些特定的分析中，比如當(dāng)色譜分析組分比較少，或者保留時(shí)間比較穩(wěn)定的時(shí)候，我們可以不在色譜軟件上確認(rèn)數(shù)據(jù)。即軟件完成分析后，自動(dòng)將數(shù)據(jù)寫(xiě)入LIMS，實(shí)驗(yàn)員只需要在LIMS確認(rèn)數(shù)據(jù)，由此，可以更進(jìn)一步提高工作效率。

3.SampleScheduler  

—智能樣品調(diào)度程序流程  

3.1樣品信息錄入

登入LIMS，通過(guò)中間表單，然后下載到服務(wù)器，解析完后，這些信息會(huì)發(fā)送到sampleSchedulerr中，并形成一個(gè)序列表。

圖2 接收 LIMS 請(qǐng)求并添加新樣品到樣品列表中

圖3 用戶發(fā)樣品信息到儀器

3.2將樣品進(jìn)樣序列發(fā)送到儀器

請(qǐng)注意：接下來(lái)，實(shí)驗(yàn)員不用像以前那樣重新在操作系統(tǒng)中建立序列表了，甚至用戶不需要太多的信息更改和錄入，就可以直接進(jìn)行樣品分析了。

圖4 LIMS 和色譜儀的數(shù)據(jù)交互

3.3 樣品被分析和處理

樣品進(jìn)樣狀態(tài)

3.4 產(chǎn)生報(bào)告 ，并可查找先前數(shù)據(jù)

4.結(jié)語(yǔ)  

OpenLabCDS2和LIMS聯(lián)用可以顯著的提高工作效率，減少甚至消除由于人員操作導(dǎo)致的錯(cuò)誤。通過(guò)此次提升，單個(gè)樣品的分析時(shí)間由35分鐘減少到30分鐘，人員的工作量降低了約15%?？紤]到在處理大批量樣品時(shí)，軟件聯(lián)用的優(yōu)勢(shì)更明顯，整體工作量降低了約30%。如果樣品組分簡(jiǎn)單，則不需要在色譜軟件上確認(rèn)數(shù)據(jù)時(shí)，工作量可降低80%以上。

大幅度消除了數(shù)據(jù)傳輸?shù)难舆t。通過(guò)解析文本文件方式傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，為了降低服務(wù)器的負(fù)荷，一般設(shè)置為3~10分鐘掃描一次。SampleScheduler則是將數(shù)據(jù)寫(xiě)入LIMS。這樣，分析完成的數(shù)據(jù)是顯示在LIMS中的。

報(bào)告查詢更便捷。SampleScheduler不僅將數(shù)據(jù)寫(xiě)入LIMS，還會(huì)將分析報(bào)告以PDF的格式保存在LIMS中，因此可以在LIMS中查看分析報(bào)告、色譜圖等原始數(shù)據(jù)。通過(guò)文本文件解析的方式無(wú)法做到這一點(diǎn)。

綜上所述，使用OpenLabCDS2和LIMS通過(guò)響應(yīng)的端口實(shí)現(xiàn)雙向通訊之后，對(duì)實(shí)驗(yàn)室的自動(dòng)化水平有顯著的提高，也為我們下一步實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室智能化、無(wú)人化提供了新的解決思路。