自動化物聯網讓實驗室變“智慧”

儀(yi)器設備(bei)物聯網示意圖
寧波檢驗(yan)(yan)檢疫局近期運用(yong)信息(xi)化技術率先成功探索搭建(jian)實驗(yan)(yan)儀器設備(bei)自動(dong)化物聯網,為(wei)打造智慧型實驗(yan)(yan)室邁出了第(di)一步。
提速(su):聯網啟(qi)動(dong)
初(chu)冬的下午,寧(ning)波檢驗(yan)檢疫局食品分中心實(shi)驗(yan)室(shi)里,電感(gan)耦合等離子體質(zhi)譜儀(ICP-MS)和氣相色(se)譜質(zhi)譜儀(GC-MS)閃爍著(zhu)工作(zuo)燈,正在檢測中。科技處和實(shi)驗(yan)室(shi)有關負責(ze)人忙碌(liu)著(zhu)把兩臺(tai)儀器(qi)(qi)(qi)聯入(ru)到儀器(qi)(qi)(qi)專網,他們要打通數字實(shi)驗(yan)室(shi)業務(wu)系(xi)統與實(shi)驗(yan)儀器(qi)(qi)(qi)的鏈路,架設實(shi)驗(yan)儀器(qi)(qi)(qi)智能控(kong)制、管理服(fu)務(wu)器(qi)(qi)(qi)組團。
“聯網啟動!”隨著聯網指令(ling)的(de)發(fa)出,實驗(yan)員(yuan)(yuan)馬上從數字(zi)實驗(yan)室業(ye)務系(xi)統(tong)向(xiang)ICP-MS發(fa)送當日的(de)樣(yang)品(pin)信息(xi)及任務命令(ling),并在儀(yi)器(qi)自(zi)動進樣(yang)架放(fang)入對應(ying)的(de)樣(yang)液,儀(yi)器(qi)開始按指令(ling)自(zi)動檢測,實驗(yan)員(yuan)(yuan)回到工作電腦前遠程監控儀(yi)器(qi)檢測情況。
5分鐘后,隨(sui)著第一個樣(yang)液的檢(jian)測完成,辦公電腦(nao)的數字實驗(yan)(yan)室(shi)業務(wu)系(xi)統結果(guo)登(deng)記(ji)界面,同時出現了(le)(le)該樣(yang)品經自(zi)動計算后的最(zui)終檢(jian)測結果(guo)。實驗(yan)(yan)員對其審核(he)正確后,便(bian)利用自(zi)動擬(ni)稿功(gong)能發出了(le)(le)一份最(zui)終檢(jian)測報(bao)告。從發送檢(jian)測指(zhi)令開(kai)始到出具報(bao)告,整個過(guo)程用了(le)(le)不到7分鐘。而在之前,實驗(yan)(yan)員還要經歷打(da)印(yin)儀器分析報(bao)告、手工(gong)錄入(ru)并計算原始記(ji)錄、電腦(nao)上進行(xing)結果(guo)登(deng)記(ji)、進行(xing)紙質和電子審核(he)等步驟。
手工:低效易(yi)錯(cuo)
目前的(de)(de)(de)實(shi)驗分析方(fang)法,通(tong)(tong)常需(xu)對(dui)(dui)樣品進行(xing)(xing)前處理,然(ran)后再按照不同的(de)(de)(de)檢(jian)測方(fang)法進行(xing)(xing)不同的(de)(de)(de)實(shi)驗,有的(de)(de)(de)可(ke)能需(xu)通(tong)(tong)過(guo)化(hua)學檢(jian)驗方(fang)法進行(xing)(xing),有的(de)(de)(de)可(ke)能采用一種或多種儀器進行(xing)(xing)分析。實(shi)驗檢(jian)測人員(yuan)往(wang)往(wang)要面(mian)對(dui)(dui)種類繁雜的(de)(de)(de)儀器,以及復雜多變的(de)(de)(de)原始(shi)數據(ju),將這(zhe)些中間數據(ju)通(tong)(tong)過(guo)計算公式才能得出(chu)檢(jian)測結果數據(ju)。
通過對(dui)檢(jian)(jian)測工(gong)作的(de)深(shen)入調研(yan),實驗(yan)室工(gong)作各環節工(gong)作量大致分(fen)布(bu)為:樣品前處理60%,儀器分(fen)析20%,數據(ju)分(fen)析和編制報告20%。實驗(yan)室檢(jian)(jian)測工(gong)作80%以(yi)上(shang)的(de)檢(jian)(jian)測數據(ju)來自大型儀器設備(bei),而(er)分(fen)析數據(ju)、整理數據(ju)、出具報告占用的(de)時(shi)間(jian)與儀器運行檢(jian)(jian)測時(shi)間(jian)相當。
將儀器原(yuan)始數(shu)據(ju)換算(suan)(suan)成檢測報告數(shu)據(ju)的(de)分析(xi)過程,仍(reng)需手工(gong)按計算(suan)(suan)器,效率不高且容易(yi)出錯。這種手工(gong)處(chu)理方(fang)式已(yi)經(jing)不適應(ying)新形勢下實驗室業(ye)務(wu)發(fa)展的(de)需要。
同時(shi),實(shi)驗(yan)室(shi)(shi)(shi)儀(yi)(yi)器(qi)種(zhong)類(lei)繁雜(za),原始數據(ju)(ju)存(cun)儲安(an)全(quan)(quan)性(xing)不高。以寧波檢驗(yan)檢疫局為例,現有(you)實(shi)驗(yan)室(shi)(shi)(shi)儀(yi)(yi)器(qi)設(she)(she)備(bei)(bei)原值近3億(yi)元,專業(ye)范圍寬、儀(yi)(yi)器(qi)種(zhong)類(lei)多,僅色譜(pu)、質(zhi)譜(pu)和光譜(pu)類(lei)大型儀(yi)(yi)器(qi)設(she)(she)備(bei)(bei)就有(you)110余(yu)臺(tai)。儀(yi)(yi)器(qi)檢測數據(ju)(ju)分布于每(mei)臺(tai)儀(yi)(yi)器(qi)配套的(de)工作站電(dian)腦(nao)上,從數據(ju)(ju)安(an)全(quan)(quan)性(xing)、可(ke)靠性(xing)和可(ke)追溯性(xing)等方面考慮,數據(ju)(ju)分散保存(cun)弊端很大。更無法實(shi)時(shi)掌握(wo)實(shi)驗(yan)室(shi)(shi)(shi)儀(yi)(yi)器(qi)設(she)(she)備(bei)(bei)應用情(qing)況。目前,設(she)(she)備(bei)(bei)[FS:PAGE]應用情(qing)況依靠實(shi)驗(yan)人(ren)員檢測后的(de)手工登(deng)記,既(ji)給實(shi)驗(yan)室(shi)(shi)(shi)增加了工作量(liang),也(ye)不利用管理部門掌握(wo)設(she)(she)備(bei)(bei)實(shi)時(shi)使用情(qing)況,對科學合理地裝備(bei)(bei)實(shi)驗(yan)室(shi)(shi)(shi)也(ye)有(you)一定(ding)的(de)影響(xiang)。
難題(ti):急待求解
如何有(you)效地整合與管理,提高(gao)實(shi)(shi)驗(yan)(yan)室的(de)準確性與效能(neng),長(chang)期以(yi)來都是實(shi)(shi)驗(yan)(yan)室想達(da)成的(de)目標(biao)。寧波(bo)檢驗(yan)(yan)檢疫局以(yi)探索搭建(jian)實(shi)(shi)驗(yan)(yan)儀器(qi)自動(dong)化(hua)物理網為突(tu)破(po)口,破(po)解(jie)這一長(chang)期困擾實(shi)(shi)驗(yan)(yan)室工(gong)作(zuo)的(de)難題。以(yi)寧波(bo)檢驗(yan)(yan)檢疫技術(shu)中心(xin)食(shi)品分中心(xin)為例(li),2011年全年產生(sheng)數(shu)據近10萬(wan)條。以(yi)往這些樣品需要人(ren)工(gong)抄錄、計算、填寫、登記、費時(shi)費力(li),差錯風險高(gao)。實(shi)(shi)驗(yan)(yan)儀器(qi)設備物聯網搭建(jian)后,經初步(bu)測算,能(neng)提高(gao)30%至40%的(de)工(gong)作(zuo)效率(lv),可大大解(jie)放技術(shu)人(ren)員(yuan)的(de)生(sheng)產力(li),有(you)效保證檢測工(gong)作(zuo)質量,也讓技術(shu)人(ren)員(yuan)有(you)更多(duo)的(de)精力(li)投身(shen)于科研思考和攻關中,推動(dong)科研工(gong)作(zuo)進一步(bu)發展。
實(shi)驗(yan)(yan)儀(yi)(yi)(yi)器(qi)(qi)設(she)備物聯網(wang)是實(shi)驗(yan)(yan)儀(yi)(yi)(yi)器(qi)(qi)設(she)備的互聯網(wang)。它將實(shi)驗(yan)(yan)室(shi)(shi)里的氣相液相色譜儀(yi)(yi)(yi)、質譜、光(guang)譜儀(yi)(yi)(yi)乃至(zhi)如天平、溫濕度計等(deng)實(shi)驗(yan)(yan)儀(yi)(yi)(yi)器(qi)(qi)設(she)備、環境監(jian)控(kong)設(she)備通過現代網(wang)絡技術、射頻識別技術(RFID)、傳感技術融入網(wang)絡,形成一個(ge)智能(neng)化(hua)、數(shu)(shu)字化(hua)、自動(dong)化(hua)的儀(yi)(yi)(yi)器(qi)(qi)網(wang)絡,為實(shi)驗(yan)(yan)室(shi)(shi)檢測(ce)、監(jian)控(kong)提供充滿智慧(hui)的物聯平臺(tai)。它能(neng)讓(rang)(rang)實(shi)驗(yan)(yan)員通過辦公電(dian)腦發送檢測(ce)指令,能(neng)讓(rang)(rang)實(shi)驗(yan)(yan)員坐在辦公室(shi)(shi)接(jie)收(shou)檢測(ce)數(shu)(shu)據(ju),能(neng)讓(rang)(rang)實(shi)驗(yan)(yan)室(shi)(shi)通過網(wang)絡監(jian)控(kong)儀(yi)(yi)(yi)器(qi)(qi)設(she)備和環境狀態,能(neng)讓(rang)(rang)儀(yi)(yi)(yi)器(qi)(qi)原始數(shu)(shu)據(ju)得到集中(zhong)管理。
數據(ju):互通(tong)共享
探索搭建實驗(yan)儀(yi)器(qi)設(she)(she)備物聯網(wang)平臺,一是可對檢(jian)測工(gong)作(zuo)有效掌(zhang)控,能(neng)掌(zhang)握檢(jian)測工(gong)作(zuo)的全過程(cheng),實時監(jian)控實驗(yan)儀(yi)器(qi)設(she)(she)備的狀(zhuang)態(tai)和(he)實驗(yan)環境情況,避免了(le)實驗(yan)室檢(jian)測、管理(li)的盲(mang)點。二是可提(ti)高效率減(jian)少差錯,其自動在線實時雙(shuang)向(xiang)數據采(cai)集(ji)功能(neng)實現了(le)檢(jian)測工(gong)作(zuo)數字化、自動化、規范化,讓實驗(yan)員(yuan)擺(bai)脫了(le)大量繁瑣重復性工(gong)作(zuo),減(jian)少了(le)差錯,提(ti)高了(le)檢(jian)測效率。三是可有效回(hui)溯(su),儀(yi)器(qi)設(she)(she)備物聯網(wang)形(xing)成了(le)儀(yi)器(qi)原(yuan)始數據一體化管理(li),便于(yu)實驗(yan)數據回(hui)溯(su),節約成本,保證質(zhi)量。
信息化(hua)技術在實(shi)驗室的(de)(de)深入運(yun)用(yong)(yong)固然有利于提(ti)高(gao)檢測(ce)工作(zuo)質量、增加效能,但也需要(yao)將信息化(hua)技術運(yun)用(yong)(yong)好,儀器設備自動化(hua)物(wu)理(li)網的(de)(de)搭建(jian)須讓一線檢測(ce)人(ren)員真正(zheng)感受到好用(yong)(yong)、易用(yong)(yong)、愿意用(yong)(yong),也需要(yao)加強與其他信息系(xi)統的(de)(de)互聯互通(tong)建(jian)設,將檢測(ce)數(shu)據共(gong)享共(gong)用(yong)(yong),發揮(hui)最大效益(yi),避免成為信息孤島。
鏈 接>>
面對(dui)全國(guo)信息(xi)化(hua)發展的(de)大(da)潮,運用信息(xi)化(hua)物(wu)聯(lian)網的(de)新概念,通過智(zhi)能(neng)化(hua)建設(she),將質檢信息(xi)化(hua)系統從單純的(de)信息(xi)收(shou)集、反饋,向信息(xi)綜合分析、科學預測、自動服務和效能(neng)管理轉變。借助現代科技手段,把人(ren)力(li)、物(wu)力(li)解放出來,[FS:PAGE]把潛(qian)能(neng)挖掘出來。
寧波檢驗檢疫局(ju)實(shi)驗儀(yi)器設(she)備物(wu)聯網的成功探(tan)索搭建(jian),是落(luo)實(shi)全國質(zhi)檢信息(xi)(xi)化(hua)(hua)(hua)工(gong)(gong)作(zuo)會議精神,推進“十二五(wu)”質(zhi)檢信息(xi)(xi)化(hua)(hua)(hua)建(jian)設(she)的具體舉措,從而努力實(shi)現(xian)質(zhi)檢工(gong)(gong)作(zuo)的數(shu)字化(hua)(hua)(hua)、智能化(hua)(hua)(hua)、現(xian)代化(hua)(hua)(hua),更好地做(zuo)到“抓質(zhi)量、保安(an)全、促發展(zhan)、強質(zhi)檢”。
相關文章
快速成功地連接物聯網產品的5個技巧
對(dui)于(yu)(yu)物聯網設(she)備(bei)(bei)制(zhi)造商(shang)來說(shuo),蜂(feng)窩(wo)物聯網是實現互(hu)聯網連接的(de)(de)最可靠和(he)最容易獲得的(de)(de)方式之一。根據ABIResearch的(de)(de)數據,到(dao)(dao)2026年,全球蜂(feng)窩(wo)物聯網設(she)備(bei)(bei)總數將達到(dao)(dao)57億。蜂(feng)窩(wo)物聯網的(de)(de)采用正在增(zeng)長,因為它易于(yu)(yu)部(bu)署和(he)擴(kuo)展。您(nin)只需要一...
江西:到2023年底物聯網產業規模突破2000億元
5月19日,記者從江西省(sheng)工(gong)(gong)信(xin)廳(ting)獲悉,為深入實施(shi)數字經(jing)濟做(zuo)優做(zuo)強“一號發展工(gong)(gong)程”,加快江西物(wu)聯(lian)網(wang)新型基礎(chu)設(she)施(shi)建設(she),江西省(sheng)工(gong)(gong)信(xin)廳(ting)、省(sheng)委網(wang)信(xin)辦、省(sheng)科技廳(ting)等(deng)9部門聯(lian)合出臺《江西省(sheng)加快推進物(wu)聯(lian)網(wang)新型基礎(chu)設(she)施(shi)建設(she)實施(shi)方(fang)案》(以(yi)下簡稱(cheng)《方(fang)案...
物聯網加速融入生活場景,智能家居設備能做什么?
智(zhi)能(neng)設備和物(wu)聯(lian)網已經進(jin)入現代家庭生活的幾乎所(suo)有方面。從您的安全(quan)系統到冰箱,“智(zhi)能(neng)”電器已成(cheng)為新常態。但(dan)它們(men)真(zhen)的能(neng)讓(rang)你的家變得更好嗎?或(huo)者所(suo)有這些智(zhi)能(neng)家電只是另一種時尚,從長遠(yuan)來看,您最終會后悔花額外的錢?讓(rang)我們(men)來看看在家里裝滿...
京東方:物聯網創新業務打開更多增長空間
從北京(jing)大興國際機場(chang),到(dao)莫斯科城鐵列(lie)車(che),再(zai)到(dao)紐約商超門(men)店(dian),如今,物(wu)(wu)聯網創(chuang)新解(jie)決方(fang)案已(yi)覆(fu)蓋全(quan)球(qiu)眾多(duo)地區、涉及生活的(de)(de)方(fang)方(fang)面(mian)面(mian),帶給人(ren)們全(quan)新的(de)(de)體驗。而這一改變的(de)(de)背后,正是京(jing)東方(fang)在物(wu)(wu)聯網領(ling)域取(qu)得的(de)(de)豐碩成果(guo)。夯實(shi)全(quan)球(qiu)半導體顯示霸主(zhu)地位(wei)...
5G如何改善物聯網部署的6個示例
隨著(zhu)數字化(hua)轉型如火如荼地(di)進行,連接(jie)的設備數量正在快速增長。IDC數據預(yu)測,到2025年,每分(fen)鐘(zhong)連接(jie)的物聯網設備將達(da)到152,200臺。雖然這將轉化(hua)為更(geng)多的數據,從而有(you)更(geng)多的途徑來(lai)提高效率,但對于這種數據交換來(lai)說(shuo),一個(ge)強(qiang)大的網絡...