自動(dòng)化物聯(lián)網(wǎng)搭建，讓實(shí)驗(yàn)室變“智慧”

寧波檢驗(yàn)檢疫局近期運(yùn)用信息化技術(shù)率先成功探索搭建實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備自動(dòng)化物聯(lián)網(wǎng)，為打造智慧型實(shí)驗(yàn)室邁出了第一步。 

提速：聯(lián)網(wǎng)啟動(dòng) 

初冬的下午，寧波檢驗(yàn)檢疫局食品分中心實(shí)驗(yàn)室里，電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（ICP-MS）和氣相色譜質(zhì)譜儀（GC-MS）閃爍著工作燈，正在檢測(cè)中。科技處和實(shí)驗(yàn)室有關(guān)負(fù)責(zé)人忙碌著把兩臺(tái)儀器聯(lián)入到儀器專網(wǎng)，他們要打通數(shù)字實(shí)驗(yàn)室業(yè)務(wù)系統(tǒng)與實(shí)驗(yàn)儀器的鏈路，架設(shè)實(shí)驗(yàn)儀器智能控制、管理服務(wù)器組團(tuán)。 

“聯(lián)網(wǎng)啟動(dòng)！”隨著聯(lián)網(wǎng)指令的發(fā)出，實(shí)驗(yàn)員馬上從數(shù)字實(shí)驗(yàn)室業(yè)務(wù)系統(tǒng)向ICP-MS發(fā)送當(dāng)日的樣品信息及任務(wù)命令，并在儀器自動(dòng)進(jìn)樣架放入對(duì)應(yīng)的樣液，儀器開(kāi)始按指令自動(dòng)檢測(cè)，實(shí)驗(yàn)員回到工作電腦前遠(yuǎn)程監(jiān)控儀器檢測(cè)情況。 

5分鐘后，隨著第一個(gè)樣液的檢測(cè)完成，辦公電腦的數(shù)字實(shí)驗(yàn)室業(yè)務(wù)系統(tǒng)結(jié)果登記界面，同時(shí)出現(xiàn)了該樣品經(jīng)自動(dòng)計(jì)算后的最終檢測(cè)結(jié)果。實(shí)驗(yàn)員對(duì)其審核正確后，便利用自動(dòng)擬稿功能發(fā)出了一份最終檢測(cè)報(bào)告。從發(fā)送檢測(cè)指令開(kāi)始到出具報(bào)告，整個(gè)過(guò)程用了不到7分鐘。而在之前，實(shí)驗(yàn)員還要經(jīng)歷打印儀器分析報(bào)告、手工錄入并計(jì)算原始記錄、電腦上進(jìn)行結(jié)果登記、進(jìn)行紙質(zhì)和電子審核等步驟。 

手工：低效易錯(cuò) 

目前的實(shí)驗(yàn)分析方法，通常需對(duì)樣品進(jìn)行前處理，然后再按照不同的檢測(cè)方法進(jìn)行不同的實(shí)驗(yàn)，有的可能需通過(guò)化學(xué)檢驗(yàn)方法進(jìn)行，有的可能采用一種或多種儀器進(jìn)行分析。實(shí)驗(yàn)檢測(cè)人員往往要面對(duì)種類繁雜的儀器，以及復(fù)雜多變的原始數(shù)據(jù)，將這些中間數(shù)據(jù)通過(guò)計(jì)算公式才能得出檢測(cè)結(jié)果數(shù)據(jù)。 

通過(guò)對(duì)檢測(cè)工作的深入調(diào)研，實(shí)驗(yàn)室工作各環(huán)節(jié)工作量大致分布為：樣品前處理60%，儀器分析20%，數(shù)據(jù)分析和編制報(bào)告20%。實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)工作80%以上的檢測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)自大型儀器設(shè)備，而分析數(shù)據(jù)、整理數(shù)據(jù)、出具報(bào)告占用的時(shí)間與儀器運(yùn)行檢測(cè)時(shí)間相當(dāng)。 

將儀器原始數(shù)據(jù)換算成檢測(cè)報(bào)告數(shù)據(jù)的分析過(guò)程，仍需手工按計(jì)算器，效率不高且容易出錯(cuò)。這種手工處理方式已經(jīng)不適應(yīng)新形勢(shì)下實(shí)驗(yàn)室業(yè)務(wù)發(fā)展的需要。 

同時(shí)，實(shí)驗(yàn)室儀器種類繁雜，原始數(shù)據(jù)存儲(chǔ)安全性不高。以寧波檢驗(yàn)檢疫局為例，現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備原值近3億元，專業(yè)范圍寬、儀器種類多，僅色譜、質(zhì)譜和光譜類大型儀器設(shè)備就有110余臺(tái)。儀器檢測(cè)數(shù)據(jù)分布于每臺(tái)儀器配套的工作站電腦上，從數(shù)據(jù)安全性、可靠性和可追溯性等方面考慮，數(shù)據(jù)分散保存弊端很大。更無(wú)法實(shí)時(shí)掌握實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備應(yīng)用情況。目前，設(shè)備應(yīng)用情況依靠實(shí)驗(yàn)人員檢測(cè)后的手工登記，既給實(shí)驗(yàn)室增加了工作量，也不利用管理部門(mén)掌握設(shè)備實(shí)時(shí)使用情況，對(duì)科學(xué)合理地裝備實(shí)驗(yàn)室也有一定的影響。 

難題：急待求解 

如何有效地整合與管理，提高實(shí)驗(yàn)室的準(zhǔn)確性與效能，長(zhǎng)期以來(lái)都是實(shí)驗(yàn)室想達(dá)成的目標(biāo)。寧波檢驗(yàn)檢疫局以探索搭建實(shí)驗(yàn)儀器自動(dòng)化物理網(wǎng)為突破口，破解這一長(zhǎng)期困擾實(shí)驗(yàn)室工作的難題。以寧波檢驗(yàn)檢疫技術(shù)中心食品分中心為例，2011年全年產(chǎn)生數(shù)據(jù)近10萬(wàn)條。以往這些樣品需要人工抄錄、計(jì)算、填寫(xiě)、登記、費(fèi)時(shí)費(fèi)力，差錯(cuò)風(fēng)險(xiǎn)高。實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)搭建后，經(jīng)初步測(cè)算，能提高30%至40%的工作效率，可大大解放技術(shù)人員的生產(chǎn)力，有效保證檢測(cè)工作質(zhì)量，也讓技術(shù)人員有更多的精力投身于科研思考和攻關(guān)中，推動(dòng)科研工作進(jìn)一步發(fā)展。 

實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)是實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備的互聯(lián)網(wǎng)。它將實(shí)驗(yàn)室里的氣相液相色譜儀、質(zhì)譜、光譜儀乃至如天平、溫濕度計(jì)等實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備、環(huán)境監(jiān)控設(shè)備通過(guò)現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、射頻識(shí)別技術(shù)（RFID）、傳感技術(shù)融入網(wǎng)絡(luò)，形成一個(gè)智能化、數(shù)字化、自動(dòng)化的儀器網(wǎng)絡(luò)，為實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)、監(jiān)控提供充滿智慧的物聯(lián)平臺(tái)。它能讓實(shí)驗(yàn)員通過(guò)辦公電腦發(fā)送檢測(cè)指令，能讓實(shí)驗(yàn)員坐在辦公室接收檢測(cè)數(shù)據(jù)，能讓實(shí)驗(yàn)室通過(guò)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控儀器設(shè)備和環(huán)境狀態(tài)，能讓儀器原始數(shù)據(jù)得到集中管理。 

數(shù)據(jù)：互通共享 

探索搭建實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，一是可對(duì)檢測(cè)工作有效掌控，能掌握檢測(cè)工作的全過(guò)程，實(shí)時(shí)監(jiān)控實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備的狀態(tài)和實(shí)驗(yàn)環(huán)境情況，避免了實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)、管理的盲點(diǎn)。二是可提高效率減少差錯(cuò)，其自動(dòng)在線實(shí)時(shí)雙向數(shù)據(jù)采集功能實(shí)現(xiàn)了檢測(cè)工作數(shù)字化、自動(dòng)化、規(guī)范化，讓實(shí)驗(yàn)員擺脫了大量繁瑣重復(fù)性工作，減少了差錯(cuò)，提高了檢測(cè)效率。三是可有效回溯，儀器設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)形成了儀器原始數(shù)據(jù)一體化管理，便于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)回溯，節(jié)約成本，保證質(zhì)量。 

信息化技術(shù)在實(shí)驗(yàn)室的深入運(yùn)用固然有利于提高檢測(cè)工作質(zhì)量、增加效能，但也需要將信息化技術(shù)運(yùn)用好，儀器設(shè)備自動(dòng)化物理網(wǎng)的搭建須讓一線檢測(cè)人員真正感受到好用、易用、愿意用，也需要加強(qiáng)與其他信息系統(tǒng)的互聯(lián)互通建設(shè)，將檢測(cè)數(shù)據(jù)共享共用，發(fā)揮最大效益，避免成為信息孤島。