棉花公检实验室建设案例

文/ 容永红 钟民 沈海强 李向军

棉花公检实验室建设案例

文/ 容永红 钟民 沈海强 李向军

新一代棉花公检实验室建设方案的技术定位与选择

本文指出新一代棉花公检实验室，其建设方案的技术定位应符合下列发展方向：科学的选址、合理的检验流程布局、坚固耐用的装修材料、以人为本环保节能的空调系统、高效可靠的检测系统等。

棉花公检实验室旨在服务棉花生产企业，其检验能力及仪器配备都要满足中纤局对检验时限的要求，根据企业的日加工产量、入库的速度确定，一般情况下可根据企业日加工产量的1.5倍做检测能力设计。根据新疆各地棉花加工量，小型公检实验室检测量一般在10万t左右，中型公检实验室检测量一般在30万t左右，大型公检实验室检测量则超过50万t。

图1. 实验室人员在处理棉花样品。

“中国制造2025”与“工业4.0”

“工业4.0”旨在将制造业向智能化转型,主要分为三大主题：“智能工厂”、“智能生产”、“智能物流”。而《中国制造2025》是中国版的“工业4.0”规划，将智能制造作为主攻方向，推进制造过程智能化。在重点领域试点建设智能工厂/数字化车间，加快人机智能交互、工业机器人、智能物流管理在生产过程中的应用，实现智能管控。那么新疆棉花公检实验室在智能化转型的时代背景下，是如何进行实验室建设及管理的呢？下文一并介绍。

实验室的科学选址

出于服务棉花生产加工的目的，2004～2009年间，新疆不少公检实验室都选址建设在棉花主产区的县乡。在实现就近快捷服务的同时，也带来一些弊端：分析人员的交通成本显著上升；外派技术与管理人员的定期轮换导致管理难以细致到位；生活设施的重建，也使得公检实验室建设成本增加；人力资源难以保障；仪器设备的维护保养成本增加等。

针对以上问题，新疆纤检在2010～2015第二个建设周期做了一些改变。公检实验室的选址已经普遍具有下列特点：逐步将外置的棉花公检实验室回迁地州市，配合质监局新检测基地建设，重新规划建设棉花公检实验室；新建的棉花公检实验室倾向于采用单层独栋建筑，避免与质监局合用一栋办公楼，充分满足了生产性检验的工艺要求；确实无法避免与其它单位合用一栋办公楼时，棉花公检实验室也要单独分区，尽量占据一层的位置。

合理的检验流程布局

棉花公检实验室的检验流程设计与布局，对于提高检验效率、保证检验任务按时完成尤为重要。检验流程是否合理，其评价指标包括：是否符合国家对棉花公证检验的统一规范要求，检验过程的质量控制如何保证，人流物流区分是否合理，转运是否流畅，检验是否高效，对实验室设施的损耗是否降到最低等等。

实验室布局的巧妙设计

公检实验室的建设过程大体是：土建工程先行、实验室保温围护与装饰装修紧跟，然后检验仪器设备安装进驻、最后实验室调试运行。根据新疆当地建筑规范，一般民用建筑外墙都会铺设保温层，目前大多采用挤塑保温板，厚度在50～150 mm之间。

公检实验室也对检验流程和实验室布局进行了巧妙设计，使得最需要温湿度控制的平衡间、HVI室位于建筑物的内层，其它辅助房间位于建筑物外层，总体呈“回”字形布局，借助建筑物本身的隔墙与空气隔层，形成对内层区域良好的绝热保温围护，这本身就是一种绿色节能的设计。

在内部保温装修用材上，目前也出现两种不同的风格，一种是豪华型的路线，天花、地砖、架空地板、墙体石材、铝合金玻璃隔断、门窗、照明灯具等都选用名牌产品，材质优良，投资巨大，装修完毕实验室显得很高大上。另一种是朴素路线，保温围护结构满足工艺技术条件即可、装修用材坚固耐用、质地朴素，把节省出来的投资用于环保节能的空调系统、自动化传输系统、智能高效的检测系统。

笔者更加认可和推崇后者。在资源和资金有限的条件下，只有选择朴素的路线，才能把更多的钱用在刀刃上、用在提升实验室检测效率的设施上，这样检测效率才能提高、投资回报率也是最佳的。

以人为本的环保节能系统

新疆棉花公检实验室有自身特点：检验业务量多、检验强度大，检验人员与HVI机台数量多。因此实验室棉尘量也比内地同类实验室多出几个数量级，棉尘对检验人员身心健康、工作效率都有显著影响。

在新疆棉花公检实验室第二建设阶段，棉尘问题已经引起纤检系统的的高度重视，新建实验室已广泛采用绿色环保的空调系统，除保证实验室温湿度精度外，洁净度、噪音也较实验室建设第一阶段有了很大改善，此举也受到检验人员的普遍认可。

实验室引入自动化传输系统

棉花样品从检测前分样开始到检测结束后废样回收，经过很多工序。搬运周转次数多、工作量大、劳动强度高。从实验室效率的角度评价，如能减少样品周转时间，延长HVI机实际在线检测时间，那么整个实验室效率就能得到显著的提高。

2013年，中国棉花仪器化公证检验博乐实验室引入自动化传输系统，这是自动化传输系统第一次应用到新疆棉花公检实验室。2015年，新疆纤维检验局第二检测基地的棉花公证检验调剂实验室，则全面采用了自动传输系统。从分样室——感官室——平衡间——HVI室——打包室全面实现了自动化传输，大幅度降低了周转搬运的时间。

由于棉篮很少在地面停留、转运，对实验室设施的损伤程度也降到最低。采用自动传输系统，大幅度地减少了临时工雇佣的数量，这对当前因劳动力短缺出现的用工荒，具有更加重要的现实意义。此外，自动传输系统的使用，也显著降低了工作劳动强度，工作环境的改善，对于稳定检验人员队伍也有重要意义。

棉花公检实验室的信息化

棉花公检实验室的信息化包括：实验室基础设备管理信息化：将空调、UPS、空气压缩机、配电柜等设备完全纳入监控管理系统中，实现远程监控、远程开关机、多种信号报警、故障信息手机短信提示、运行日志等功能。该技术成熟可靠，应用比较普及，检测环境监控信息化，如门禁、视屏、温湿度监控、温湿度显示、温湿度记录、漏水检测等技术，已经在新疆棉花公检实验室得到广泛使用；棉花检验过程信息化：在棉花仪器化公证检验规范的硬性约束和中国棉花公证检验承检机构专用软件的规范化管理下，各公检实验室执行普遍比较到位，成效相对较显著。

棉花公检实验室检验效率取决于棉样检测的全过程、全方位自动传输，虽然博州实验室、新疆纤检局二基地实验室已经做了大胆的尝试，但距离全过程、全方位的自动化传输还有一定距离。下一步提升的空间在于平衡间的全面、彻底自动化，这是棉花公检实验室能否实现智能化最重要的，也是起决定性作用的一步。

自动化、智能化的检测系统，只有建立在安全可靠、连续运行的基础上才能产生效益。因此双路供电、集中的UPS电源、备用水箱、高可靠性备份空调系统、零备件的通用性互换性等都是新一代棉花公检实验室技术定位时必须要考虑的。

国外实验室建设案例的启示

发达国家的工业厂房和实验室建设给我们很多启示。以Google公司为例，其数据中心的建筑物外观都很普通，有不少是利用旧厂房、旧办公楼改造的，完全没有高大上的装修，其位于芬兰的数据中心就是利用废弃的造纸厂房改建的。很多数据中心内部都看不到吊顶装修，钢立柱、钢横梁都一目了然。但是支撑核心设备不间断运行的冷却系统，规模却很大。但是对公司运营极其重要的网络设备、服务器都是全球最先进的。全球顶尖公司对于建设项目投资回报、经济效益的考量很值得我们学习。

本文作者容永红来自上海约顿公司；钟民来自新疆纤维检验局；沈、李分别来自博州、喀什纤维检验所。