建设质检智慧型实验室实现机器换人的思考探索与实践

盛骁骏 张杭斌 林王琳

摘要：随着工业机器人等智能装备和物联网技术的快速发展，“机器换人”已成为大势所趋，通过“机器换人”提高劳动生产率，解决用工难题，提升职业健康和安全生产水平已成为工业企业转型升级的必然选择。实验室是检测机构的重要组成部分，如何开发自动化检测设备或自动化流水线对检测机构进行智能化技术改造，建设质检智慧型实验室，实现增效、提质、保安全，已成为当前提升检验检测工作效率，提升客户满意度的重要手段。本文通过我所改造检验检测设备，建立“智慧检测”示范试点，初步探索如何建设质检智慧型实验室。

Abstract： With the rapid development of intelligent equipment and IoT technologies such as industrial robots， "machine substitution" has become a general trend. Through "machine substitution" to increase labor productivity， solve labor problems， and improve occupational health and safety production levels have become industrial The inevitable choice of enterprise transformation and upgrading. The laboratory is an important part of the testing organization. How to develop automated testing equipment or automated assembly lines to carry out intelligent technological transformation of testing organizations， build quality inspection smart laboratories， realize efficiency enhancement， quality improvement and security protection， has become the current upgrade inspection An important means of detecting work efficiency and improving customer satisfaction. This article through the transformation of our inspection and testing equipment， the establishment of

"wisdom testing" pilot demonstration， a preliminary exploration of how to build a smart laboratory quality inspection.

关键词：智慧型实验室；机器换人；智慧检测

Key words： smart laboratory；machine substitution；smart detection

中图分类号：TP242.6 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）25-0012-03

1 相关背景

1.1 概述

我所检验设备—牛津仪器（OXFORD INSTRUMENTS）全谱直读光谱仪（FOUNDRY-MASTER PRO），是物理方法分析金属材料化学成分的主要设备。该仪器由计算机控制，检测所得到的结果（数据）保存在计算机内，并可以通过打印机打印有关内容。目前，这些数据通过人工手动抄写到原始记录中，并手动录入數据至报告软件中，最终通过打印出具报告。

经过以上所述的多道数据转录的过程，由于数据个数多，且每个数据由多位数字组成，容易出现差错。由于一般的工程或产品所用的金属材料含有多种金属和非金属元素，成分分析需要为各种元素的含量提供数据。一般地，一次检测往往会产生5个以上数据，且各个数据位数多。在填写原始记录、出具报告转数据时，较为麻烦，容易出现人为差错。

1.2 必要性

根据省局对我所智慧检测示范试点建设的要求，拟以全谱直读光谱仪为对象，作为智慧检测项目建设的试点。

智慧检测信息化工程是使用信息技术与检验检测相结合的一种尝试。目的是减少检验检测工作量、减少检验检测数据转录等过程、提高工作效率；减少过程人为差错、提高数据和结果的准确性；实现检测全过程自动化甚至无人干预自动化，或实现远程监视、远程控制、远程控制等功能。

如前款“概述”中所述，我所所用的金属材料化学成分分析用直读光谱仪，虽然检测过程实现了计算机控制，操作也相当简单，且能产生检测结果数据文件，但完成检测至出具报告中间有多个数据转录的过程，通过“智慧检测”建设，可以减少人员工作量，又可避免因人工转录所可能出现的差错。

1.3 可行性

我所大多数的主要设备具备实现网络连接的技术条件。近年来，在省局的大力支持下，我所的检测装备得到了大力提升，绝大多数主要设备是近3年购入的，并以由计算机或PLC控制为多，具备基本的USB、232或485等通讯接口。只要作适当改造或加装转换接口，针对性开发中间程序（通讯、转换、动态链接等程序或软件），应能实现网络通讯。

根据省局的要求，我所考虑从易到难，以开放的数据结构作为试点，尝试智慧检测建设。经对我所具有计算机或PLC控制的设备的情况进行摸底，PLC控制的设备实现其与网络通讯存在较大的软硬件支撑，实现智慧检测难度大、投入多，而由计算机控制的设备中，有些其数据结构不开放，难以读取。具有数据结构开放的设备，是我们开展“智慧检测”建设试点的首选。经分析，我所所用的直读光谱仪检测结果产生一个文件。该文件为文本类型，其中各数据以逗号分隔，易实现读取，可以为“实验室管理系统”所用。

2 功能简介

总体要求：能自动读取、计算、分析检验设备出具的检验结果，能自动将设备生成的检验结果值录入业务系统中，并自动生成报告、原始记录。系统可以自动分析这些不同格式数据格式中的关键信息（比如项目信息），攫取后自动录入业务系统。在扩展上，以后增加不同的设备，不同的数据格式，本系统能进行自定义配置，不用二次开发，就能识别各类数据库格式里的关键信息进行攫取（比如项目名称及项目值等）。

2.1 读取设置

①项目设置：配置设备输出项目内容跟业务系统项目库的对应关系，可以设置项目名称、项目编号设备与业务系统的对应关系，对于多个产品不同参数相同名称能够自定义索引和定位。

②元素设置：可以定义项目名称、项目值、时间等信息在数据文本中的二维关系，便于系统自动攫取对应的内容到业务系统。

③导入：可以设置某些设备的数据格式文件、图形文件等路径，便于系统自动读取。

2.2 业务处理

①原始记录：原始记录主要在业务系统中生成，数据来源为2个地方，一个是业务系统的收发数据，一个是智慧检测系统的检验数据，用户可以自定义原始记录模版样式，可以自定义模版与产品、参数的对应关系，可以自动取得用户登录授权信息，自动加入电子签名，检验结束后自动生成整份原始记录。

②报告：报告主要在业务系统中自动生成，数据来源为多个地方，一个是业务系统的收發数据，包括委托单位、联系人、电话、型号规格、样品名称、项目信息、依据标准、检验设备信息等，一个是检验过程信息如：检验时间、检验结论、检验人员、审核人、批准人、批准时间等，一个是设备试验数据由智慧检测系统自动读取分析计算。不同产品的不同报告模版支持自定义修改、上传，可自定义绑定产品、参数、报告模版的关系。

③参数：配置各类设备的检验参数信息，包括参数的编码信息，名称等。

2.3用户管理

权限组管理：按组分配操作权限，可以按部门、单位、超级管理员等组别分配相应权限，分配权限以可视化的树形结构为宜，直观易懂，操作简便。其中人员、部门、组织结构信息与业务系统保持一致。

用户权限管理：设置所有人员的操作权限，配置可操作菜单及可操作页面控件，设置人员的个性化菜单、快捷菜单，可以直接将操作员拖入权限组，同时享受权限组拥有的操作权限。用户信息以业务系统人员信息为准，基础数据源为业务系统。

2.4 技术路线

①设备所用的控制计算机增加网络通讯接口，接入内部网络。

②委托“实验室管理系统”开发单位增加数据读取转换程序（模块）、与设备控制计算机的通讯程序（模块）和相关的人机界面，实现远程数据传输。

③数据直接转录至“实验室管理系统”的相关报告的栏目中。

3 系统应用方案

3.1 流程

3.2 模块图

4 绩效成果

4.1 亮点

4.1.1 透明采集

以往实验人员在在实验时，需要一边进行检测，一边手工记录实验数据，过程繁琐，容易出现手误，工作效率低，实验数据复用（生成报告、存档等）还需耗费大量时间进行手工操作。引用此项目后，工作人员无需操作此项目系统，对于实验人员来说，软件是透明的，不存在的，自动采集系统在后台自动运行，实验人员只需按照规程进行实验，实验结束后，所有的检测数据自动采集到数据平台进行后端处理。

4.1.2 智能分析

以往试验人员在实验数据采集后，还需按照标准进行数据的计算、分析，人工计算过程是最容易出现失误的。引用此项目后，所有的计算与分析将由系统在后台根据预设的标准自动进行，实验一结束，结果就已经产生。

4.1.3 三报一体

原始记录报表、报告、统计报表在实验结束后，系统就已经自动生成，大大提高工作效率。

4.2 应用成效

4.2.1 效率

应用此系统后，实验人员的工作效率大大提高，由人工参与的原来5个大环节（实验、记录、计算、出报告、统计）缩减到现在的单一环节（实验），工作效率大大提高。

4.2.2 准确

应用此系统后，原始记录与报告制作的手工失误率大大减少，实验无误，数据无误，实验人员只需认真做完每一次实验即可。

4.2.3 服务

大大提高了客户满意度，检测时间缩短、失误率减少、客户的满意度大大提升。

5 结束语

我所以智慧检测”示范试点建设为契机，通过机器换人提高了检测效率，提升了服务质量。在未来检验检测行业的发展中，无疑是谁掌握了高端技术，舍得投入进行技术改造，谁具有创新与可持续发展的能力，谁就能在该行业中拥有话语权。在当今这个智能化城市、智能化交通、智能化工厂遍布智能化的时代，检测机构建设智慧型实验室，通过机器换人进行产业升级是不以人的意志为转移的大趋势。

参考文献：

[1]董勤霞，马仁和，林世芬，王吉华，陈芝芬.建设智慧型工厂实现机器换人的思考与实践.针织工业，2015（2）.