LIMS系統在高寒高海拔大型銅多金屬礦山的研發與應用

[摘要]LIMS系統是一個專門為分析化驗室設計的信息管理系統，是分析檢測技術、儀器儀表技術、網絡通訊技術、計算機技術、信息技術以及現代管理技術的集成與應用。它是以化驗室樣品數據的采集、錄入、處理、檢查、判定、存儲、傳輸、共享、報告發布以及業務工作流程管理為核心，同時對化驗室的人員、材料、設備、技術、方法、數據文件等資源進行綜合管理。該系統實現了全局的數據共享，加速了各部門之間的數據交換， 充分利用信息資源，使數據資源實現高效性和一致性，提高了數據處理的及時性和準確性，有利于各級管理人員利用同一數據資源做出決策，提高了管理效率。

[關鍵詞]LIMS；化驗室管理；計算機管理

全球經濟一體化進程、資本市場競爭的加劇以及互聯網的沖擊，使得中國企業的業務模式、市場拓展、管理營運、技術創新、人力資源開發等都期待著突破，通過創新和變革帶來新的競爭優勢。

面對挑戰，我們都期望信息技術能成為企業的重要競爭力之一，能顯著提高工作效率和質量，繼而利用信息技術創新業務模式，增強企業的核心競爭力。

在我國國民經濟和社會發展第十二個五年計劃中明確提出：“信息化是當今世界經濟和社會發展的大趨勢，也是我國產業化升級和實現工業化、現代化的關鍵環節。要把推進國民經濟和社會信息化放在優先位置，要在全社會廣泛應用信息技術，提高計算機和網絡的普及應用程度，加強信息資源的開發和利用?！?/p>

用信息化改造傳統產業，推進企業管理信息化是國有企業改革的重點工作之一，也是我國企業參加國際競爭的一個重要戰略性課題。采用現代信息技術，充分利用計算機網絡及通訊技術，支持企業的產品開發、生產、銷售、服務等各個環節，實現信息采集、加工和管理的網絡化、集成化和實時化，最終實現企業全面信息化管理是當今世界的一大趨勢。推進企業管理信息化必將大大提高企業資源和資金的利用效率，降低成本和費用，增強企業對市場的應變能力。

企業信息化是一場革命，它不僅為企業各級人員提供統一的、直接的信息交流平臺，加快決策速度、提高決策準確率，更重要的是它能促進企業管理現代化，在轉換經營機制、有效降低成本、加快技術進步、增強企業競爭力等方面都有著十分現實的經濟效益和深遠的社會意義。

大型的外資檢測機構，包括瑞士SGS、英國INTERTEK、法國BV、德國TUV RH、美國UL等，他們在全球和中國范圍內，都由專門的IT部門負責，建立了比較完善的信息化系統。據統計，他們在全球范圍內的企業信息化投資，每年在1000萬至6000萬歐元之間。平均來看，占其每年營業額的3%左右。企業信息化系統，為這些大型外資檢測機構快速而平穩的發展提供了強力的支持。

國內政府檢測機構，也在近5年大量投入信息化建設。比如各地級市的質量監督局下屬化驗室，基本上已經全部完成了信息化建設，完善了化驗室管理體系和辦公自動化系統。部分化驗室投入力度非常大，如廣東省計量院，建立了IT部門，配備了專職IT人員從事信息化建設和化驗室管理軟件開發應用。

國內民營化驗室中，大部分沒有開始實施信息化系統。個別比較早實施信息化的機構，如杭州迪安醫學檢驗中心正式成立于2004年，是國內較早成立的醫學檢驗檢測機構之一，從2004年年底開始實施化驗室信息管理系統。

世界上最早的LIMS用戶是石油、化工、制藥和冶金等大型生產企業。在這些企業中，LIMS只是其整個IT架構的一部分，在這種情況下，如何將化驗室的質量檢測數據迅速準確地傳送到企業其它相關部門并指導生產過程，而生產過程控制系統如何迅速可靠地將相關樣品信息傳送給LIMS，以及各個系統如何在ERP（企業資源規劃系統）下完美地集成，已成為這些企業使用LIMS成功與否的關鍵。

為了能與以企業的ERP為主的各個主要IT系統成功集成，世界上著名的LIMS供應商都做出了很大的努力。如英國化驗室系統公司的SamPleManager LIMS已經可以做到與SAP R/3，AsPen IP21，OSI PI等系統的無縫聯結，這些無縫聯結功能都是與相關廠商合作開發的結果，從而保證了企業整個IT 架構的完整性。

盡管國內的LIMS還處于起步階段，但根據目前的發展趨勢，開發應用將是LIMS大勢所趨，發揮的作用也會越來越大。伴隨計算機技術及網絡技術的不斷發展，LIMS的功能會隨之不斷提高與完善。為適應現代國際化企業要求及實現建設世界一流礦業公司奮斗目標，西藏華泰龍礦業開發有限公司（以下簡稱“華泰龍公司”），決定研究及開發適應于高海拔地區使用的化驗室信息管理系統。

（一）項目背景

華泰龍公司隸屬于中國黃金集團公司控股的境外上市公司—中國黃金國際資源有限公司。2007年12月9日，在西藏自治區注冊成立，是集地質勘探、礦山開采、選礦和科研于一體的綜合性大型礦業公司。其中質量檢測部化驗室成立于2010年3月，年分析元素達到二十萬個。

華泰龍公司開發建設的銅多金屬礦項目，一期采礦規模為6000噸/日，現已建成投產；二期工程采礦規模計劃為兩個系列，單系列處理能力20000噸/日（預留裕度系數1.1）。

甲瑪礦區礦石中的金屬礦物比較復雜，主要見硫化物、硫鹽礦物和碳酸鹽礦物。非金屬礦物比較簡單，主要見矽卡巖礦物。

金屬礦物組成見表1。

華泰龍公司位于西藏自治區墨竹工卡縣甲瑪銅多金屬礦區，屬于西藏自治區“一江兩河”開發區中部，屬拉薩市墨竹工卡縣甲瑪鄉和斯布鄉管轄。地理坐標為：東經91°43′07″-91°50′00″；北緯29°37′49″-29°43′53″。東西長約8-11km，南北寬約6-11km，面積約107km2。距拉薩市區68km，至距墨竹工卡縣城7km。交通較為方便（圖1）。礦區海拔4600m，年降雨量在500mm左右，多集中在6-9月。

區內氣候屬典型的大陸高原性氣候。雨季潮濕寒冷，冬季酷寒干燥，晝夜溫差較大。礦區無多年氣象資料，與礦區相距7km的墨竹工卡縣城（海拔3900m左右）多年（1978年-2012 年）平均氣溫6.0℃，極端最高氣溫為28.3℃，極端最低氣溫為-23.1℃；6-8月月平均氣溫較高；11月至翌年4月溫度較低，1月份最低?？諝饷芏?.80kg/m3。

高原地區的主要特征為：①空氣壓力或空氣密度??；②空氣溫度較低，且溫度變化較大；③空氣絕對溫度較??；④太陽輻射照度較高；⑤降水量較少；⑥每年大風日多；⑦土壤溫度較低，且凍結期長。

甲瑪礦地區高寒、高海拔、氣壓低的氣候環境，給化驗室化驗設備及相關配套的電子產品帶來一系列不利影響。高海拔地區氣壓低、晝夜溫差大，儀器設備不穩定，尤其對電子產品影響較大，直接導致檢測數據波動大，很難保證化驗質量和較好的工作效率，更無法提供及時快捷的技術數據報送服務。

在LIMS系統實施前，華泰龍公司質檢部化驗室化驗員定員32人，主要化驗設備有電子天平、原子吸收、ICP、電熱板、馬沸爐、分光光度計等，日常分析銅、金、銀、鉛、鋅、鉬等元素?；炇业墓ぷ餍枰^高學歷和有經驗的人員，但對地處高寒缺氧環境惡劣的華泰龍公司來說人員流動性大、人員素質普遍偏低、化驗樣品數量連年增加等問題，已經給化驗室工作帶來嚴重影響，基本上無法滿足高質量、高效率化驗分析的需要。

華泰龍公司為解決這一問題，經過多次技術調研，最終確定與ABB公司、丹東東方測控技術股份有限公司合作，共同在高原高海拔地區開發適用于華泰龍公司的化驗室信息管理系統。

化驗室信息管理系統將給質檢部、華泰龍公司及中金國際等各級管理和分析人員創造一個功能強大、方便實用的工作平臺，基于該系統進行化驗分析、數據報送、組織決策、日常事務處理及相關管理工作，將會減少人員工作量，提高工作質量和工作效率，快捷提供決策數據，極大程度的滿足服務生產的需要。

該系統將現代管理思想與網絡技術、數據存儲技術、快速數據處理技術、自動化儀器分析技術有機結合，通過建立以化驗室為中心的分布式管理體系，集樣品管理、資源管理、事務管理、數據管理、報表管理等諸多功能為一體，組成一套完整的化驗室綜合管理和質量監控系統，對化驗室實行全方位的管理和控制，從而使化驗室的最終產品，即所有的檢測或管理數據、信息均符合相關的質量標準或規范。華泰龍公司化驗室信息管理系統提供了化驗室各種信息存儲、交換和統計分析的網絡化平臺，可促進化驗室高效、科學運作和規范化管理。

（二）項目研究必要性

1.兩化融合之信息化建設總體規劃需要

化驗室的信息化系統也是公司信息化管理《總體規劃》的一部分，是《總體規劃》的有機組成。

目前，華泰龍公司質檢部化驗室已經具備多種元素不同化驗方法的分析測試能力，具有CNAS認證資質，裝備水平也在國內處于領先地位，具備信息化改造提升的基本條件，但如果要求短期內達到國際上市公司的化驗室質量信譽和水準，難度很大。針對華泰龍公司當前這種情況，經過中金國際技術中心多次調研，其結果顯示，需要根據國際標準化驗室要求開發相應的標準化驗室流程的信息管理軟件?；炇倚畔⒐芾硐到y網絡架構示意圖見圖2。

通過這種信息管理系統（LIMS）可以實現人員上手容易，操作簡便。比如：化驗某一個樣品品位，化驗員只需手持條碼掃描儀掃描一下樣品袋上的條形碼，在電腦上相應位置即顯示出該樣品化驗室編號，然后打開天平，放入樣品，按下按鈕，在樣品編號后面出現該樣品質量；送到下一個分光分度計，化驗員同樣掃描一下條形碼得到樣品編號，再將樣品放入分光分度計，按下按鈕，得到的樣品某元素含量，然后從計算機發送至信息中心地質數據庫中，二者在地質數據庫中后臺進行處理，就得到此樣品中該元素的品位值。這不僅簡單易學易上手，可降低人員學歷要求、減少人員流動對工作運行的影響而且不會出現人為的主觀誤差。同時，這樣的作業流程也符合國際標準要求?；诖爽F狀及其即將面臨的生產服務任務，優先考慮在質檢部化驗室進行信息化技術改造。

2.解決人力資源問題實現高質量高效率的化驗工作需要

一般情況下，化驗室的工作需要較高學歷和有經驗的人員，但對地處高寒缺氧環境惡劣的華泰龍公司來說，人員流動性大，學歷和人員素質參差不齊，難以滿足這樣的要求。

華泰龍公司質檢部化驗室現有化驗人員32人，化驗設備是化驗銅、金、銀、鉛、鋅、鉬元素的常規設備，按國內常規化驗室標準建設，其自動化水平與目前國際化驗室自動化水平相比差距較大。華泰龍公司二期選礦廠即將達產達標，生產和地質勘探化驗樣品的數量連年增加，而化驗室化驗人員流動大，人員不足，設備儀器在高海拔地區波動大等問題導致化驗室已經無法滿足公司對化驗質量和工作效率的需要，給公司生產帶來不利影響。LIMS系統將給質檢部、華泰龍公司及中金國際等各級管理和分析人員創造一個功能強大、方便實用的工作平臺，基于該系統進行日常事務處理，將會減少人員工作量，提高工作效率，極大程度的滿足服務生產的需要。

3.數據共享及數據的公信力需要

LIMS系統的功能之一是化驗室作業流程標準化，系統為每個分析樣品在化驗室的流轉建立嚴格程序，實現分析檢測工作流程化，包括樣品采樣、登記、分樣、檢測、審核、出報告等各個環節，數據實時傳輸分享，確保每個分析數據的準確性，徹底避免人為干預數據帶來的風險，增加時效性與公信力。

（三）項目研究目的

華泰龍公司質檢部化驗系統信息化技術改造方案，是基于兩化融合信息化系統建設總體規劃、在質檢部化驗室優先開展的信息化建設子項，是根據目前化驗室現狀，更好滿足生產及經營管理對數據使用的需求；面向未來，解決二期擴大生產規模后對人力資源的特種需求，實現自動化信息化減人。

世界上最早的LIMS用戶是石油、化工、制藥和冶金等大型生產企業。在這些企業中，LIMS只是其整個IT架構的一部分。在這種情況下，如何將化驗室的質量檢測數據迅速準確地傳送到企業的其它相關部門并指導生產過程，而生產過程控制系統如何迅速可靠地將相關樣品信息傳送給LIMS，以及各個系統如何在ERP（企業資源規劃系統）下完美地集成已成為這些企業使用LIMS成功與否的關鍵。

為了能與以企業的ERP為主的各個主要IT系統成功集成，世界上著名的LIMS供應商都做出了很大的努力。如英國化驗室系統公司（Thermo LabSystems）的SamPleManager LIMS已經可以做到與SAP R/3，AsPen IP21，OSI PI等系統的無縫聯結，這些無縫聯結功能都是與相關廣商合作開發的結果，從而保證了企業整個IT架構的完整性。

盡管國內的LIMS還處于起步階段，但根據目前的發展趨勢，開發應用將是LIMS大勢所趨，發揮的作用也會越來越大。伴隨計算機技術及網絡技術的不斷發展，LIMS的功能會隨之不斷提高與完善。為適應現代國際化企業要求及實現建設世界一流礦業公司奮斗目標，華泰龍公司決定研究及開發適應于高海拔地區使用的化驗室信息管理系統。

隨著現代技術和經濟貿易的高速發展，對檢測數據準確性和時效性的要求越來越高，數據處理量急速增加，與此同時，各行業協會制定了一系列的標準作為規范化驗室行為的基本準則，要求化驗室建立、實施和維持與其活動范圍相適應的質量體系。原來的人工管理模式在這種形式下已不適應。因此，對提供檢測數據的化驗室提出了更高的要求。在這一背景下，使用計算機技術完成檢測數據的收集、分析、處理和資源管理的信息管理系統（LIMS）開始出現，并在實際應用中得到快速發展，成為一項嶄新的化驗室管理與應用技術。

本次研究采用技術調研→分析現有工藝中存在的問題及解決方案→分模塊進行硬件安裝測試→組合調試→軟件調試→試運行→進行網絡互聯→形成技術操作標準及規范。

（一）LIMS 系統總體設計

管理信息系統的最大特點是將化驗室中的數據和信息集中起來，進行快速處理，統一管理。中心數據庫和計算機網絡系統是管理信息系統的重要基礎。系統的處理方式是在數據庫和網絡的基礎上的分布式處理，把組織內部的各級管理聯結起來。LIMS作為化驗室的信息管理系統，它的核心是規范樣品檢測分析的工作流程，對樣品分析的每一個環節進行監控和管理。在提高樣品分析質量和人員工作效率的同時，它還將幫助化驗室建立起一套完善的質量保證體系，對影響化驗室質量的要素進行有效的管理和控制。LIMS系統主要由檢測流程管理（SOPs）、化驗室管理（QA/QC）組成。

（二）檢測流程管理

LIMS作為化驗室信息管理的應用軟件系統，其核心是規范樣品檢測工作流程，對樣品分析的每一個環節進行監控和管理，減少因人為因素造成的分析誤差。在提高樣品分析質量和人員工作效率的同時，它還將幫助化驗室建立起一套完善的質量保證體系，對影響化驗室質量的要素進行有效的管理和控制，并嚴格規范化驗室的操作規程。LIMS系統將為每個分析/測試樣品在化驗室的流轉建立嚴格程序，實現分析檢測工作流程化。

1.樣品登錄

委托測試工作單一旦確定，其首要工作就是將樣品的信息登錄于LIMS中，系統將確定該樣品的工作流程和測試方法。

樣品的信息包括客戶信息、測試信息和安全信息?？蛻籼峁┑男畔⒅饕校核蜋z單位、聯系人、聯系電話、樣品型號、樣品性狀、樣品編號、樣品用途、測試方法?；炇医o每個樣品一個ID號（如檢測編號）作為該樣品在流轉中的唯一標識。為提高工作效率，減少人為失誤，也可采用條形碼功能。接收樣品時，系統自動產生該樣品的條形碼，作為該樣品在流轉中的唯一標識。

樣品登錄通過化驗室的收樣部門進行登錄，人工登錄信息輸入LIMS，用戶可以通過Internet，在線登錄。

2.指派任務

當樣品登錄后，LIMS 根據檢測合同、樣品性質和測試項目生成檢測流程卡和樣品接收記錄單，將檢測任務下發到相關試驗室，當化驗室管理人員收到樣品后，將樣品分配給每個相應的檢測人員，LIMS 可以將某項檢測任務只指派給具有相關檢測資質的測試人員和能承擔該項任務的某臺檢測設備。在自動化化驗室，LIMS還可以生成工作清單和儀器控制參數發送給化驗室的自動化儀器系統，自動運行樣 品測試，并使用數據采集軟件自動將結果從儀器中提取后入數據庫。

3.樣品分析

樣品登錄完成后，樣品從系統獲取到一個唯一性的標識，根據樣品流程表指定的檢測流程，樣品就在化驗室內由一個檢測崗位到另一個檢測崗位之間進行流轉，分別完成相應的分析項目。

LIMS樣品分析模塊主要功能：

（1）數據錄入：錄入原始數據和結果。錄入的數據格式有數值、字符、圖表。LIMS對輸入數據不僅要進行數據類型正確性的驗證和量程檢查，而且還要檢查它們的指標限值。一旦輸入數據不正常，系統將給出提示信息通報檢測人員。當數據被輸入到LIMS時，樣品的狀態將更新，系統記錄下數據錄入的人員及時間，而且數據未經授權不允許修改。

（2）自動計算：當數據輸入后，結果將通過LIMS測試方法庫中事先設置好的計算公式自動計算結果，并自動執行修約計算，系統根據測試方法庫中事先定義的檢測指標自動給樣品進行級別判定。

4.審核和糾正

當樣品分析數據采集完后，LIMS系統具有合理的審核機制。根據檢測流程，LIMS可在授權的范圍內、在不同層次上對分析結果進行復核或審核。LIMS顯示樣品的標準值和已經完成的詳細檢測數據和分析結果，審核人員可以判斷分析結果和方法是否正確可靠。LIMS根據事先設定的檢測判斷依據，對檢測數據和結果自動進行審核，不正常的或超出要求范圍（不合格）的數據將被標記出來。只有經過授權的復核和批準過程，分析結果才能形成為真正有效的結果報告。

在審核階段，LIMS的數據可以進行必要的修正。對分析結果的任何修改都必須進行審核并說明修改的原因。原始數據必須保留，所有的修改記錄都必須附在最終結果的記錄中，以便進行數據溯源和審計追蹤。

數據審核完成后，審核者對結果做出確認、重做、作廢的結論，LIMS中樣品的狀態隨之改變。為保證數據的完整性和可靠性，LIMS 應有完善的電子簽名功能。

5.結果報出

化驗室業務流程目的就是通過分析測試得出一系列的數據，給用戶提供分析結果的最終報告。

（1）報告生成：一般情況下，LIMS都會根據事先設置好的流程，在得到有效授權后，自動生成報告。報告中的數據是與檢測的結果相對應的，對于一些特殊形式或特殊情況的報告，通過特殊授權可以進行人工干預。

（2）報告發布形式：報告發布的形式一般為打印報告。根據客戶的要求，LIMS還可提供電子文檔、電子郵件、網上發布等電子形式的結果報告，但其報告應符合有關電子記錄、電子簽名和電子印章等法律法規的要求。

（3）報告格式：報告有報表、文檔、圖形等多種格式。LIMS一般以系統設計的格式生成報告，也可使用報表生成器由用戶編制新的報告格式，加到LIMS中。

（三）化驗室管理

1.人員管理

（1）人員檔案管理。建立和管理人員基本情況檔案。

（2）人員資質管理。建立和管理人員的技術資質和授權檔案。

（3）人員崗位管理。人員所在部門、小組、工作崗位、基本職責。

（4）人員培訓管理。人員培訓計劃和執行記錄。

2.儀器設備管理

（1）檔案管理：化驗室所有儀器設備的情況，如生產廠家、維修商、使用地點、使用人、校準狀態、維護狀態、使用狀態等基本信息，使管理人員能夠隨時查詢各種儀器設備的技術指標和操作規程。

（2）校準管理：化驗室儀器設備的校驗情況及預先設定的質量控制信息，并根據校準周期，計算下次校驗周期，制定校準計劃，工作人員定時校驗儀器設備，填與校準記錄。

（3）維護管理：化驗室儀器設備的清理、維護、修理、故障、升級改造等事件和相關信息。

（4）定期維護：根據維護周期，計算下次維護周期，制定維護計劃，規定工作人員定時維護儀器設備，并填寫維護記錄。

（5）故障維護：包括維護申請，并應填寫維護記錄。

3.檢測方法管理

檢測方法的設置是LIMS的核心。主要用來定義和維護化驗室的檢測項目清單，與檢測項目相關的信息主要有：

（1）以檢測方法（標準）為依據，檢測時測量和計算的參數數據列表、計算方法、修約規則、檢測結果判定方法；

（2）檢測計劃；

（3）檢測項目（產品）在化驗室各部門、各崗位的流轉程序；

（4）進行檢測的設備人員。

檢測方法一般采用靜態數據表和程序庫來建立，由于檢測方法和流程直接面對一線操作人員，建立既符合規范又方便易用的樣品檢測工作流程，將成為LIMS應用成功的關鍵和基礎，其性能的優劣，也將直接反映一個LIMS產品的水平。

4.數據歸擋

歸檔是將已經出具了報告，并己得到客戶確認、不再需要進行審核糾正的數據，從當前工作數據庫中移出，放入另一個歸檔數據庫，這些歸檔的數據仍可以訪問，可以將其移出寫入光盤存檔。

5.數據備份

數據備份可以在系統出現硬盤損壞、系統感染病毒或者發生其它的情況時進行數據的恢復。所有的化驗室數據庫管理員都必須制定一個有效的備份程序，LIMS用戶制定備份程序必須考慮到時間、精力以及化驗室可利用的資源，也可以對一些重要數據由系統進行實時備份。

6.審計追蹤

一旦檢測結果被輸入到LIMS，并經檢查、驗證和批準后，LIMS就將數據鎖定，不允許再進行修改。如果非要進行修改，LIMS將對其進行嚴格的審計追蹤，在保存新結果的同時，也會將舊的歷史記錄保存。

7.監督鏈

在 LIMS中生成的監督鏈為審計追蹤提供了追蹤流程，從而保證了樣品的可追溯性。

8.電子簽名和授權控制

LIMS有嚴格、安全的用戶訪問權限檢查。用戶的識別主要采用用戶ID號和密碼，在可行的情況下，還可采用生物計量學裝置（虹膜掃描、指紋掃描等）來驗證個人的識別。LIMS對用戶的ID號、密碼、生物特征等信息有安全的保護措施。

電子簽名是LIMS系統必備的一個功能。主要方便用戶能在線簽發檢測結果，增進檢測結果的合法性和安全性，電子簽名必須符合有關法律法規的要求。

9.質量控制

對化驗室數據進行統計分析，繪制統計質量控制圖表。

10.財務管理

LIMS提供檢測的基本會計功能，如每個樣品的費用、收費情況，客戶的檢測賬目情況等。

11.數據查詢統計

（1）根據用戶權限查詢從原始數據到檢測結果和歷史數據，并可溯源到一個樣品分析數據所對應的原始記錄、修改記錄、審核記錄、人工判定記錄及其他信息。

（2）對人員、項目、客戶、標準資料、化驗室各種文件、各類報表及各種技術資料的搜索。

（3）根據指定查詢條件瀏覽當前或一段時間范圍的歷史分析數據和統計數據。

（4）LIMS提供基本的統計報表功能，有的還可提供用戶自定義的、靈活多變的統計報表功能，或集成第三方產品的統計報表功能模塊。

采用產學研相結合的研究方法，現場實際應用聯合科研院所、大專院校進行不斷調試、程序開發以達到最終研發目的。

本項目分為兩部分進行，軟件模塊開發與設備平臺搭建。

（一）軟件模塊開發

華泰龍公司質檢部技術改造內容為在現有檢化驗系統基礎上進行信息管理系統（Laboratory Information Management System，LIMS）軟件系統的研究及開發，擬建設10個并發客戶端。

項目軟件模塊開發主要與ABB公司聯合研究開發，結合高原高海拔礦山化驗室實際需要，主要實現樣品數據的采集、錄入、處理、檢查、判定、存儲、傳輸、共享、報告發布，以業務工作流程管理為核心，同時實現化驗室的人員、材料、設備、技術、方法、數據文件等資源的綜合管理，并與企業的綜合信息管理系統相對接，進一步研究攻關高原高海拔化驗儀器及電子設備對化驗數據波動的影響解決辦法。

系統為每個分析樣品在化驗室的流轉建立嚴格程序，實現分析檢測工作流程化，包括樣品采樣、登記、分樣、檢測、審核、出報告等各個環節。工作流程圖見圖3。

系統將具有標準硬件和軟件接口的分析儀器與系統直接連起來，實現分析數據的自動采集，減少人工干預，確保數據的原始性、真實性和準確性。自動采集大批量分析數據極大地縮短了分析數據的產生周期，同時節約了人力成本。自動采集的數據，不僅有分析結果，而且包括原始數據及譜圖數據，為確保每個分析數據的準確性提供了技術保障。有效防止在傳統管理模式下，分析數據的采集停留在人工記錄和傳遞階段，自動化水平不高，不能嚴格確保分析數據的準確性，無法徹底避免人為修改數據帶來的風險。

主要設備：條形碼打印機、條形碼掃描儀、電腦、交換機、服務器等。

QA是（Quality Assurance QA）最重要的職責在于系統層面的完善，側重于問題的防范及對已發生之問題根源探究，從而降低不良結果的產生。QC 是Quality Control 指檢驗，在質量管理發展史上先出現了“QC”，化驗結果經過檢驗后再發出是化驗室質量管理最基本的要求。

LIMS系統內部自帶QA/QC管理模塊，并用淺顯可見的方式表達出來。見圖4、圖5“化驗室信息管理系統QA/QC質量控制圖”所示：

綠色：化驗質量的誤差在允許范圍內；

黃色：化驗質量的誤差在警告范圍內；

紅色：化驗質量的誤差在故障范圍內。

LIMS系統的5個關鍵核心作用包括：一是數據的獲取或如何輸入系統，該數據可以是手工錄入或通過儀器文件解析自動采集；二是數據的分析和處理，該過程包括調整有效位數和指標判別；三是資料報告；四是提供如樣品跟蹤和任務指派的化驗室管理功能；最后，還應包括一系列的其它管理功能，比如審計追蹤和歸檔功能。

（二）設備平臺搭建

設備平臺搭建主要與丹東東方測控股份有限公司合作進行，建立獨立的數據服務器、應用服務器、文件服務器。建立連接通道，使化驗分析儀器與客戶端工作站相連，通過網絡交換機將客戶端工作站與服務器相連?；炇倚畔⒐芾硐到y部署詳細架構示意圖見圖6。

需配置與該系統相應的硬件和天平1臺，以及相關服務器及條形碼制作機等設備。詳細設備清單見表2。

（三）項目創新點

技術人員結合企業在高原大型有色金屬礦山企業實際情況，有針對性開展項目建設工作，主要創新點為：

（1）LIMS系統在國內礦山唯一成功應用。

（2）華泰龍公司LIMS系統使化驗分析實現流水線作業，在提高效率的同時人力成本也得到了控制。

（3）華泰龍公司LIMS系統開發質量控制管理模塊，對分析結果進行把控，確保報出結果的準確性。

（4）華泰龍公司LIMS系統開發跟蹤溯源功能，可溯源到任何一個樣品所對應的原始記錄、修改記錄、審核記錄、人工判定記錄及其他信息，避免人為干擾。

（5）華泰龍公司LIMS系統開發儀器管理系統，對儀器狀態、運行時間等參數進行監測，發出維護提醒、故障信號等，并對維護信息、故障信息進行記錄。

（6）化驗分析實現流水線作業，壓縮了化驗各工序銜接時間，提高了工作效率，滿足快速化驗的需求。

（7）華泰龍公司LIMS系統化驗分析方法集中管理，化驗任務由系統確定分析方法，避免人員流失帶來的技術銜接問題。

（8）開放穩定，穩定開放的平臺，可以實現與第三方系統的靈活對接，如地質生產數據庫、ERP等。

（9）可擴展性，ABB公司提供一整套IT與OT（自動化與信息化）相結合的智能礦山解決方案，涉及礦業企業生產管理的全生命周期，從勘探、地質建模、采礦設計、生產排產、金屬平衡到銷售物流和ERP管理，實驗室信息管理作為最基礎的生產數據的管理之一，提供了和礦山企業各相關業務系統的數據接口。

（一）準確精確度的提升對地測采選工作的影響

通過此化驗系統的引進，華泰龍公司化驗室化驗準確精確度得到了進一步的提高，從前期90%提升到92%以上，為華泰龍公司地測采選各項工作提供了更為可靠的數據。

其中礦產資源損失率在化驗室與地測采部門高度配合下，由前期的7.66%降低至7.39%。按照華泰龍公司當前礦產資源儲量進行計算，在此技術進步下，能夠為華泰龍公司節省銅金屬1.809萬噸、鉬金屬0.1836萬噸、鉛鋅金屬0.3159萬噸、金金屬0.297噸、銀金屬2.43噸。根據現行金屬價格進行初步計算，折合經濟效益約為15.1934022億元人民幣。

按照2017年華泰龍公司生產計劃，2017年采礦場需供入選礦一廠、二廠銅金屬量56199.4814噸、金2.236噸。此兩項采礦指標在新技術下可節省銅金屬量177.7495噸、金金屬量7072.6193克。根據華泰龍公司2017年結算價格進行初步計算，折合經濟效益約為911.44萬元人民幣。

（二）節約人力成本，提高了化驗工作效率

質檢部化驗室以化驗室信息管理系統為基礎，改變化驗室現有體制，實現流水線作業，大大提高了化驗室工作效率，節省了人力成本約350萬元（化驗室現工作量為LIMS系統實施前的兩倍，采用該系統之后取消原35人增員計劃，為公司節省人力成本，共計350萬元/年）。

質檢部化驗室去年平均化驗樣品數量79個/天（銅鉛鋅金銀鉬全分析），化驗室信息管理系統完成后，質檢部化驗分析樣品能力增加至163個/天?；炇夜ぷ餍实玫斤@著提高，為公司二期地質及生產提供及時的數據指導，保證了公司正常生產的需要。

（三）仲裁費用的節省及銷售額的增加

由于化驗準確精確度的提高，精礦外銷過程中與廠家間的仲裁次數明顯下降，2016年全年仲裁兩次，共計發生費用26650元人民幣；2017年，仲裁次數為0。相比2016年節省仲裁費用26650元人民幣。

銷售精礦品位準確率的提升也有效避免了銷售品位的損失，2017年相比2016年平均銷售銅品位提升約0.1個百分點，金品位提升約0.4g/ t，銀品位提升約15g/t。截止2017年，公司選礦一廠精礦銷量87502.15噸，根據華泰龍公司2017年結算價格進行初步計算，折合經濟效益約為1563.18萬元人民幣。如果選礦二廠達產后，由此產生的效益將更加顯著。

（四）無紙化辦公，節省材料費用

化驗室分析全流程實現自動化運行、信息化管理和無紙化辦公的目的，每年為公司節省20000元的紙張印刷費用，3000元的墨盒費用，節約其它化驗設備備件及化驗材料約37萬元。

信息管理系統能大大的減輕化驗分析及管理人員的工作強度。方便化驗室對分析方法、分析流程、分析項目、分析設備的管理，以及后期由化驗分析工作產生的大量數據管理和儲存。通過信息管理系統，可以調用計算機的強大功能，使工作人員有更多的精力去研究、細化管理內容，擴大管理的深度和廣度。這有利于各層次管理者全面、深入地把握各種信息，進行科學的決策，進一步提高管理水平。

化驗分析工作每天都會產生大量的數據，化驗員需要花費很大的時間與精力來處理這些數據，還很容易出錯，然而計算機進行數據處理的速度是人的幾百倍、幾千倍，LIMS系統不需要人進行大量的重復計算，數據導入系統以后，所有的數據處理都由LIMS系統來完成，不僅避免了人工處理數據所帶來的操作誤差，還減輕了化驗員的工作強度和有效的節省了人力資源。

公司在對生產單位活動進行決策的時候，往往需要以各種數據作為依據。在人工的數據處理方式下，只能提供定期的報表，難以根據需要提供各種綜合分析的數據，使得企業的決策活動只能是依靠經驗，往往帶有盲目性。這種經營方式是一種低水平的運作，會造成大量的浪費，而通過計算機系統將數據組織起來，可以隨時提供各種所需的數據，能保證決策的準確、及時。

華泰龍公司LIMS系統開發具備以下幾個最基本的特點：

（1）操作方便，頁面簡潔，各個版塊都一目了然，如同瀏覽網頁般輕松自如。

（2）安全的系統及數據系統采用多層結構設計，在用戶界面、邏輯處理、信息采集、數據存儲等各層技術分離， 實現了系統和數據的真正安全。

（3）完善的管理功能，提供了化驗室分析方法管理、分析流程管理、分析項目管理、設備管理、庫房管理及用戶權限管理。

（4）化驗室可達到自動化運行、信息化管理和無紙化辦公的目的，對化驗室提高工作效率，降低運行成本起到至關重要的作用。

（5）便捷的電子商務功能，化驗員可在線錄入樣品基本信息及分析項目。

（6）定制報告模板采用圖文混排、形式多樣，以滿足我們化驗室的需要。

（7）快速的升級維護，可進行遠程維護和升級，在較短的時間內解決問題。

（8）充分的可擴展性，提供了統一的數據處理編程接口，從而將目前和未來各種分析儀器的接口、開發成為系統擴展的一部分。

在信息化高速發展的今天，各行各業都開始追求信息化。信息化管理能有效提高企業競爭力，實現跨地域信息的傳遞、交換，尤其是隨著Internet的發展以及各種決策工具如專家系統（ES）、決策支持系統（DSS）、電子會議系統（EMS）等的應用，使企業在獲取、傳遞、利用信息資源方面，更加靈活、快捷、廣域和開放?；炇业男畔⒒芾硐到y只是西藏華泰龍公司為建立數字化礦山的一小部分，在投入生產之后為化驗室的工作帶來了極大的便利，有效的節約了公司成本，提高了質量和效率，為公司可持續發展做出了貢獻。

化驗室信息管理系統實現了全局的數據共享，加速了各部門之間的數據交換， 充分利用信息資源，使數據資源實現高效性和一致性，提高了數據處理的及時性和準確性，有利于各級管理人員利用同一數據資源做出決策，提高了管理效率。

（1）該系統產生的各種生產經營計劃建立在可靠的工程數據庫的基礎上，且與動態數據中的歷史（前一個計劃期）相適應，系統信息傳遞迅速，其準確程度是手工管理方式所無法比擬的。該系統利用調整和模擬功能能把生產經營計劃做得更為切合實際，使得生產經營計劃具有科學性、時效性、適應性。

（2）由于該系統能夠準確快速的抓取數據， 并具有準確判斷數據的有效性的功能， 所以它改變了經營決策全靠人工經驗的落后管理方式，將全面而可靠的信息作為經營層決策的依據。

（3）管理信息系統使管理人員擺脫繁雜而簡單的手工數據處理，減少計算失誤，提高工作效率，工作人員有更多的精力去研究、細化管理內容，擴大管理的深度和廣度。這有利于各層次管理者全面、深入地把握各種信息，進行科學的決策，進一步提高管理水平。

（4）利用計算機科學地分析和研究生產經營過程中產生的各種數據，并由此快速有效地判斷出化驗室的整體分析檢測能力，從而做出相應的措施。

華泰龍公司質檢部化驗室信息管理系統，在整個西藏地區處于領先地位，在投入生產之后為化驗室的工作帶來了極大的便利，有效的節約了公司成本，為公司可持續發展做出了貢獻。

華泰龍公司作為國內高海拔地區首個現代化大型礦山，目前，采選及輔助各系統運行情況穩定，在提高工作效率和節能降耗方面發揮了重要作用。LIMS系統在高海拔大型有色金屬礦山化驗室的成功應用，解決了大型化礦山地質探礦、井下及露天生產、選礦過程控制及試驗研究、產品銷售等一系列分析大數據的及時性、準確性問題，為開采低品位礦、難選礦、高海拔選礦提供了技術支撐，促進我國有限礦產資源的綜合利用。

華泰龍公司以自動化、信息化、數字化引領礦山安全、高效生產，著力于高效、科學和低耗合理開發利用礦產資源，并盡量降低開采成本，科學消耗資源儲量，實現資源效能的最佳化的礦業發展模式，也是當今礦山企業可持續發展的主流。通過技術升級開展管理提升、效益提升、降低成本、提供大數據支撐，推動傳統礦山企業生產由勞動密集型向技術密集型轉變，實現兩化深度融合，全面實現礦山企業安全、高效、綠色、智能化生產。