基于WEB的LIMS系统数据集成和统计分析技术
冉卫东;钱波;孙琳娟
【摘 要】随着中国石油炼油与化工生产运行系统(MES)的实施,其子模块实验室信息管理系统(LIMS)所采用的Labware软件的局限性日益体现,开发基于B/S架构的LIMS数据集成及统计分析系统成为各地区公司的一致要求.LIMS Web查询系统通过对现有LIMS系统进行分析和总结,按照各类信息的特点进行分类,应用AIAX(异步JavaScript和XML)技术以及OWC(Office Web Component)统计图表展示技术,实现了对LIMS系统内所有信息的查询和统计.
【期刊名称】《石油规划设计》
【年(卷),期】2010(021)003
【总页数】3页(P23-24,27)
【关键词】中国石油;LIMS;WEB;数据集成;统计分析
【作 者】冉卫东;钱波;孙琳娟
【作者单位】中国石油天然气集团公司信息管理部;兰州石化公司自动化研究院;兰州石化公司自动化研究院
【正文语种】中 文
《中国石油信息技术总体规划》对中国石油未来信息工作管理体制、组织结构及主要工作内容做出了比较清晰与详细的描述与规划。炼油与化工生产运行系统（MES）是其中的一个工作包，实验室信息管理系统（LIMS）是其中的一个子模块，选用Labware公司的实验室信息管理软件。LIMS系统将实验室的分析仪器通过计算机网络连接起来，采用科学的管理模式和先进的软件以及数据库技术，实现以实验室管理为中心，以分析计划、样品采集、样品分析、分析数据的处理、质量报表的发布为主线，形成一套完整、高效的产品质量监控体系，为生产过程中有效控制产品质量创造有利条件。但是，目前Labware软件在数据集成，与MES系统的数据共享方面，特别是基于B/S结构的数据统计与分析功能比较弱，还没有很好的解决方案。在MES的推广实施过程中，各地区公司非常迫切地需要开发基于MES系统的LIMS系统数据集成及统计分析软件。
LIMS WEB应用系统由数据库服务器（DB Server）、Web服务器（Web Server）和终端
webserver接口开发
组成。DB Server上安装数据库软件，Web Server安装Internet信息服务（IIS），终端只要有浏览器（IE）即可。终端可以是台式计算机、笔记本电脑、分析仪器、传感器等等。这些终端可以位于实验室内部；可以位于企业生产线上；也可以连接在Internet上的各种设备。
终端通过浏览器向Web Server提出信息请求，Web Server根据请求类型决定是否需要向DB Server发出数据请求。这种体系结构的最大优势就是把数据同最终用户隔离开来，保障了数据的安全性，同时把系统处理任务有效合理地分配于DB Server和Web Server之间，加快了系统的响应速度。
根据业务需求，系统的用户主要定义在各级生产管理人员、质量管理人员、以及对成品质量信息关注的销售用户。因此，系统主要实现3个方面业务功能：一是对各类质量分析数据的综合信息查询；二是对质量信息的综合统计分析以及灵活可组态的图形管理；三是为用户提供数据分析的直观工具。按照各类信息的查询及统计要求，系统划分为7个独立的功能模块。
2.2.1 综合查询
综合查询功能满足了用户对较大范围数据综合显示的需求。考虑到用户在使用过程中对具体查询需求的不确定性，该功能提供了对多个字段的同时检索。用户只需要在输入框中将每个需要查询的字段用空格符隔开，程序将以空格符为标志对字符串进行拆分，查询结果将显示出包含一个或多个已拆分字段的相关数据。
2.2.2 简单查询
简单查询功能主要实现用户针对明确的查询业务进行数据查询，使用户可以避开综合查询的复杂逻辑。
2.2.3 分类查询
分类查询是指对样品按照成品、半成品、原材料、馏出口进行分类，用户根据样品类型、样品名称、时间周期以及数据范围（合格、不合格、全部）查询出符合要求的数据集。
2.2.4 合格证查询
按照安全受控的基本原则，产品（样品）质量合格证（分析单）只能由具有相应权限的质
检人员利用Labware客户端生成。基于WEB的合格证查询模块，其基本目的是实现质量管理人员对产品质量合格证进行查询、打印，并且提供查询、打印日志管理。
2.2.5 合格率统计
合格率统计提供了针对各分厂装置的产品合格率的统计数据，为装置的生产提供依据，按照需求设计有3种统计方式——月度统计、区间统计、综合统计。考虑数据量庞大，且需要进行大量计算，会影响到查询效率，将数据库中对月度和季度的统计数据映射到视图中，这样虽然查询的实时性有所影响，但可大幅提高查询效率。
2.2.6 实物质量统计
生产单位往往需要知道某种产品在一段时间内的质量指标的最大值、最小值以及平均值和年累计平均值，实物质量统计功能很好地满足了这个需求。
2.2.7 图像管理
LIMS系统提供了灵活的图形配置查询功能，可以由用户选择多个相关的分析项目进行直观对比，为用户进行数据统计分析提供实时的图形工具。
传统的Web应用允许用户填写表单（form），当提交表单时就向Web服务器发送一个请求。服务器接收并处理传来的表单，然后返回到一个新的网页。这样浪费了许多带宽，因为在前后两个页面中的大部分HTML代码是相同的。由于每次应用的交互都需要向服务器发送请求，应用的响应时间就依赖于服务器的响应时间。因此，用户界面的响应比本地应用慢得多。
与此不同，AJAX应用可以仅向服务器发送并取回必需的数据，它使用SOAP（简单对象访问协议）或其他一些基于XML的Web Service接口，并在客户端采用JavaScript处理来自服务器的响应。由于在服务器和浏览器之间交换的数据大量减少，响应可以更快的应用。同时很多的处理工作可以在发出请求的客户端完成，减少了Web服务器的处理时间。
石化行业由于其产品繁多的特殊性，通常采用下拉列表来存储检索结果，必然导致用户面对拥有上百行数据的下拉列表，给用户的选择造成很大不便。而借助于AJAX提供的与服务器异步通信能力，就可以使用户从请求——响应的循环中解脱出来。通过AJAX监控键盘事件，使用JavaScript和DHTML立即更新UI（用户界面），并向服务器发出异步请求，以执行更新或查询数据库。当请求返回时，就可以使用JavaScript和CSS（层叠样式表）局部
更新UI，而不是刷新整个页面。从用户的角度来看，用户甚至不知道浏览器正在与服务器通信，因为Web站点看起来是即时响应的。
统计图表的实现主要是利用OWC（Office Web Component）组件，在一个Intranet环境中，如果客户机上存在特定的浏览器和一些功能强大的软件（如IE6和Office 2000/XP/2003），那么就有能力利用Office Web组件提供一个交互式图形开发环境。在这种模式下，客户端工作站将在整个任务中分担很大的比重。理论上说Excel能做的图都可以通过OWC实现。
石化企业对产品规格指标要求极为严格，需要对其产品质量指标进行监控。质量指标控制图由平均值、控制上限、控制下限和实时分析值4条曲线构成，控制极限由平均值和标准差计算得出。质量指标控制图的实现，为企业生产决策提供了依据，有助于企业更科学、更合理地安排生产，从而更有效地降低生产成本，提高产品质量，为企业在激烈的市场竞争中赢得优势。
LIMS系统的数据集成和统计分析技术，相继在兰州石化、华北石化等炼油化工企业进行了应用。由于系统提供了友善的界面和方便的查询，极大地提高了质量信息共享和综合利用
力度，加快了响应速度和决策速度。
【相关文献】
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[3] 武  敬，杨建华. 实验室信息管理系统（LIMS）初探[J]. 资源环境与工程，2004，24（3）：68-73.
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With the implementation of Manufacturing Execution System（MES）in CNPC，limitations of Labware software used by its sub-module，Laboratory Information Management System（LIMS）became apparent. The development of LIMS data integration and statistical analysis system based on the B/S architecture became the una
nimous requirement of the regional companies. Through the analysis of the existing LIMS，classification of information based on characteristics，and application of AJAX（Asynchronous JavaScript and XML）and OWC（Office Web Component）statistical chart display technology，inquiry and statistical analysis of all the information in LIMS were realized by the application of LIMS Web query system.

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