Automatyzacja zbierania danych

Utworzono: piątek, 21, wrzesień 2012 08:37


Newsflash 3

Automatyzacja zbierania danych z urządzeń pomiarowych w laboratorium.

Racjonalne zagospodarowanie środków z Unii Europejskiej, a także rosnące pod presją rynku nakłady Organizacji na zapewnienie jakości umożliwiają laboratoriom sukcesywne uzupełnianie funkcjonującego zaplecza badawczego o nowoczesną aparaturę pomiarową. Jednak rosnąca liczba aparatów pomiarowych, również tych wyposażonych we własne komputery i wyspecjalizowane oprogramowanie, powoduje pojawianie się nowych problemów.

Coraz trudniej jest bowiem zarządzać danymi rozproszonymi w wielu różnych miejscach, tworzyć na ich podstawie dokumenty i raporty, utrzymać jednolite archiwum dające szybki dostęp do danych. Naturalną reakcją na zaistniałą sytuację jest koncepcja automatyzacji zbierania danych i ich integracji w komputerowej bazie danych.

Opracowanie zawiera szereg praktycznych informacji, co należy uwzględnić przy szacowaniu kosztów inwestycji automatyzacji obiegu informacji, a także na co zwrócić uwagę, aby rozwijając infrastrukturę badawczą i informatyczną zachować w dowolnym momencie zdolność integracji aparatury pomiarowej z systemem komputerowym. Uwzględniając powyższe, zakres działań obejmował będzie:

  • stworzenie centralnej bazy danych dla źródeł wyników pomiarowych,
  • dostosowanie infrastruktury informatycznej do komunikacji aparatury pomiarowej z bazą danych,
  • przygotowanie i walidacja interfejsów do komunikacji pomiędzy aparaturą a bazą danych.

Dopiero realizacja wszystkich wyżej wymienionych działań zapewnia stworzenie spójnego, sprawnie działającego systemu automatycznego obiegu informacji w laboratorium.

Pierwszym krokiem w tym kierunku jest zapewnienie miejsca, gdzie dane mają być zbierane i przechowywane oraz zarządzanie ich bezpieczeństwem, a także dostępem do nich. W tym zagadnieniu naturalnym sprzymierzeńcem stają się systemy LIMS, dla których jedną z kluczowych funkcjonalności jest zarządzanie właśnie taką bazą. Jednak często zakres takich systemów znacznie wykracza poza zdefiniowane potrzeby, co sprawia, że rozwiązanie staje się kosztowne zarówno w sferze licencji jak również usług wdrożeniowych. Warto zatem skierować pytanie do dostawcy takiego oprogramowania czy posiada w ofercie coś na miarę realnie zdefiniowanych potrzeb.

Ponieważ tematyka systemów zarządzania informacją w laboratorium była już przedmiotem wielu publikacji, skoncentrujemy się na tych elementach, które w momencie decyzji o wprowadzeniu systemu skomputeryzowanego, zapewnią możliwość uruchomienia automatycznej transmisji danych z aparatów pomiarowych.

Posiadając przygotowaną bazę danych z jednej strony oraz infrastrukturę badawczo-pomiarową z drugiej, pozostaje podjęcie decyzji w jaki sposób dane z aparatów pomiarowych będą trafiać do bazy. Do rozważenia są dwie drogi: ręczne wprowadzenie informacji pomiarowej do centralnej bazy danych lub zapewnienie automatycznej wymiany danych pomiędzy aparaturą a bazą.

serwer

W praktyce najczęściej najistotniejszą przesłanką decyzyjną jest aspekt ekonomiczny. Stajemy przed wyborem pomiędzy inwestycją w nowoczesne rozwiązanie techniczne, a stałym ponoszeniem kosztów pracy związanej z utrzymaniem spójności i bezpieczeństwa informacji w laboratorium. Automatyzacja zbierania danych zapewnia bowiem znaczącą racjonalizację czasu pracy personelu eliminując przy tym istotne źródło błędów jakim są pomyłki ludzkie w procesie przenoszenia, przetwarzania, scalania i dystrybucji informacji. Ponadto zwalidowane interfejsy wymiany danych zapewniają pełną spójność w tworzeniu informacji, od powstania wyniku na aparacie pomiarowym poprzez proces przetwarzania go w informację, aż do momentu jej publikacji w formie np. świadectwa badań. Automatyzacja ma zatem istotny wpływ zarówno na jakość informacji tworzonej przez laboratorium, jak również na koszty stałe prowadzonych badań.

Punktem wyjścia do oceny wykonalności takiej inwestycji oraz oszacowania jej kosztów jest inwentaryzacja wykorzystywanej aktualnie aparatury pomiarowej pod kątem możliwości jakie posiada, w zakresie Eksportu/Importu danych, zarówno od strony technicznej, tzn. posiadane przez urządzenia aktywne wyjścia cyfrowe, jak również aktywnych opcji w ich oprogramowaniu. W pierwszej kolejności należy sprawdzić czy opcja Exportu/Importu danych jest aktywna w zakupionej wersji oprogramowania. Często, zwłaszcza w starszych wersjach, była ona dodatkowo płatna i pomijana przy zakupie. Może więc okazać się, że oprogramowanie sterujące aparatem wymaga uzupełnienia. Wskazana jest również ekspertyza techniczna w zakresie zweryfikowania zgodności działania portów WE/WY urządzeń i ich oprogramowania z opisem zawartym w dokumentacji. Istotnym do zweryfikowania elementem, zwłaszcza w laboratoriach znajdujących się w obiektach przemysłowych, jest też właściwy dobór rozwiązania technicznego realizującego fizyczne podłączenie aparatu do sieci komputerowej (odległość od stacji, zakłócenia). Określając zakres komunikacji z urządzeniem konieczne jest wskazanie, czy do systemu bazodanowego przesyłane będą tylko wyniki końcowe, czy również wyniki pośrednie i odczyty surowe, czy obrazy (chromatogramy, zdjęcia mikroskopowe). Odrębną grupę aparatów, wymagającą indywidualnego podejścia do integracji z systemem bazodanowym, stanowią urządzenia wykorzystujące w procesie pomiarowym dane pobierane z bazy danych. Dzieje się tak np., jeżeli aparat pomiarowy dla prawidłowego podania wyniku potrzebuje skorzystać z danych systemu monitoringu środowiska, zapisywanych na bieżąco w centralnej bazie danych. Tu, ze względu na złożony zakres interfejsu (dwukierunkowość, zależności czasowe) ekspertyza może okazać się niezbędna. W zależności od posiadanego zaplecza informatycznego, można taką ekspertyzę przeprowadzić we własnym zakresie lub zlecić ją firmie zewnętrznej posiadającej udokumentowane doświadczenie w realizacji tego typu usług.

Planując infrastrukturę informatyczną dla systemu skomputeryzowanego warto pamiętać, że komputery dedykowane do obsługi aparatów pomiarowych są wyposażone w wysokospecjalizowane oprogramowanie a ich dostawcy w dokumentacji bądź w umowach zawierają szereg restrykcji dotyczących ich użytkowania, np. zakaz instalowania oprogramowania zewnętrznego czy nawet włączania tych komputerów w infrastrukturę sieciową. Dlatego często komputery te nie mogą być wykorzystywane jako stacje dostępowe do centralnej bazy danych lub wręcz muszą być separowane od sieci.

rys

Rozważając koncepcję automatyzacji zbierania danych w laboratorium, w procedurach zakupu nowego sprzętu pomiarowego warto zawrzeć zapisy, które zabezpieczą możliwość jej praktycznej realizacji dziś i w przyszłości. Przykładowo:

  • Aparaty sterowane z własnej konsoli (np. wagi, proste analizatory. suwmiarki, mikrometry) muszą posiadać aktywne wyjście cyfrowe oraz posiadać dokumentację z opisanym protokołem transmisji danych.
  • Aparaty w których proces pomiarowy sterowany jest z poziomu komputera muszą posiadać w oprogramowaniu aktywną opcję eksportu danych pomiarowych. Opcja ta musi być opisana w dokumentacji przyrządu co najmniej w zakresie sposobu komunikacji (plik wymiany, protokół transmisji szeregowej, socket) oraz struktury informacji zawartej w pliku/protokole wymiany danych.

Weryfikacja powyższych zastrzeżeń na etapie zakupu urządzenia zapewni możliwość jego włączenia w automatyczny system obiegu informacji bez ponoszenia dodatkowych, nieprzewidzianych kosztów w przyszłości.
Aktualne trendy w obszarze zarządzania jakością badań stawiające coraz wyższe wymagania w zakresie dokumentowania przebiegu procesów badawczych, ścieżki audytu wyników badań, a także bezpieczeństwa informacji w laboratorium oznaczają w praktyce wzrost nakładów na biurokracje lub konieczność skorzystania z systemu skomputeryzowanego. Dlatego warto zadbać aby bieżący rozwój zaplecza badawczego i infrastruktury informatycznej uwzględniał zabezpieczenie możliwości wprowadzenia automatyzacji obiegu informacji w dowolnym, wybranym przez laboratorium momencie.

Autor: Maciej Pawełek
br /