實驗室綜合信息管理系統(tǒng)的建設(shè)與應(yīng)用

鄭偉偉，許 彥

(1. 中國電子科技集團(tuán)公司第33研究所，山西 太原 030006；2. 太原市環(huán)境監(jiān)測中心站，山西 太原 030002)

1 背景

隨著環(huán)保部門對環(huán)境監(jiān)測信息量以及時效性要求的不斷提高，環(huán)境監(jiān)測的監(jiān)測工作量不斷增大，監(jiān)測項目越來越多，覆蓋范圍也越來越廣。由于原始的管理方式存在信息查詢不便、數(shù)據(jù)調(diào)入、評價需重新錄入整理等弊病，不但嚴(yán)重影響工作效率，而且難以保障監(jiān)測報告的及時性、準(zhǔn)確性和客觀性。在這一背景下，設(shè)計研發(fā)了實驗室綜合信息管理系統(tǒng)(Laboratory Integrated Information Management System，簡稱為E-LIIMS)，該系統(tǒng)集信息技術(shù)與現(xiàn)代化管理思想為一體，綜合管理監(jiān)測站實驗室的各項業(yè)務(wù)[1]。

2 系統(tǒng)概述

該系統(tǒng)的設(shè)計建立在與環(huán)境監(jiān)測站實驗室各項業(yè)務(wù)人員充分溝通的基礎(chǔ)上，設(shè)計目標(biāo)是服務(wù)于環(huán)境監(jiān)測站各業(yè)務(wù)的開展與管理。E-LIIMS改變了工作人員在工作過程中許多冗余的工作環(huán)節(jié)和原始的工作方法，利用現(xiàn)代化信息技術(shù)管理實現(xiàn)了環(huán)境監(jiān)測站各監(jiān)測數(shù)據(jù)信息的采集、分析、處理和管理，各業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的信息共享。各個業(yè)務(wù)部門人員及審核管理人員不僅能及時獲取數(shù)據(jù)，而且能及時掌握各個業(yè)務(wù)的進(jìn)度情況，可以隨時查詢業(yè)務(wù)進(jìn)度信息，同時，該系統(tǒng)還能將這些監(jiān)測數(shù)據(jù)生成word報表，增加了數(shù)據(jù)查詢的靈活性和準(zhǔn)確性，達(dá)到了實驗室各項業(yè)務(wù)自動化運行、信息化和規(guī)范化管理以及無紙化辦公的目的，提高監(jiān)測工作效率。

3 功能需求

E-LIIMS遵循每個業(yè)務(wù)部門，由相關(guān)人員管理，數(shù)據(jù)全程共享的策略。整套系統(tǒng)圍繞各業(yè)務(wù)流程為主線，對影響監(jiān)測結(jié)果的諸多環(huán)境因素進(jìn)行分析，建立了11個功能模塊，并將每個模塊都作為一個業(yè)務(wù)流程，明確每個環(huán)節(jié)由誰做、做什么、如何做。所有原始記錄被永久保留，為追溯業(yè)務(wù)人員的責(zé)任保留了依據(jù)，為采取糾正和預(yù)防措施提供依據(jù)。系統(tǒng)管理員為不同工作類型的用戶分配了不同的權(quán)限，不同用戶所看到的用戶界面是不同的，從而進(jìn)一步提高了系統(tǒng)的可靠性和安全性，系統(tǒng)所需的功能結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖

在圖1資源管理中包含了在實驗室運行過程中的各種編碼設(shè)置規(guī)則，監(jiān)測類型，樣品試劑的管理設(shè)置，各種環(huán)境要素中計量認(rèn)證的項目的管理(項目名稱、分析方法、方法依據(jù))，標(biāo)準(zhǔn)以及人員權(quán)限的管理設(shè)置等，它是整個系統(tǒng)運行的基礎(chǔ)。

建立資料管理的目的是規(guī)范系統(tǒng)使用標(biāo)準(zhǔn)。環(huán)境監(jiān)測的對象是項目，監(jiān)測項目的依據(jù)來源于標(biāo)準(zhǔn)方法，監(jiān)測項目與標(biāo)準(zhǔn)方法，標(biāo)準(zhǔn)方法與儀器、監(jiān)測項目與樣品是相互關(guān)聯(lián)的。本模塊對它們建立了統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，并讓它們內(nèi)在聯(lián)系在一起，使它們得到規(guī)范。這樣保證各業(yè)務(wù)功能的管理有統(tǒng)一的參考標(biāo)準(zhǔn)，從而便于統(tǒng)一管理數(shù)據(jù)。該模塊在系統(tǒng)中占核心地位，這決定它需要有專人錄入、管理和更新，否則會讓系統(tǒng)產(chǎn)生混亂[6]。

用戶管理：對各業(yè)務(wù)工作人員進(jìn)行規(guī)范管理，靈活的劃分了相關(guān)人員工作區(qū)域。包括人員的基本信息、持證信息、上崗證書以及界面顯示內(nèi)容，并管理分配相關(guān)持證人員分析和查看分析相關(guān)監(jiān)測項目的權(quán)限，以及校核、審核的權(quán)限，工作權(quán)限劃分十分明確、清晰。

4 系統(tǒng)設(shè)計

4.1 工作流程設(shè)計

監(jiān)測任務(wù)分為委托監(jiān)測、送檢監(jiān)測、例行監(jiān)測、監(jiān)督監(jiān)測，它們的不同之處在于委托監(jiān)測和送檢監(jiān)測是必須通過任務(wù)受理登記進(jìn)行下達(dá)任務(wù)，例行監(jiān)測、監(jiān)督監(jiān)測是在現(xiàn)場端直接下達(dá)。一個任務(wù)的監(jiān)測過程是：第一，進(jìn)行任務(wù)分配并進(jìn)行任務(wù)登記；第二，為每個樣品分配樣品編碼；第三，對每個樣品中的項目進(jìn)行分析；第四，審核樣品分析的數(shù)據(jù)；第五，自動提取數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測報告的編制；第六，自動進(jìn)行數(shù)據(jù)提取和統(tǒng)計每個企業(yè)的污染物項目的情況。在任何一個任務(wù)到達(dá)第五步之前，工作人員如有異議，用特殊顏色標(biāo)識并追溯到相關(guān)責(zé)任人，具有很強(qiáng)的可追溯性。工作流程如圖2所示。

在圖2中，我們可以看到相互獨立又相互聯(lián)系的四大塊。

1) 任務(wù)受理是完成各種環(huán)境要素(水與污水、空氣與廢氣、噪聲、煤質(zhì)、固廢等)和各種監(jiān)測類別的任務(wù)登記以及被退回的任務(wù)(特殊標(biāo)注顯示)，完成自動編制樣品編碼以及相關(guān)標(biāo)簽工作。另外，具有審核功能，審核中錯誤的信息進(jìn)行退回并標(biāo)識，極大提高了工作的可信度。

2) 現(xiàn)場采樣是完成接收委托檢測和送檢監(jiān)測的任務(wù)以及下達(dá)例行監(jiān)測和監(jiān)督監(jiān)測的任務(wù)，并且有相關(guān)人員完成現(xiàn)場樣品采樣工作，減少了任務(wù)安排的隨意性。樣品采樣有兩種錄入方式，第一：現(xiàn)場監(jiān)測是采用手機(jī)現(xiàn)場采樣，工作人員根據(jù)現(xiàn)場采樣的情況，采用實時手機(jī)傳輸?shù)姆绞戒浫?；第二：登陸pc端根據(jù)采樣的數(shù)據(jù)進(jìn)行錄入。

在現(xiàn)場任務(wù)審核中，對于審核不通過的數(shù)據(jù)，根據(jù)接收數(shù)據(jù)信息的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)不同，退回原業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)錄入入口。

3) 中心分析是完成對現(xiàn)場采樣樣品交接、樣品分析，以及樣品校核和審核功能，并且具備樣品跟蹤、條碼標(biāo)簽掃碼的支持及與原有環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)之間的數(shù)據(jù)導(dǎo)入和導(dǎo)出。

在樣品交接中采用了掃碼槍、手機(jī)掃二維碼標(biāo)簽交接以及系統(tǒng)確認(rèn)接樣。

樣品分析是完成對交接成功的樣品、審核未通過的樣品進(jìn)行分析。界面只顯示與登陸用戶分析相關(guān)的項目，界面清晰，分工清楚。

樣品分析時自動導(dǎo)入實驗儀器測出的樣品數(shù)據(jù)，自動計算樣品濃度，并且記錄應(yīng)用校準(zhǔn)曲線以及與其相關(guān)信息。E-LIIMS不僅可根據(jù)儀器的響應(yīng)值在系統(tǒng)的校準(zhǔn)曲線中能夠自動計算出最終結(jié)果，并且可記錄以往不同儀器在系統(tǒng)中生成的各種校準(zhǔn)曲線，隨時可以查看和調(diào)用原來校準(zhǔn)曲線的斜率、截距和相關(guān)系數(shù)，新建立的校準(zhǔn)曲線會自動參與下一次樣品的濃度計算中，直到新的校準(zhǔn)曲線產(chǎn)生[5]，實現(xiàn)樣品分析全過程自動化管理。

4) 結(jié)果報告是針對各種監(jiān)測類型的任務(wù)在樣品分析完成后，系統(tǒng)將任務(wù)登記下達(dá)數(shù)據(jù)、現(xiàn)場采樣數(shù)據(jù)和分析數(shù)據(jù)自動傳到報告編制界面中，由相關(guān)負(fù)責(zé)人完成報告編制，經(jīng)審核，批準(zhǔn)后，系統(tǒng)自動進(jìn)行文件歸檔，此任務(wù)報告結(jié)束，對發(fā)現(xiàn)錯誤的數(shù)據(jù)信息，報告編制人員可以將錯誤信息標(biāo)識退回至相關(guān)業(yè)務(wù)負(fù)責(zé)人。

圖2 業(yè)務(wù)流程圖

綜合圖1、圖2可以看到E-LIIMS系統(tǒng)的整體設(shè)計構(gòu)思，它能滿足本行業(yè)實驗室的管理要求，各個功能模塊之間的工作相互獨立，軟件架構(gòu)非常靈活，有很大的擴(kuò)展性，方便了功能的擴(kuò)展。E-LIIMS做到了監(jiān)測業(yè)務(wù)的全過程管理，全面規(guī)范管理，實現(xiàn)了全過程自動化管理，也做到了分析樣品中每個環(huán)節(jié)的可追溯管理。

4.2 實驗室綜合管理信息系統(tǒng)的實現(xiàn)

建成了數(shù)據(jù)共享，實現(xiàn)了從任務(wù)登記、樣品采樣、交接、保存、實驗室分析到數(shù)據(jù)處理與審核上報的全程序管理工作體系，對進(jìn)一步健全建設(shè)生態(tài)網(wǎng)絡(luò)體系提供有力的保障。

E-LIIMS系統(tǒng)及時、有效、快速、準(zhǔn)確掌握和規(guī)范、制度化管理監(jiān)測數(shù)據(jù)信息，它將原本單一、分散、獨立管理的數(shù)據(jù)信息有機(jī)地系統(tǒng)地結(jié)合起來，建成環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)資源信息庫，為建設(shè)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測信息集成及共享進(jìn)行實踐，從而支持和促進(jìn)生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)和發(fā)展[4]。

E-LIIMS主要功能截圖如3所示。

圖3 E-LIIMS主要功能截圖

4.3 系統(tǒng)優(yōu)勢

1) 系統(tǒng)自動提醒各業(yè)務(wù)待辦任務(wù)功能。

2) 所有業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，只需一次錄入，全過程復(fù)用、查看、監(jiān)管、可追溯，有效實現(xiàn)了各類監(jiān)測數(shù)據(jù)系統(tǒng)互聯(lián)共享，監(jiān)測監(jiān)管協(xié)同聯(lián)動。

3) 各類監(jiān)測數(shù)據(jù)自動統(tǒng)計分析，實現(xiàn)月統(tǒng)計、季統(tǒng)計、年統(tǒng)計、以及各監(jiān)測點位數(shù)據(jù)比對統(tǒng)計。

4) 在樣品分析時，系統(tǒng)自動提示超標(biāo)數(shù)據(jù)，能及時自動判斷出本次樣品的分析數(shù)據(jù)是否是歷史數(shù)據(jù)中最大數(shù)據(jù)。

5) 在編輯報告時，系統(tǒng)自動根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)判定樣品數(shù)據(jù)是否超標(biāo)，并自動給出評價，結(jié)論，生成各種版面格式的監(jiān)測報告，極大的減輕了工作人員的工作量。

5 E-LIIMS建成的作用

E-LIIMS的建成全面促進(jìn)了環(huán)境監(jiān)測部門的實驗室各項業(yè)務(wù)工作,監(jiān)測監(jiān)管協(xié)同聯(lián)動，各類監(jiān)測數(shù)據(jù)系統(tǒng)互聯(lián)共享，監(jiān)測預(yù)報預(yù)警，提高了生態(tài)環(huán)境監(jiān)測能力，從而進(jìn)一步全面推進(jìn)了環(huán)境監(jiān)測，增強(qiáng)環(huán)境信息能力、統(tǒng)計能力和業(yè)務(wù)應(yīng)用能力。建設(shè)E-LIIMS的作用在于:

1) 提高業(yè)務(wù)工作的規(guī)范化程度，實現(xiàn)從項目委托-任務(wù)下達(dá)-監(jiān)測、分析-質(zhì)量控制-報告報出-條龍轉(zhuǎn)換、管理避免人工操作的隨意性、使各工作環(huán)節(jié)具有可溯源性，從而提升實驗室管理水平,加快決策速度。

2) 替換原有的數(shù)據(jù)傳遞模式，自動傳遞，從而減少分析人員的工作量 , 提高數(shù)據(jù)傳遞的工作效率 , 增強(qiáng)數(shù)據(jù)的真實有效性。

3) 提升業(yè)務(wù)管理水平，通過對業(yè)務(wù)流程中各個環(huán)節(jié)的控制，實現(xiàn)對業(yè)務(wù)工作的可知、可控管理。

4) 建立跟蹤、督辦、評價的科學(xué)體系，使得各業(yè)務(wù)科室的監(jiān)測工作始終處于快速、準(zhǔn)確、通暢的運轉(zhuǎn)狀態(tài)。

5) 實現(xiàn)報告自動生成 、測試結(jié)果及時反饋和數(shù)據(jù)的快速查詢統(tǒng)計、工作自動提醒 , 從而提高測試結(jié)果的準(zhǔn)確性和數(shù)據(jù)的利用率進(jìn)而提高工作效率、用戶滿意度及系統(tǒng)的可擴(kuò)展性和可溯源性。

該系統(tǒng)是根據(jù)科學(xué)的管理思想和信息技術(shù)，實現(xiàn)以實驗室為核心對監(jiān)測站各業(yè)務(wù)的全方位管理。

6 結(jié)論

E-LIIMS實現(xiàn)了監(jiān)測數(shù)據(jù)的管理，以及業(yè)務(wù)任務(wù)全過程控制，具有實用性、追溯性、可靠性和適應(yīng)性。E-LIIMS經(jīng)某環(huán)境監(jiān)測站實驗室使用后 ，極大地提高了工作人員的工作效率 ，使管理者的管理工作更加科學(xué) 、高效，在實驗室現(xiàn)代化管理中發(fā)揮了重要作用，并且進(jìn)一步推進(jìn)了生態(tài)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的發(fā)展，為實現(xiàn)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測與監(jiān)管提供有力的保障。

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