水務(wù)中心化驗(yàn)室數(shù)字化管理應(yīng)用探索

林云生

(深圳市深水光明水務(wù)有限公司，廣東深圳518000)

傳統(tǒng)的管理方式不能實(shí)現(xiàn)資源及時(shí)、快速的整體共享，應(yīng)用信息化管理系統(tǒng)可以達(dá)到這個(gè)目的，推動(dòng)現(xiàn)代企業(yè)的信息化建設(shè)，不但可以在企業(yè)內(nèi)部實(shí)現(xiàn)所有數(shù)據(jù)的共享，還可以把數(shù)據(jù)結(jié)果放到互聯(lián)網(wǎng)上供用戶查詢[1]。實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)(laboratory information management system，LIMS)是實(shí)驗(yàn)室信息管理的一個(gè)平臺(tái)，將實(shí)驗(yàn)過程產(chǎn)生的數(shù)據(jù)全部以結(jié)構(gòu)化方式存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫中，再通過科學(xué)的自動(dòng)備份技術(shù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、查詢、發(fā)布等功能。該系統(tǒng)可滿足不同階段對(duì)數(shù)據(jù)溯源的要求，保證數(shù)據(jù)在單位內(nèi)部實(shí)現(xiàn)共享，加強(qiáng)部門之間的信息交互能力。使實(shí)驗(yàn)室由傳統(tǒng)管理模式，轉(zhuǎn)變?yōu)橐訪IMS系統(tǒng)為核心的標(biāo)準(zhǔn)化、系統(tǒng)化、數(shù)字化、智能化的管理模式[2]。

1 應(yīng)用背景

深圳市深水光明水務(wù)有限公司(以下簡(jiǎn)稱光明水務(wù)公司)下屬3個(gè)水廠并設(shè)置了30個(gè)管網(wǎng)點(diǎn)，3個(gè)水廠均有獨(dú)立的化驗(yàn)室，具備簡(jiǎn)單的理化檢測(cè)能力，檢測(cè)能力約為20項(xiàng)。光明水務(wù)公司中心化驗(yàn)室管理3個(gè)水廠的化驗(yàn)室，具備80多項(xiàng)檢測(cè)能力，主要針對(duì)地表水、飲用水和凈水劑項(xiàng)目的檢測(cè)，分為日檢、周檢、月檢、管網(wǎng)檢、回收水檢、原材料檢、外部抽檢和外部送檢。

隨著實(shí)驗(yàn)室規(guī)模擴(kuò)大后其檢測(cè)能力的不斷提升與檢測(cè)任務(wù)的持續(xù)增加，以及實(shí)驗(yàn)室認(rèn)證審核的需要，龐大的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和記錄使原有的流程模式已不能滿足實(shí)際需求。實(shí)驗(yàn)室的檢測(cè)數(shù)據(jù)被分散保存在不同的文件中，無法進(jìn)行統(tǒng)一的數(shù)據(jù)分析，不便于追溯和查詢。LIMS系統(tǒng)能將水質(zhì)檢測(cè)各環(huán)節(jié)流程、質(zhì)量控制、庫務(wù)管理、數(shù)據(jù)報(bào)表、水質(zhì)數(shù)據(jù)分析全部納入，并拓展至廠級(jí)化驗(yàn)室，實(shí)現(xiàn)分析數(shù)據(jù)網(wǎng)上調(diào)度、分析數(shù)據(jù)自動(dòng)采集、快速分布、信息共享、分析報(bào)告無紙化、質(zhì)量保證體系順利實(shí)施、成本嚴(yán)格控制、人員量化考核等。應(yīng)用該系統(tǒng)，可為光明水務(wù)公司的智慧水務(wù)建設(shè)提供全面支撐，將實(shí)驗(yàn)室管理水平提高為解決實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)和信息的收集、分析、報(bào)告和管理的自動(dòng)化、無紙化，構(gòu)建以實(shí)驗(yàn)室為中心，實(shí)驗(yàn)室業(yè)務(wù)流程、環(huán)境、人員、儀器設(shè)備管理、統(tǒng)計(jì)和數(shù)據(jù)分析等因素有機(jī)組合，全面、規(guī)范的實(shí)驗(yàn)室管理體系。

目前，LIMS系統(tǒng)已在光明水務(wù)公司設(shè)計(jì)完成并應(yīng)用了一年多，仍在不斷完善中，系統(tǒng)功能幾乎覆蓋了化驗(yàn)室所有的工作內(nèi)容，基本實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化管理和無紙化辦公，提高了化驗(yàn)室的工作效率。

2 檢測(cè)流程數(shù)字化管理

檢測(cè)業(yè)務(wù)是整個(gè)化驗(yàn)室的核心工作，通過LIMS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)檢測(cè)全流程數(shù)字化管理。從采樣到出具報(bào)告，全程在線上進(jìn)行。在傳統(tǒng)的檢測(cè)流程下，采樣人員攜帶采樣瓶、標(biāo)簽紙和記錄表到現(xiàn)場(chǎng)采樣，手寫樣品標(biāo)簽并記錄現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)?；?yàn)室人員根據(jù)任務(wù)安排進(jìn)行檢測(cè)，記錄檢測(cè)數(shù)據(jù)并匯總統(tǒng)計(jì)[3]，登記儀器使用記錄。

采用數(shù)字化管理后，水廠與管網(wǎng)取樣點(diǎn)均粘貼二維碼進(jìn)行管理，通過平板現(xiàn)場(chǎng)掃碼取樣和打印樣品標(biāo)簽，全程線上操作。具體流程為采樣人員攜帶平板、藍(lán)牙打印機(jī)和檢測(cè)設(shè)備，根據(jù)系統(tǒng)顯示的采樣計(jì)劃，掃描采樣點(diǎn)二維碼自動(dòng)生成樣品信息(包括采樣時(shí)間、采樣人、樣品檢測(cè)項(xiàng)目和方法等)，并打印樣品標(biāo)簽，將現(xiàn)場(chǎng)情況拍照上傳，見圖1。

系統(tǒng)自動(dòng)分配檢測(cè)任務(wù)，化驗(yàn)員可通過LIMS系統(tǒng)查看自己的檢測(cè)任務(wù)，也可通過平板掃描樣品二維碼查看檢測(cè)任務(wù)，同時(shí)獲取采樣人、采樣時(shí)間等信息。在開展實(shí)驗(yàn)的同時(shí)，用平板錄入原始數(shù)據(jù)，系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算檢測(cè)結(jié)果，并根據(jù)內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)判斷檢測(cè)結(jié)果是否合格，在系統(tǒng)上添加儀器使用記錄、氣體使用記錄，自動(dòng)生成原始記錄表和電子簽名，自動(dòng)形成各種報(bào)表。大型儀器(離子色譜、ICP-MS、流動(dòng)注射儀、原子吸收儀等)的檢測(cè)數(shù)據(jù)自動(dòng)上傳到系統(tǒng)，整個(gè)流程均可溯源。

圖1 采樣操作流程Fig.1 Operation flow of sampling

圖2 樣品標(biāo)簽Fig.2 Label of sample

樣品檢測(cè)過程中，管理人員可通過LIMS 系統(tǒng)的檢測(cè)進(jìn)度查詢功能，清晰查看本中心的檢測(cè)任務(wù)，實(shí)時(shí)掌握檢測(cè)任務(wù)的執(zhí)行情況?？筛櫲我馊蝿?wù)的檢測(cè)進(jìn)度，查看檢測(cè)結(jié)果，瀏覽人員的工作痕跡，及時(shí)提醒相關(guān)人員，保證按時(shí)有效地完成各項(xiàng)檢測(cè)任務(wù)。通過LIMS 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了樣品全過程的實(shí)時(shí)監(jiān)控，還可以詳細(xì)記錄實(shí)驗(yàn)過程，保證了任何環(huán)節(jié)中出現(xiàn)失誤都便于追溯。

傳統(tǒng)工作模式效率低下，龐大數(shù)據(jù)計(jì)算與統(tǒng)計(jì)容易出現(xiàn)錯(cuò)誤，數(shù)據(jù)傳遞具有一定滯后性[4]。相比傳統(tǒng)檢測(cè)流程，檢測(cè)業(yè)務(wù)的數(shù)字化管理節(jié)約了紙張的消耗，避免了人為失誤，高效完成了檢測(cè)任務(wù)，規(guī)范了檢測(cè)流程，保證了數(shù)據(jù)的可溯源性，實(shí)現(xiàn)了檢測(cè)過程實(shí)時(shí)監(jiān)控和無紙化辦公。

3 質(zhì)量控制數(shù)字化管理

質(zhì)量控制管理(簡(jiǎn)稱質(zhì)控管理)是實(shí)驗(yàn)室監(jiān)測(cè)和驗(yàn)證檢測(cè)結(jié)果的手段，是檢測(cè)過程必不可少的工作[5]。質(zhì)控管理方式有添加加標(biāo)回收樣、平行樣、標(biāo)準(zhǔn)樣和暗平行樣。傳統(tǒng)工作方式是將質(zhì)控?cái)?shù)據(jù)記錄在單獨(dú)的原始記錄表并進(jìn)行計(jì)算和判斷，再分類匯總到EXCEL表，生成20 d質(zhì)控圖。通過LIMS系統(tǒng)實(shí)行數(shù)字化管理后，系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算質(zhì)控?cái)?shù)據(jù)并判斷質(zhì)控效果，自動(dòng)匯總和統(tǒng)計(jì)質(zhì)控?cái)?shù)據(jù)并在系統(tǒng)生成質(zhì)控圖。同時(shí)，將標(biāo)準(zhǔn)曲線管理和試劑配置的管理納入系統(tǒng)管理中，標(biāo)準(zhǔn)曲線關(guān)聯(lián)到檢測(cè)過程中，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)閉合管理。

質(zhì)量控制數(shù)字化管理實(shí)現(xiàn)了對(duì)采樣、曲線配置、試劑配置和檢測(cè)過程的質(zhì)量監(jiān)督，節(jié)約了紙張，規(guī)范了流程且提高了工作效率，實(shí)現(xiàn)了質(zhì)控效果及時(shí)反饋，保證了檢測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確、可靠。通過系統(tǒng)監(jiān)督、跟進(jìn)質(zhì)控措施的實(shí)施情況以及檢查質(zhì)控效果，形成了對(duì)檢測(cè)過程的閉環(huán)管理[6]。

4 化驗(yàn)室?guī)靹?wù)和設(shè)備數(shù)字化管理

庫務(wù)和設(shè)備是化驗(yàn)室的輔助模塊，采用線上管理化驗(yàn)室的藥劑、玻璃器皿、耗材和設(shè)備等，對(duì)倉庫、貨架和檢測(cè)設(shè)備進(jìn)行二維碼管理，見圖3。通過平板掃描二維碼，顯示倉庫、貨架和設(shè)備對(duì)應(yīng)的詳細(xì)信息，包括存放位置、校準(zhǔn)記錄、維修記錄、購買時(shí)間、使用記錄、操作說明等，實(shí)現(xiàn)對(duì)倉庫和設(shè)備的精細(xì)化管理。線上管理還有提醒功能，有效避免了庫存的告急、設(shè)備檢定和藥劑過期等的人為淡忘。

圖3 設(shè)備二維碼管理Fig.3 QR code management of device

通過線上進(jìn)行盤點(diǎn)、出入庫登記和領(lǐng)用申請(qǐng)，系統(tǒng)自動(dòng)扣減庫存量，達(dá)到出入庫數(shù)據(jù)平衡。檢測(cè)流程添加的儀器使用記錄，關(guān)聯(lián)到設(shè)備管理模塊，形成環(huán)環(huán)相扣緊密關(guān)聯(lián)。如圖4所示，庫務(wù)和設(shè)備信息對(duì)接公司Power-BI系統(tǒng)，規(guī)范、清晰、準(zhǔn)確線上管理庫務(wù)和設(shè)備，提高了資源的利用率，降低了實(shí)驗(yàn)成本。

圖4 Power-BI 系統(tǒng)的庫務(wù)信息顯示Fig.4 Display of warehouse in Power-BI system

5 數(shù)據(jù)與信息共享管理

應(yīng)用該系統(tǒng)，能實(shí)現(xiàn)對(duì)中心化驗(yàn)室和3個(gè)水廠化驗(yàn)室的檢測(cè)數(shù)據(jù)、檢測(cè)人員信息、庫務(wù)和設(shè)備的信息等的全面管理。同時(shí)，化驗(yàn)室數(shù)據(jù)庫對(duì)接公司的Power-BI 系統(tǒng)和綜合調(diào)度系統(tǒng)，在其它系統(tǒng)內(nèi)自動(dòng)形成多方位直觀數(shù)據(jù)顯示(見圖5)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和信息的共享。

圖5 Power-BI系統(tǒng)的檢測(cè)數(shù)據(jù)顯示Fig.5 Display of test data in Power-BI system

化驗(yàn)室檢測(cè)工作根據(jù)工作時(shí)常量化后，每個(gè)工作都有對(duì)應(yīng)的工時(shí)?；?yàn)員在系統(tǒng)上操作后，系統(tǒng)自動(dòng)統(tǒng)計(jì)個(gè)人工時(shí)，例如檢測(cè)工時(shí)、配置藥劑工時(shí)、配置曲線工時(shí)、儀器校準(zhǔn)工時(shí)和安全巡檢工時(shí)等，通過系統(tǒng)直觀顯示量化結(jié)果，客觀反應(yīng)每個(gè)人的工作量，如圖6所示。

圖6 工時(shí)顯示Fig.6 Display of working hours

根據(jù)工時(shí)平衡工作和權(quán)衡績(jī)效，起到監(jiān)督和互相激勵(lì)的作用。

6 應(yīng)用效果

通過構(gòu)建LIMS系統(tǒng)實(shí)行化驗(yàn)室數(shù)字化管理，可以全面控制和管理影響實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量的諸要素，例如人員、樣品、方法、試劑、儀器、環(huán)境等[7]。

對(duì)于管理人員，可以從系統(tǒng)查看每個(gè)化驗(yàn)員的檢測(cè)工時(shí)和對(duì)應(yīng)的檢測(cè)工作，通過查詢功能查看原始記錄、設(shè)備使用記錄、質(zhì)控?cái)?shù)據(jù)、庫房貨物等，了解化驗(yàn)室的工作情況，實(shí)時(shí)掌握每個(gè)化驗(yàn)員的工作，便于對(duì)化驗(yàn)室的管理。

對(duì)于化驗(yàn)員，系統(tǒng)自動(dòng)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和匯總報(bào)表，大型儀器自動(dòng)上傳檢測(cè)數(shù)據(jù)，減少了檢測(cè)過程各環(huán)節(jié)的資源浪費(fèi)和人為誤差，提高了工作效率和準(zhǔn)確性。

LIMS系統(tǒng)與公司的Power-BI 系統(tǒng)和綜合調(diào)度系統(tǒng)對(duì)接，使檢測(cè)數(shù)據(jù)在不同平臺(tái)得以展現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。

隨著社會(huì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，傳統(tǒng)化驗(yàn)室將跟隨時(shí)代的變化而轉(zhuǎn)變?？萍嫉膽?yīng)用相對(duì)傳統(tǒng)方式，顯現(xiàn)出了多方面的優(yōu)勢(shì)，水務(wù)中心化驗(yàn)室數(shù)字化管理的應(yīng)用是發(fā)展的趨勢(shì)。

7 數(shù)字化管理深化探究

中心化驗(yàn)室采用數(shù)字化管理，其應(yīng)用幾乎覆蓋了化驗(yàn)室的所有工作，基本能夠?qū)崿F(xiàn)化驗(yàn)室無紙化辦公、標(biāo)準(zhǔn)化管理。在應(yīng)用期間，對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行、維護(hù)、人員操練程度等情況逐步熟悉后，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)化應(yīng)用還存在需要進(jìn)一步改進(jìn)和完善的地方，例如報(bào)表的智能化變動(dòng)、平板應(yīng)用改進(jìn)、系統(tǒng)維護(hù)簡(jiǎn)化和針對(duì)管理者的特殊功能等等。

光明水務(wù)公司計(jì)劃采用循序漸進(jìn)的方針，待使用人員逐步熟悉和習(xí)慣數(shù)字化應(yīng)用管理后，再深化探究實(shí)驗(yàn)室管理新的轉(zhuǎn)變，以期開展二次開發(fā)，提升實(shí)驗(yàn)室管理水平。

8 結(jié)論

① 水務(wù)中心化驗(yàn)室通過數(shù)字化管理全覆蓋，優(yōu)化了檢測(cè)流程，節(jié)約了成本，提高了化驗(yàn)室的工作效率，使化驗(yàn)室的管理更加規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了中心化驗(yàn)室無紙化辦公。

② 化驗(yàn)室的轉(zhuǎn)型，需要所有檢測(cè)人員以及管理者的共同參與。相對(duì)于傳統(tǒng)化驗(yàn)室管理方法，數(shù)字化管理應(yīng)用改變了傳統(tǒng)化驗(yàn)室的工作方式，為化驗(yàn)室的科學(xué)運(yùn)轉(zhuǎn)和交流提供了平臺(tái)。