LIMS在電工設(shè)備檢測實驗室的應(yīng)用

孫陸楠，劉曉東，關(guān)朋 ，劉亞偉，付瑤，孟慶鉑

（1.天津電氣科學(xué)研究院有限公司，天津 300180；2.天津天傳電控設(shè)備檢測有限公司，天津 300300；3.天津理工大學(xué)中環(huán)信息學(xué)院，天津 300380）

電工設(shè)備檢測實驗室是電控配電設(shè)備檢測、驗收、產(chǎn)品認證及產(chǎn)品質(zhì)量仲裁檢驗、產(chǎn)品開發(fā)試驗的實驗室。2015年國家推出《中國制造2025》，是中國實施制造強國的第一個行動綱領(lǐng)，其中提出堅持質(zhì)量是堅持制造強國生命線。同年，國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局頒布了《檢驗檢測機構(gòu)資質(zhì)認定管理辦法》和《檢驗檢測機構(gòu)資質(zhì)認定評審準則》，這反應(yīng)國家對檢測機構(gòu)檢測過程管理和檢測結(jié)果管理愈加重視[1]。在對外開放，國內(nèi)外競爭日益激烈的環(huán)境下，電工設(shè)備檢測行業(yè)則面臨更大的市場機會和責(zé)任。

實驗室信息管理系統(tǒng)（laboratory information management system，LIMS），是以實驗室為中心，應(yīng)用計算機網(wǎng)絡(luò)，將信息技術(shù)與實驗室管理理念相結(jié)合，對檢測數(shù)據(jù)和相關(guān)信息進行收集、分析、報告和管理的系統(tǒng)[2?3]。LIMS在國外發(fā)達國家已經(jīng)廣泛應(yīng)用，而國內(nèi)實驗室應(yīng)用LIMS的時間較短，最早引入LIMS的主要是國家重點實驗室、石油化工以及生物醫(yī)藥實驗室[4]。另外，還有些試驗信息管理系統(tǒng)的開發(fā)不夠完善，像缺少配套的移動APP功能[5]，給用戶遠程辦公帶來不便。因此，LIMS在電工設(shè)備檢測實驗室的應(yīng)用還有很大擴展和優(yōu)化的空間。根據(jù)當前電工設(shè)備檢測實驗室運營現(xiàn)狀和管理需求，本著實用性原則，設(shè)計了一套既有現(xiàn)代實驗室管理理念，又有行業(yè)業(yè)務(wù)針對性的綜合實驗室信息管理系統(tǒng)。

1 電工設(shè)備檢測實驗室現(xiàn)狀

1.1 管理現(xiàn)狀

通過實地調(diào)研，目前電工設(shè)備類檢測涉及的檢測項目按產(chǎn)品分類有低壓配電設(shè)備、電器元件、電氣傳動裝置、光伏產(chǎn)品、電源、充電樁、水電、電機和儀器的檢定與校準的檢測服務(wù)。檢測實驗室涉及的部門主要有業(yè)務(wù)部、技術(shù)部、各個實驗室、辦公室（設(shè)備后勤部、質(zhì)量管理部、檔案室、人力資源部、信息部等）及財務(wù)部。部門之間都有一定的物理距離。涉及的崗位角色主要有室主任、檢測員、業(yè)務(wù)接待、樣品管理員、會計、設(shè)備管理員、技術(shù)負責(zé)人、報告簽發(fā)人及質(zhì)量負責(zé)人。

檢測實驗室的跨職務(wù)流程圖如圖1所示。首先由業(yè)務(wù)部洽談檢測業(yè)務(wù)、簽訂檢測合同、簽收樣品、下發(fā)試驗任務(wù)到技術(shù)部，待技術(shù)部將任務(wù)卡分配到各個實驗室后，由實驗室錄入試驗數(shù)據(jù)和原始記錄，這時任務(wù)回流到技術(shù)部編制報告。經(jīng)質(zhì)量監(jiān)督部審核報告，確認無誤后，由技術(shù)部簽發(fā)，最后檔案室打印報告并存檔。另外，在財務(wù)部確認收款后，業(yè)務(wù)部也可下載打印電子版報告，將蓋有騎縫章的報告郵寄給客戶。

圖1 檢測業(yè)務(wù)流程圖Fig.1 Test business flow chart

1.2 存在問題

當前電工設(shè)備檢測實驗室還存在以下問題：

1）部門分布不集中，但部門之間交流頻繁，一份檢測報告可能需要多個部門協(xié)同工作，工作人員常往返于各個部門之間進行數(shù)據(jù)傳遞或行走審批流程，嚴重影響工作效率。

2）合同、樣品和設(shè)備儀器流轉(zhuǎn)單、原始記錄，檢測依據(jù)、編碼、客戶信息等數(shù)據(jù)有些靠手寫，甚至先手寫，再輸入到Excel中保存，人為干擾因素較多，數(shù)據(jù)正確率低，報告質(zhì)量不高。

3）合同信息、樣品信息、儀器設(shè)備信息、試驗信息、客戶信息等基礎(chǔ)信息檢索追蹤困難，數(shù)據(jù)統(tǒng)計不及時。

4）存在信息孤島，雖然已建設(shè)門戶網(wǎng)站，但內(nèi)外信息孤立業(yè)務(wù)，資源信息滯后，不能實現(xiàn)遠程辦公。

2 系統(tǒng)功能詳述

系統(tǒng)的功能設(shè)計忠于檢測實驗室原有的業(yè)務(wù)流程，根據(jù)實驗室具體的需求來判斷哪些功能需要用LIMS來制定，哪些功能不適合。在制定功能和流程的過程中將一些不合理的操作進行規(guī)范化。

2.1 合同管理

合同管理設(shè)有合同評審、合同變更、補充合同、合同費用掛靠四個功能模塊。顧名思義，合同評審管理用于業(yè)務(wù)部人員與檢測客戶進行合同簽訂，合同委托單有兩種錄入方式：一種是用戶通過門戶網(wǎng)站在線填寫，提交后同步到系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。另一種是客戶到檢測現(xiàn)場委托，由業(yè)務(wù)部人員登錄系統(tǒng)填寫委托單。

合同管理設(shè)計的流程節(jié)點有評審登記、會審指派、會審干系人、會審審批、評審確認、印章授權(quán)及評審合同。合同評審流程走完后，由系統(tǒng)根據(jù)試驗類型調(diào)用合同模板，生成合同，客戶蓋章后，掃描上傳系統(tǒng)，合同生效。與此同時，業(yè)務(wù)部可隨時檢索合同詳情，下載打印合同。如果在合同蓋章之后發(fā)現(xiàn)問題，那就需要業(yè)務(wù)人員發(fā)起合同變更流程或補充合同流程來修改合同，這時，系統(tǒng)會自動記錄修改過程。在客戶繳費后，財務(wù)會為企業(yè)郵箱發(fā)送一條收款記錄，系統(tǒng)通過掃描郵箱讀取新郵件信息并查重，將不重復(fù)的郵件信息同步到實驗室管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，為收款確認提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

2.2 試驗管理

試驗管理是系統(tǒng)的核心模塊，利用業(yè)務(wù)流程管理（java business process management，JBPM）技術(shù)[6]將檢測試驗的工作節(jié)點按照前后邏輯組織在一起，以流程驅(qū)動任務(wù)，在多個參與者之間，自動傳遞試驗任務(wù)、信息、文檔。用工作流來引導(dǎo)用戶處理當下的任務(wù)，規(guī)范用戶操作流程。例如：實驗室分配試驗任務(wù)前，需要先領(lǐng)用樣品，系統(tǒng)自動記錄樣品流轉(zhuǎn)信息。報告審核完成后，將不能再進行修改，如需修改必須重新發(fā)起報告變更審批流程，如果由實驗室內(nèi)部人員造成的變更，系統(tǒng)會自動將記錄到質(zhì)量管理部，為員工績效考核作參考。

試驗管理主要包括檢測試驗、試品整改、報告公布管理。檢測試驗包含試驗任務(wù)單、任務(wù)單審核、室主任確認、工程師制卡、任務(wù)卡審核、檢測室審核、原始記錄、原始記錄校核、原始記錄接收、報告編制、報告審核、室主任審核、報告簽發(fā)、收款確認、報告打印、報告蓋章、報告存檔等17個流程節(jié)點。其中，每一個節(jié)點的操作信息都會記錄到系統(tǒng)，并以流程圖的形式展出，用戶可以通過流程圖或者流程日志查看當前和歷史的試驗任務(wù)執(zhí)行信息。圖2為一個試驗流程日志。

圖2 試驗流程日志Fig.2 Test process log

2.3 樣品和設(shè)備儀器管理

樣品管理包括樣品簽收管理、樣品標簽管理、樣品出入庫管理及樣品日志管理。在檢測合同簽訂之后，系統(tǒng)會為樣品自動編碼，并生成唯一標識樣品信息的二維碼緊密矩陣碼，當客戶將樣品托運或郵寄到檢測機構(gòu)，樣品管理登錄系統(tǒng)將它打印出來貼到樣品上，這時樣品管理員通過APP掃碼，上傳簽字和拍照信息，簽收入庫。簽收數(shù)據(jù)可通過移動網(wǎng)絡(luò)或局域網(wǎng)同步到信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫。標識樣品的二維矩陣碼，可方便樣品流轉(zhuǎn)（每次領(lǐng)樣只需APP掃碼領(lǐng)用）。用戶可以通過樣品日志管理，查看樣品流轉(zhuǎn)信息列表。也可導(dǎo)出樣品流轉(zhuǎn)信息，便于歸檔。

設(shè)備儀器管理由設(shè)備儀器基本信息管理、維修管理、報廢管理、檢定校準管理幾個模塊組成。為簡化設(shè)備申請流程，設(shè)備儀器采用APP掃碼借用方式流轉(zhuǎn)，能夠迅速定位當前設(shè)備負責(zé)人。設(shè)備維修管理和報廢需要發(fā)起相應(yīng)審批流程，當樣品處在維修或報廢階段，系統(tǒng)就自動改變設(shè)備的狀態(tài)為維修或報廢。對于檢定校準日期將要臨近的設(shè)備儀器，系統(tǒng)會提前15 d給設(shè)備管理員發(fā)送檢定校準預(yù)警信息。

2.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計

系統(tǒng)從不同維度對試驗任務(wù)量、樣品、合同掛款額進行統(tǒng)計分析。時間粒度可分為“年”、“月”、“日”。空間粒度為“院”、“部門”、“人員”?？梢卜譃椤霸囼烆愋汀?、“合同類型”、“報告類型”、“已辦/待辦任務(wù)”、“試驗任務(wù)節(jié)點”等屬性分別統(tǒng)計。數(shù)據(jù)統(tǒng)計為辦公室行政部門提供決策和績效考核依據(jù)，為試驗人員提供查詢功能和報表導(dǎo)出功能。圖3～圖4為按月份統(tǒng)計實驗室關(guān)鍵任務(wù)量的系統(tǒng)頁面截圖。

圖3 月度任務(wù)量統(tǒng)計圖Fig.3 Monthly task statistics chart

圖4 月度部門任務(wù)量統(tǒng)計圖Fig.4 Monthly dept task statistics chart

2.5 系統(tǒng)管理

系統(tǒng)管理為整個系統(tǒng)的維護中心，用于添加用戶、組織結(jié)構(gòu)、部門崗位信息，設(shè)置系統(tǒng)編碼規(guī)則和對文檔模板庫文件的管理、檢測標準管理等。

3 系統(tǒng)集成應(yīng)用

為完善系統(tǒng)功能，消除內(nèi)外網(wǎng)站信息孤島，共享檢測信息，系統(tǒng)集成開發(fā)了協(xié)同試驗APP，創(chuàng)建了與門戶網(wǎng)站進行數(shù)據(jù)交互的應(yīng)用接口。

3.1 門戶網(wǎng)站信息交互

門戶網(wǎng)站作為檢測單位原有的網(wǎng)站，是展示企業(yè)形象的主要組成部分。通過門戶網(wǎng)站可提高企業(yè)知名度，向客戶宣傳業(yè)務(wù)服務(wù)信息。門戶網(wǎng)站是委托客戶與檢測實驗室進行線上溝通的橋梁。為實現(xiàn)讓客戶在線委托，系統(tǒng)建立了與門戶網(wǎng)站進行數(shù)據(jù)交互的接口，讓檢測客戶可通過門戶網(wǎng)站填寫委托單并將數(shù)據(jù)同步到系統(tǒng)內(nèi)。同時，客戶可以實時查看試驗任務(wù)進度、追蹤試驗過程、查看報告信息。

3.2 協(xié)同試驗APP

為了讓用戶在沒有電腦的情況下也能利用移動網(wǎng)絡(luò)進行辦公，開發(fā)了與實驗室信息管理系統(tǒng)配套的試驗協(xié)同APP，分別為Android版本和IOS版本。試驗協(xié)同APP作為移動終端，主要功能有查看系統(tǒng)公告、處理待辦任務(wù)、管理樣品和設(shè)備、掃碼、簽字、照相、上傳電子簽名和照片、追蹤檢測流程、郵寄報告和稅票等。APP通過調(diào)用樣品業(yè)務(wù)服務(wù)、試驗任務(wù)服務(wù)、設(shè)備和樣品業(yè)務(wù)服務(wù)接口與實驗室信息管理系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交互，實現(xiàn)遠程辦公。協(xié)同試驗APP頁面如圖5所示。

圖5 協(xié)同試驗APP頁面Fig.5 The page of collaborative test APP

4 系統(tǒng)實施與效果

本系統(tǒng)屬于中小型系統(tǒng)，采用敏捷開發(fā)[7]的方法，以實際應(yīng)用為核心，通過不斷與客戶溝通，發(fā)現(xiàn)問題，修改程序，迭代新版本，最后系統(tǒng)成功上線運行。系統(tǒng)設(shè)計為B/S模式，主要軟硬件配置如表1所示。

表1 軟硬件配置表Tab.1 The software and hardware configuration table

實驗室信息管理系統(tǒng)的運行，將90%的檢測工作轉(zhuǎn)移到線上，簡化了工作流程；整合實驗室的各管理要素，并實現(xiàn)了它們之間的互通，包括：客戶、合同、樣品、實驗數(shù)據(jù)、設(shè)備儀器、檢測標準、報告、人員崗位及財務(wù)；所有數(shù)據(jù)只需一次錄入（手動錄入、掃碼記錄、Excel導(dǎo)入），其他直接調(diào)用，保證數(shù)據(jù)的一致性和準確度，提高了報告編制速度和質(zhì)量；實現(xiàn)樣品、設(shè)備儀器、試驗過程全生命周期的數(shù)據(jù)記錄及追溯跟蹤，做到有據(jù)可查，責(zé)任到人；規(guī)范試驗步驟，確保每一項檢測任務(wù)都嚴格按照試驗流程和檢測標準來執(zhí)行；系統(tǒng)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計功能，為實驗室評估、決策提供了依據(jù)?？傊?jīng)過半年的運行，檢測機構(gòu)的辦公效率、報告質(zhì)量及管理水平得到明顯提升。

5 結(jié)論

目前，還有很多電工設(shè)備實驗室處在低信息化水平階段，隨著信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，LIMS也越來越完善，但能夠真正把LIMS有效實施起來的并不多[8]。通用的LIMS不一定能適應(yīng)每個企業(yè)的發(fā)展，如果照抄照搬，效果可能適得其反。管理沒有標準，只有適合。只有本著實用性原則，深入挖掘客戶實際需求，緊密聯(lián)系檢測機構(gòu)內(nèi)部管理現(xiàn)狀來設(shè)計開發(fā)實驗室信息化管理系統(tǒng)，才能真正的讓用戶用起來，從而為工作帶來便捷、為企業(yè)增加效益。在檢測能力相當?shù)那闆r下，通過LIMS來提高企業(yè)的核心競爭力將是大勢所趨。