LIMS試驗(yàn)管理系統(tǒng)在公路工程試驗(yàn)檢測(cè)中的應(yīng)用*

摘 要：隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，加強(qiáng)公路試驗(yàn)檢測(cè)信息化管理是信息化社會(huì)發(fā)展的必然要求。文章基于實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)（LIMS）概念及發(fā)展，對(duì)公路工程試驗(yàn)檢測(cè)信息管理的現(xiàn)狀以及技術(shù)難點(diǎn)進(jìn)行分析，從樣品管理、客戶管理、費(fèi)用管理、試驗(yàn)檢測(cè)管理、監(jiān)控預(yù)警、數(shù)據(jù)管理、資源管理等方面研究探討LIMS系統(tǒng)在公路工程試驗(yàn)檢測(cè)中的應(yīng)用。通過(guò)LIMS的應(yīng)用可以有效解決現(xiàn)階段公路工程試驗(yàn)檢測(cè)工作中存在的不足，實(shí)現(xiàn)公路工程試驗(yàn)檢測(cè)全過(guò)程、全周期溯源管理。保證公路工程試驗(yàn)檢測(cè)的工作質(zhì)量、提高工作效率和綜合服務(wù)能力、提升公路工程試驗(yàn)檢測(cè)的管理水平。

關(guān)鍵詞：公路工程；試驗(yàn)檢測(cè)；試驗(yàn)管理；LIMS；信息化

中圖分類號(hào)：U495

1 LIMS概述及應(yīng)用

1.1 LIMS的概念

LIMS是實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)（Laboratory Information Management System，簡(jiǎn)稱LIMS），它集現(xiàn)代信息管理、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)于一體，可以加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室管理體系建設(shè)，規(guī)范檢驗(yàn)人員日常操作，提高數(shù)據(jù)存儲(chǔ)分析能力，提升實(shí)驗(yàn)室管理水平[1]。是滿足ISO/IEC 17025規(guī)范的全方位、智能化的實(shí)驗(yàn)室管理軟件。LIMS采用基于B/S（瀏覽器/服務(wù)器）三層架構(gòu)，無(wú)需安裝客戶端和任何軟件，采用瀏覽器訪問(wèn)，可以在服務(wù)器上遠(yuǎn)程進(jìn)行后臺(tái)的升級(jí)維護(hù)，不依賴于任何特定的操作系統(tǒng)、中間件和硬件平臺(tái)，具有高效穩(wěn)定、可擴(kuò)展性和可維護(hù)性強(qiáng)等特點(diǎn)，具備良好的移植能力。

1.2 LIMS的發(fā)展和應(yīng)用現(xiàn)狀

LIMS產(chǎn)生于20世紀(jì)70年代，LIMS在國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)廣泛應(yīng)用，而國(guó)內(nèi)實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用LIMS的時(shí)間較短，最早引入LIMS的主要是國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、石油化工以及生物醫(yī)藥實(shí)驗(yàn)室[2]。目前LIMS已經(jīng)在醫(yī)療、食品、計(jì)量、電工等行業(yè)實(shí)驗(yàn)室得到了廣泛的應(yīng)用，極大提升了實(shí)驗(yàn)室管理的效率，提高分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)能力，保障人員工作的量化管理。但其在公路行業(yè)的應(yīng)用卻很少，還有很大的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用空間。

2 公路行業(yè)實(shí)驗(yàn)室信息管理的現(xiàn)狀

隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等先進(jìn)信息技術(shù)的快速發(fā)展，交通運(yùn)輸行業(yè)面臨重大變革，交通信息化管理與服務(wù)是高科技發(fā)展的必然結(jié)果，也是信息社會(huì)發(fā)展的必然要求。試驗(yàn)檢測(cè)工作在公路建設(shè)過(guò)程中的各個(gè)環(huán)節(jié)中都起著重要的作用，做好試驗(yàn)檢測(cè)工作是保障工程質(zhì)量最直接有效的方法，加強(qiáng)公路試驗(yàn)檢測(cè)信息化管理十分重要。

現(xiàn)有的公路工程試驗(yàn)檢測(cè)管理模式已經(jīng)無(wú)法適應(yīng)現(xiàn)代公路的發(fā)展，具體表現(xiàn)在：（1）試驗(yàn)檢測(cè)業(yè)務(wù)受理工作與合同管理、費(fèi)用管理、試驗(yàn)檢測(cè)流程各環(huán)節(jié)信息脫鉤、無(wú)法實(shí)時(shí)對(duì)客戶反饋動(dòng)態(tài)；（2）紙質(zhì)版原始記錄浪費(fèi)紙張、且易出現(xiàn)錯(cuò)誤、返工率高，不方便數(shù)據(jù)分析整理。同時(shí)，出報(bào)告時(shí)要重復(fù)錄入數(shù)據(jù)，增加工作量、效率低下；（3）線下的報(bào)告編寫審核簽發(fā)等模式不利于查找報(bào)告，查詢進(jìn)度。審核簽發(fā)人員出差或請(qǐng)假時(shí)會(huì)存在報(bào)告發(fā)放滯后，時(shí)效性較差；（4）統(tǒng)計(jì)繁瑣、無(wú)法適應(yīng)各種需求的統(tǒng)計(jì)報(bào)表，給統(tǒng)計(jì)人員造成困難，同時(shí)分派任務(wù)時(shí)無(wú)法直觀看到每個(gè)工作人員當(dāng)時(shí)工作量，不方便人員管理；（5）設(shè)備管理不智能，無(wú)法到期提醒檢定校準(zhǔn)，使用說(shuō)明書(shū)等紙質(zhì)版資料容易破損丟失、不利于長(zhǎng)時(shí)間保存管理。

2.1 公路行業(yè)實(shí)驗(yàn)室信息管理軟件的類別及缺點(diǎn)

目前市場(chǎng)上的公路工程試驗(yàn)檢測(cè)管理系統(tǒng)，如大連萬(wàn)龍的“萬(wàn)龍?jiān)囼?yàn)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)”，中交跨世紀(jì)的“試驗(yàn)助理”[3]等多為單機(jī)系統(tǒng)，少數(shù)具備網(wǎng)絡(luò)部署功能的系統(tǒng)為C/S架構(gòu)，服務(wù)范圍僅在業(yè)務(wù)功能處理和管理辦公流程，有一定特定性和局限性，且不能同時(shí)具備交通綜甲、橋隧、交安三項(xiàng)資質(zhì)的參數(shù)。部分軟件檢測(cè)項(xiàng)目的劃分不夠規(guī)范，樣品檢測(cè)參數(shù)名稱沒(méi)有嚴(yán)格按照規(guī)范命名。無(wú)法區(qū)分檢驗(yàn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)資質(zhì)認(rèn)定參數(shù)和公路水運(yùn)試驗(yàn)檢測(cè)專項(xiàng)參數(shù)，質(zhì)量管理體系無(wú)法融入系統(tǒng)。系統(tǒng)中的各功能相對(duì)獨(dú)立、實(shí)用性欠佳，工作效率還有較大的提升空間。

因此，LIMS系統(tǒng)在公路工程試驗(yàn)檢測(cè)行業(yè)中的應(yīng)用就具備獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。

2.2 公路行業(yè)試驗(yàn)檢測(cè)實(shí)施信息化管理的難點(diǎn)

不同行業(yè)的特點(diǎn)不同，對(duì)于信息化需求也不盡相同。不同于其他行業(yè)，公路工程試驗(yàn)檢測(cè)涉及的樣品和種類多，參數(shù)涵蓋內(nèi)容廣。公路工程包含綜合甲級(jí)、交通專項(xiàng)、橋隧專項(xiàng)共46個(gè)大類，從成品材料到配合比設(shè)計(jì)，從物理力學(xué)性能到化學(xué)分析；從室內(nèi)試驗(yàn)檢測(cè)到工地實(shí)驗(yàn)室管理，現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)等。涉及相關(guān)專業(yè)有材料工程，橋梁工程、隧道工程、巖土工程、交通安全機(jī)電工程。繁雜的樣品和不同領(lǐng)域的性質(zhì)，使得LIMS的流程設(shè)計(jì)較其他行業(yè)復(fù)雜。

試驗(yàn)檢測(cè)的流轉(zhuǎn)方式與其他行業(yè)不同。其他行業(yè)多為單一樣品，而公路工程試驗(yàn)檢測(cè)中存在配合比、集料合成級(jí)配等多樣品委托，這使得LIMS設(shè)計(jì)考慮得更加細(xì)致。多樣品的模式也使得收費(fèi)管理、樣品管理、報(bào)告編制等環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)變得復(fù)雜。

公路工程試驗(yàn)方法多變。同一樣品試驗(yàn)方法有多種，評(píng)定方法也有多種，有部分樣品還要依據(jù)設(shè)計(jì)文件評(píng)定，這使LIMS系統(tǒng)中樣品檢測(cè)方法依據(jù)的映射關(guān)系繁瑣，檢測(cè)項(xiàng)目庫(kù)編制困難。

費(fèi)用的結(jié)算方式多樣。公路工程試驗(yàn)檢測(cè)并不是交完費(fèi)后才做試驗(yàn)，通常是先試驗(yàn)后付費(fèi)。付費(fèi)方式根據(jù)每個(gè)工程單位的要求有所不同，有月結(jié)、季結(jié)，有一次包干付費(fèi)，還有按合同單價(jià)統(tǒng)一結(jié)算。大部分原材料試驗(yàn)費(fèi)用是固定單價(jià)，也有按規(guī)格型號(hào)收費(fèi)情況，如錨具孔數(shù)不同收費(fèi)不同、支座規(guī)格不同收費(fèi)不同。這就需要有多種模式的計(jì)費(fèi)方式以適應(yīng)多種場(chǎng)景的費(fèi)用核算和管理。

公路工程試驗(yàn)檢測(cè)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)龐雜，報(bào)告模板無(wú)法統(tǒng)一固定樣式，有的樣品報(bào)告中只出均值，有的樣品要出多個(gè)結(jié)果值。部分樣品如土、集料等樣品的報(bào)告需要附圖表。配合比的報(bào)告以及現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的報(bào)告又是綜合性報(bào)告，不僅有結(jié)果判定，還有定性的文字描述，這使得試驗(yàn)檢測(cè)管理系統(tǒng)無(wú)法采用原有單一的報(bào)告和記錄的模式。

3 公路試驗(yàn)檢測(cè)中LIMS的應(yīng)用

3.1 LIMS試驗(yàn)管理系統(tǒng)主體架構(gòu)

本系統(tǒng)屬于中小型系統(tǒng)，采用敏捷開(kāi)發(fā)[4]的方法。整體架構(gòu)以實(shí)際應(yīng)用出發(fā)，從設(shè)備選擇、網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)、應(yīng)用系統(tǒng)和未來(lái)行綜合應(yīng)用角度進(jìn)行了總體部署和規(guī)劃[5]。LIMS試驗(yàn)管理系統(tǒng)從人、機(jī)、料、法、環(huán)，全過(guò)程、全方位對(duì)公路工程試驗(yàn)檢測(cè)進(jìn)行管理，系統(tǒng)總體功能架構(gòu)如圖1所示。

3.2 LIMS試驗(yàn)管理系統(tǒng)在公路試驗(yàn)檢測(cè)中的應(yīng)用

LIMS試驗(yàn)管理系統(tǒng)不同于其他的試驗(yàn)管理軟件，具有信息化、規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化的特點(diǎn)，能極大節(jié)省試驗(yàn)檢測(cè)成本，提高試驗(yàn)檢測(cè)工作效率、提升服務(wù)質(zhì)量。在公路試驗(yàn)檢測(cè)管理中的應(yīng)用具體有以下幾個(gè)方面：

3.2.1 樣品管理

目前公路試驗(yàn)檢測(cè)的樣品管理信息填寫不規(guī)范，樣品流程管理高度依賴于紙質(zhì)版臺(tái)賬，管理查詢耗時(shí)耗力。通過(guò)對(duì)LIMS試驗(yàn)管理系統(tǒng)的引入，可以對(duì)樣品入庫(kù)、領(lǐng)用、歸還、退庫(kù)、超期處置等全過(guò)程、全狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)管理。一鍵打印樣品標(biāo)簽、自動(dòng)生成樣品二維碼、實(shí)時(shí)查詢樣品情況、自動(dòng)提醒到期處置的樣品等，極大地方便樣品的質(zhì)量管理，保證試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

3.2.2 客戶管理

客戶管理是提高試驗(yàn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)服務(wù)質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，現(xiàn)有的試驗(yàn)管理軟件往往忽略這一部分的管理。首次將客戶信息錄入LIMS試驗(yàn)管理系統(tǒng)后，委托時(shí)選擇即可自動(dòng)帶入客戶信息，同一單位只需錄一次即可，節(jié)省工作量。并且可以管理查詢客戶的歷史委托任務(wù)情況和相應(yīng)的流轉(zhuǎn)狀態(tài)以及該客戶的歷史繳費(fèi)信息。在同一個(gè)界面可看到客戶的所有相關(guān)信息，從而保證客戶電話咨詢信息查找的時(shí)效性，解決信息孤島，提高服務(wù)質(zhì)量。

3.2.3 費(fèi)用管理

由于公路工程試驗(yàn)檢測(cè)行業(yè)收費(fèi)模式靈活，現(xiàn)階段的試驗(yàn)管理系統(tǒng)都無(wú)法適用。LIMS的收費(fèi)核算中支持整單打折、批量打折?？砂凑劭鄞蛘?，也可按抹零方式打折?？梢愿鶕?jù)合同的單價(jià)不同而定制不同的費(fèi)用模式。LIMS費(fèi)用管理不僅支持單個(gè)委托單收費(fèi)，也可按收費(fèi)金額分?jǐn)偟讲煌奈袉危瑥耐晃袉挝坏奈袉我来巫詣?dòng)抵扣費(fèi)用，減少人工核算的失誤，靈活性和適應(yīng)性大大增強(qiáng)，多維度地滿足目前公路工程試驗(yàn)檢測(cè)復(fù)雜的收費(fèi)模式，從根本上減少失誤，提高效率。

3.2.4 試驗(yàn)檢測(cè)管理

作為公路工程試驗(yàn)檢測(cè)核心業(yè)務(wù)，LIMS按照業(yè)務(wù)受理、任務(wù)派發(fā)、試驗(yàn)處理、檢測(cè)報(bào)告、報(bào)告打印、存檔發(fā)放等流程進(jìn)行管理。應(yīng)用LIMS不僅可以快速下單、批量復(fù)制、自動(dòng)帶出相應(yīng)的檢測(cè)項(xiàng)目、費(fèi)用、檢測(cè)、評(píng)定依據(jù)等，還可以根據(jù)不同要求自行打包參數(shù)，如某個(gè)項(xiàng)目部統(tǒng)一要求減水劑除了必檢的項(xiàng)目外再增加個(gè)別參數(shù)，則可以使用參數(shù)打包功能一次設(shè)置好該項(xiàng)目部要求試驗(yàn)的參數(shù)，之后該項(xiàng)目上所有標(biāo)段委托時(shí)候就可以直接勾選參數(shù)包，避免送樣人員疏忽漏檢參數(shù)，可以更快捷、更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)客戶。

LIMS的應(yīng)用可以使公路工程試驗(yàn)檢測(cè)信息化，通過(guò)將所有使用記錄結(jié)合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《公路試驗(yàn)檢測(cè)數(shù)據(jù)報(bào)告編制導(dǎo)則》（JT/T 828—2012）制作成電子原始記錄，一比一還原紙質(zhì)版使用記錄，讓試驗(yàn)人員更容易上手。電子原始記錄內(nèi)置公式自動(dòng)計(jì)算試驗(yàn)結(jié)果、修約，極大減少人為錯(cuò)誤，提高公路工程試驗(yàn)檢測(cè)的準(zhǔn)確度。LIMS可以自動(dòng)判定試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果，一鍵生成試驗(yàn)檢測(cè)報(bào)告，減少出錯(cuò)率，縮短報(bào)告編制時(shí)間，提高工作效率。電子簽章自動(dòng)簽名、自動(dòng)加蓋水印、鮮章，批量打印報(bào)告，不僅節(jié)約審核時(shí)間和尋找報(bào)告的時(shí)間，而且減少人工傳閱復(fù)印蓋章的步驟，節(jié)省人力成本，提高效能。

3.2.5 監(jiān)控預(yù)警

采用高清攝像頭對(duì)工地實(shí)驗(yàn)室關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行視頻監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)管理。將影響試驗(yàn)的重要設(shè)備與LIMS系統(tǒng)后臺(tái)連接，實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)檢測(cè)關(guān)鍵數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳，避免數(shù)據(jù)造假，保證關(guān)鍵環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)真實(shí)性和可靠性。在施工的隧道中安裝一氧化碳、硫化氫、甲烷、粉塵、激光測(cè)距等多種傳感器，配合光纖收發(fā)器、F8936-L-L路由器對(duì)隧道進(jìn)行監(jiān)測(cè)預(yù)警，并將監(jiān)測(cè)信息上傳至LIMS系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)預(yù)警功能，最大程度確保施工現(xiàn)場(chǎng)人員及設(shè)備的安全。

3.2.6 數(shù)據(jù)管理

LIMS在公路工程試驗(yàn)檢測(cè)信息化管理方面發(fā)揮著重要的作用。每年實(shí)驗(yàn)室的試驗(yàn)檢測(cè)數(shù)據(jù)多達(dá)上萬(wàn)條，這些數(shù)據(jù)的查詢統(tǒng)計(jì)和應(yīng)用是一項(xiàng)復(fù)雜而艱巨的任務(wù)。通過(guò)LIMS對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)管理，建立公路工程試驗(yàn)檢測(cè)數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)。不僅可以方便工作人員統(tǒng)計(jì)報(bào)表，而且通過(guò)長(zhǎng)期試驗(yàn)檢測(cè)數(shù)據(jù)的有效積累，可以實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)檢測(cè)數(shù)據(jù)信息共享，為公路工程項(xiàng)目建設(shè)及管理做好數(shù)據(jù)信息儲(chǔ)備，為施工方法、施工工序的調(diào)節(jié)提供數(shù)據(jù)支撐，為設(shè)計(jì)施工質(zhì)檢單位工作開(kāi)展提供指導(dǎo)。

3.2.7 資源管理

（1）設(shè)備管理

LIMS系統(tǒng)對(duì)公路試驗(yàn)檢測(cè)的設(shè)備管理主要分為靜態(tài)管理和動(dòng)態(tài)管理。儀器設(shè)備的靜態(tài)管理主要包括儀器基本信息臺(tái)賬的建立、儀器設(shè)備說(shuō)明書(shū)、保修卡、儀器設(shè)備配附件管理、儀器設(shè)備參數(shù)維護(hù)等[6]。儀器設(shè)備的動(dòng)態(tài)管理有儀器設(shè)備檢定、校準(zhǔn)、維修維護(hù)、期間核查、使用狀態(tài)管理等。根據(jù)本年度的設(shè)備維護(hù)計(jì)劃，實(shí)現(xiàn)計(jì)量/校準(zhǔn)期間核查記錄自動(dòng)提示，即設(shè)定的到期日期，在臨近檢定校準(zhǔn)日期時(shí)，給設(shè)備管理員提前10天發(fā)送檢定校準(zhǔn)任務(wù)，顯示需要維護(hù)的儀器。有未完成檢定/校準(zhǔn)的設(shè)備，LIMS將限制原始記錄中的引用，并提醒該設(shè)備到期需要檢定/校準(zhǔn)。

（2）其他資源管理

LIMS系統(tǒng)對(duì)公路工程試驗(yàn)檢測(cè)中的人員、實(shí)驗(yàn)室的標(biāo)準(zhǔn)方法、技術(shù)檔案、質(zhì)量文件等資源都可以進(jìn)行智能化管理，對(duì)公路工程試驗(yàn)檢測(cè)的整個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行信息化管理。不僅減少管理的操作成本，而且能夠打通不同部門之間的壁壘，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室管理的互通。

4 LIMS在公路工程試驗(yàn)檢測(cè)管理中應(yīng)用的意義

目前，有大量的公路工程實(shí)驗(yàn)室處在低信息化水平的階段，隨著先進(jìn)信息技術(shù)的不斷發(fā)展，LIMS功能和架構(gòu)也越來(lái)越完善，通過(guò)LIMS提高試驗(yàn)檢測(cè)公司的核心競(jìng)爭(zhēng)力勢(shì)在必行。LIMS系統(tǒng)在公路工程試驗(yàn)檢測(cè)管理中的應(yīng)用可以有效解決現(xiàn)階段公路工程試驗(yàn)檢測(cè)工作中存在的不足，實(shí)現(xiàn)公路工程試驗(yàn)檢測(cè)全過(guò)程、全周期溯源管理，使試驗(yàn)檢測(cè)工作效率和工作質(zhì)量得到保證，綜合服務(wù)能力進(jìn)一步提高，管理水平不斷提高。

任何一個(gè)系統(tǒng)的研發(fā)都不是一蹴而就，LIMS系統(tǒng)能滿足目前公路工程試驗(yàn)檢測(cè)的日常工作需要，但還有很多需要改進(jìn)的地方。隨著公路工程試驗(yàn)檢測(cè)的發(fā)展，LIMS系統(tǒng)的功能需要根據(jù)公路工程試驗(yàn)檢測(cè)的實(shí)際逐步細(xì)化完善，真正為工作帶來(lái)便捷，為企業(yè)增加效益。

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*基金項(xiàng)目：甘肅省交通運(yùn)輸廳科研項(xiàng)目“甘肅省‘互聯(lián)網(wǎng)+公路工程質(zhì)量試驗(yàn)檢測(cè)’動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)及信息化平臺(tái)建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)研究”（2017-012）。