基于网页的企业检测实验室信息管理系统的设计

向 前,张昌强,刘明辉,古兵平,黄柏华,张俊鹏

(1.武汉钢铁股份有限公司质量检验中心,武汉430080;2.武汉科技大学,武汉430081)

基于网页的企业检测实验室信息管理系统的设计

向 前1,2,张昌强1,刘明辉1,古兵平1,黄柏华1,张俊鹏1

(1.武汉钢铁股份有限公司质量检验中心,武汉430080;2.武汉科技大学,武汉430081)

检测实验室的日常工作内容丰富,日常业务涉及的数据量较大,可以采用信息化管理的方式整合各方面资源,以实现实验室的高效管理。从系统需求分析开始,介绍了检测实验室信息管理系统的设计方案,包括系统应用的背景、功能模块、设计原则等,并基于浏览器/服务器(B/S)机构,利用网页(Web)实现方案。系统功能模块涉及样品、设备、检验、人员等,基本覆盖实验室管理的各个方面,能够满足实验室信息化管理的要求。

检测实验室;信息管理系统;网页

实验室信息管理系统(Laboratory Information Management System,LIMS),是用科学的实验室管理思想和数据库、网络等现代信息技术构建而成的全面、规范的实验室管理体系,它以实验室测试工作为中心,整合优化设备和人力资源,实现实验室用户输入、数据采集与分析、信息传递及发布等工作流程的信息化、智能化管理[1]。LIMS不仅仅是软件工程,它主要涵盖了两方面的内容:一是实验室管理思想;二是实现管理思想的技术手段。各类实验室管理规范,如ISO/IEC 17025—2005《检测和校准实验室能力认可准则》[2]等,属于实验室管理思想的范畴,而实现这一思想的软、硬件环境,如数据库、网络等,则是构成LIMS技术的重要平台。

当前,在高度集成、数据处理、智能分析等现代信息技术的推动下,企业检测实验室信息管理系统从流程管理、数据存储等简单功能的实现不断向自动化、专业化、智能化方向发展,演变成了一个功能完备的复杂系统。基于此,笔者从实验室质量管理的角度出发,对企业LIMS的核心功能进行梳理。

1 实验室管理系统的开发与应用背景

长期以来,传统的实验室管理体系一般存在以下问题:检测项目繁杂、信息传递不畅、异常数据难以发现并处理、试验原始记录保存及查询难度大、统计工作繁琐等,严重制约了实验室的发展。与传统的实验室管理方式相比,实验室信息管理系统具有如下优点[3]。

(1)采用网页(Web,文本链接模式)和浏览器/服务器结构[4](Browser/Server,B/S模式),以浏览器为客户端界面,无需安装软件,跳出实验室的范畴,即可实现远程登录、访问、信息交换和维护等。

(2)数据通过“接口”实现设备与系统之间、系统与系统之间的数据交换。例如,企业检测实验室通过LIMS系统与设备接口实现数据的实时采集,通过LIMS系统与企业资源计划(Enterprise Resource Planning,ERP)、产品数据管理(Product Data Management,PDM)等系统间的数据传输通道,实现数据的实时传输、统计分析及结果输出。

(3)实验室管理思想通过模块体现,每个模块功能独立,一方面可以完整地体现某个实验室要素,另一方面有利于降低设计复杂性和提高系统扩展性。

(4)检测过程的全程监控,从检测任务下达到数据审核、发布,系统跟踪、记录样品的检测过程,确保了数据的可追溯性。任何试验结果都是前期试验过程的一个输出,而影响试验结果准确性的所有因素也分布在整个试验过程的各个环节之中。因此,过程控制在实验室管理工作中极其重要,聚焦于实验室关键过程的改进,减少或消除过程变异,才能逐步实现实验室流程的持续改进,使实验室测量结果准确可靠并得到持续保证。

2 实验室管理系统的设计原则

根据ISO/IEC 17025—2005对检测实验室的要求,检测实验室的主要职能是以客户需求为中心,为客户提供准确、可靠的检测数据和结果。实验室的日常管理涉及人(人员)、机(设备)、料(样品、材料)、法(方法、抽样)、环(环境、设施)与测(质量监督)等要素,因此,检测实验室管理系统应包括人员管理、设备管理、物料管理、检测过程、环境管理、质量监督等[5-7]。

2.1 人员管理

人员管理对象为实验室人员,包括操作专门设备、从事检测、评价结果、签署检测报告等人员,所有人员都应具备相应的岗位工作能力,实验室也应根据人员能力和水平对人员活动的权限、范围进行授权、限定。

2.2 设备管理

为确保设备持续处于良好状态,设备(含加工、抽样设备)在第一次开始使用时应进行校准或核查,且每次使用前应进行校准和(或)核查,对结果有重大影响的设备应制定校准计划,并定期开展期间核查、测量系统分析等活动。

2.3 物料管理

实验室要严格按照相关国家标准,进行待测样品、标准样品的运输、接收、标识、处置、存储、领用等管理工作,并做好每个环节的记录工作。整个测量过程中,样品管理必须满足标识的唯一性、质量的符合性和记录的完整性这3项原则。而为确保试验试剂、标准物质示值准确可靠,在使用前应进行性状和特征值确认。

2.4 检测过程

检验方法应优先选择客户要求、技术协议等规定的试验方法,自行选择时,一般优先使用国际、区域、国家或行业标准,检验方法应经方法确认,并获得客户同意。检测过程应严格遵循独立检测原则,排除影响检验真实性的外部干扰,若实验室采用计算机对检测过程、数据进行采集、处理、记录、报告等,应确保数据的完整性和保密性,同时对结果的可靠性、不确定度等作出合理评定。

2.5 环境管理

相关环境、设施,例如温湿度、设备水平度等,可能会对检测结果产生较大影响,实验室应监测、控制和记录环境条件,并确保实验室环境、条件不会使测量结果产生较大偏离,或使结果无效。当环境条件危及到检测结果时应停止检测,并以文件的形式将影响检测结果的设施和环境条件的技术要求固化。

2.6 质量监督

实验室应定期开展质量抽查、测量系统分析、能力验证和比对试验、期间核查等质量监督活动,并确保测量结果的准确性,同时在检测及试验结果确认过程中,应做好试验过程、确认过程中关键试验参数的记录,以备后期对检测过程进行追溯。

3 实验室管理系统的实现

作为实验室管理的核心,实验室的管理思想主要以图1中“模块”的形式展现,每个模块都独立体现实验室管理的某个要素,将这些模块组织串联起来就形成了实验室信息管理系统的基本框架。

实验室管理融合于系统管理体系之中,与物料管理、检测过程、质量监督等模块共同组成实验室系统管理体系。实验室体系文件、检测标准方法等均以电子化的形式,在实验室信息管理系统中体现。

图1 实验室信息管理系统模块的设计Fig.1 The design of the laboratory information management system modules

4 实验室管理系统的应用

按照图1模块设计的思路,基于B/S结构,采用Web应用程序,建立了一套完整、全面、强大的实验室信息管理系统。以实验室信息管理系统为媒介,将设备、样品和相关管理思想等融入进去,形成了一套高效、可靠的管理体系,具体如图2所示。

在实验室信息管理体系内部,信息是用如下形式进行传递和监控的:样品录入系统时,实验室管理系统根据样品类别自动形成条形码标签、明确对应的检测项目及拟采用的检测方法程序;条形码与试样结合后,在检测活动中,由于设备客户端已建立检测方法、参数的程序组,设备根据条形码识别样品名称、内部检验号及检测参数等自动开展并完成检测活动,而检测过程和结果也以电子化台账的形式记录留存。若检测实验室属于ERP系统的一部分,也可自动完成检测数据上抛。另外利用条形码,还可以方便查询样品有关数据,实现样品的快速录入存储及其他处理活动。

需要强调的是,虽然样品检测是企业检测实验室的核心业务,实验室要强化待测样品的流程管理,更重要的是,实验室应该注重检测数据及检测过程的评价及管理,以利于实验室质量管理活动的持续有效运行。图3从实验室质量管理目的出发,描述了实验室信息管理系统的核心功能。

同时,根据标准证书、产品标准或历史数据统计,系统内建立了标准样品、待测样品的内控范围,自动提醒、标识超出规格限的检测数据功能,实验室管理人员针对这些异常数据、情况等分别对设备、检测过程等进行复核。

实验室信息管理系统还涵盖了能力验证、比对试验、测量系统分析等其他质量监督功能,提供了一个可以对核心业务环节完成科学、有效监督控制管理的平台,从而为实验室质量的严格控制管理提供有效的支撑条件。这些模块直观看来可能是零散的,并不具备直接关系,但所有的子模块都为样品的检测服务,保证检测数据的精确性和可靠性。

图2 实验室信息管理系统的实现Fig.2 The realization of laboratory information management system

图3 企业检测实验室信息管理系统的核心Fig.3 The core of information management system for enterprise testing laboratory

另外,还特别注重了实验室信息管理系统的统计分析功能。作为企业实验室,检测对象主要是企业生产线上的产品,实验室信息管理系统通过产品性能看板、过程能力图、合格率趋势图等特色模块,为企业生产线上产品的各项检测指标提供了直观、高效的深度数据挖掘信息,实现了实验室管理与企业整体管理水平提升的统一。

检测实验室信息管理平台作为实验室的一部分,是当前实验室信息化建设和量化管理的基础,一方面提高了实验室的分析、测试、管理等工作的效率,另一方面自动接收设备客户端数据,消除了检测过程中“人”的影响,实现了检测过程的随时随地监控,保证了检测的可靠性,另外通过信息共享,资源整合,提高了实验室处理、协调复杂问题的能力。

5 结束语

实验室信息管理系统以日新月异的现代信息化技术为载体,大大提升了现代企业检测实验室的工作效率和管理水平,是当前世界上实验室自身管理与发展的需要和趋势,并且随着技术的进步和管理思想的进化而不断完善。伴随着实验室不断向专业化、智能化、自动化、空间跨距大以及多学科的方向发展,为适应实验室管理的需要,实验室信息管理系统也会不断走向智能化、数字化。不同的实验室之间,可能应用领域、行业存在或大或小的差异,但实验室管理理念在信息系统的表征上却是趋同的,这也为广大实验室工作人员提供了一个相互交流、借鉴的平台。参考文献:

[1] 钱爱萍.LIMS系统的应用分析及展望[J].软件导刊, 2009,8(12):3-4.

[2] ISO/IEC 17025—2005 检测和校准实验室能力认可准则[S].

[3] 徐长霞.浅谈基于WEB的LIMS系统的设计与实现[J].才智,2012(6):70.

[4] 雷霆,焦旭东,于健.基于B/S架构的实验室综合管理系统的应用设计[J].实验室科学,2012,15(2):134-137.

[5] 孙鲁云,陈孝权.化学检测实验室信息管理系统的设计与实现[J].实验科学与技术,2015,13(3):66-68.

[6] 王彦伍.论产品质量检验机构实验室管理标准化[J].水能经济,2015(11):123-123.

[7] 樊志罡,黄永忠,马通达,等.理化检测实验室如何有效建立LIMS系统[J].理化检验-化学分册,2016,52 (2):204-207.

Design of Information Management System for Enterprise Testing Laboratory Based on Web

XIANG Qian1,2,ZHANG Chang-qiang1,LIU Ming-hui1,GU Bing-ping1,HUANG Bo-hua1,ZHANG Jun-peng1
(1.Quality Inspection Center of Wuhan Iron and Steel Co.,Ltd.,Wuhan 430080,China; 2.Wuhan University of Science and Technology,Wuhan 430081,China)

The routine work of testing laboratory management is very rich,and a large amount of data are involved.The information-based management system makes the laboratory management more efficient by integrating all resources.Beginning with the requirement analysis,design scheme of the information management system which included background of the system,function module,design principle etc was detailed.The laboratory information management system was developed based on B/S mode by adopting Web.The systematic function modules involved samples,equipments,testing,persons and so on,basically covered all areas of laboratory management,and could meet the requirements of laboratory informatization management.

testing laboratory;information management system;web

TP315

:A

:1001-4012(2017)01-0029-04

10.11973/lhjy-wl201701008

2016-04-14

向前(1984—),男,工程师,硕士,主要从事冷轧、硅钢产品检测技术的研究及实验室质量管理工作,xiangqian9489＠163.com。