LIMS在電工設備檢測實驗室的應用

孫陸楠，劉曉東，關朋 ，劉亞偉，付瑤，孟慶鉑

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

電工設備檢測實驗室是電控配電設備檢測、驗收、產品認證及產品質量仲裁檢驗、產品開發試驗的實驗室。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，其中提出堅持質量是堅持制造強國生命線。同年，國家質量監督檢驗檢疫總局頒布了《檢驗檢測機構資質認定管理辦法》和《檢驗檢測機構資質認定評審準則》，這反應國家對檢測機構檢測過程管理和檢測結果管理愈加重視[1]。在對外開放，國內外競爭日益激烈的環境下，電工設備檢測行業則面臨更大的市場機會和責任。

實驗室信息管理系統（laboratory information management system，LIMS），是以實驗室為中心，應用計算機網絡，將信息技術與實驗室管理理念相結合，對檢測數據和相關信息進行收集、分析、報告和管理的系統[2?3]。LIMS在國外發達國家已經廣泛應用，而國內實驗室應用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藥實驗室[4]。另外，還有些試驗信息管理系統的開發不夠完善，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在電工設備檢測實驗室的應用還有很大擴展和優化的空間。根據當前電工設備檢測實驗室運營現狀和管理需求，本著實用性原則，設計了一套既有現代實驗室管理理念，又有行業業務針對性的綜合實驗室信息管理系統。

1 電工設備檢測實驗室現狀

1.1 管理現狀

通過實地調研，目前電工設備類檢測涉及的檢測項目按產品分類有低壓配電設備、電器元件、電氣傳動裝置、光伏產品、電源、充電樁、水電、電機和儀器的檢定與校準的檢測服務。檢測實驗室涉及的部門主要有業務部、技術部、各個實驗室、辦公室（設備后勤部、質量管理部、檔案室、人力資源部、信息部等）及財務部。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、業務接待、樣品管理員、會計、設備管理員、技術負責人、報告簽發人及質量負責人。

檢測實驗室的跨職務流程圖如圖1所示。首先由業務部洽談檢測業務、簽訂檢測合同、簽收樣品、下發試驗任務到技術部，待技術部將任務卡分配到各個實驗室后，由實驗室錄入試驗數據和原始記錄，這時任務回流到技術部編制報告。經質量監督部審核報告，確認無誤后，由技術部簽發，最后檔案室打印報告并存檔。另外，在財務部確認收款后，業務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 檢測業務流程圖Fig.1 Test business flow chart

1.2 存在問題

當前電工設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同工作，工作人員常往返于各個部門之間進行數據傳遞或行走審批流程，嚴重影響工作效率。

2）合同、樣品和設備儀器流轉單、原始記錄，檢測依據、編碼、客戶信息等數據有些靠手寫，甚至先手寫，再輸入到Excel中保存，人為干擾因素較多，數據正確率低，報告質量不高。

3）合同信息、樣品信息、儀器設備信息、試驗信息、客戶信息等基礎信息檢索追蹤困難，數據統計不及時。

4）存在信息孤島，雖然已建設門戶網站，但內外信息孤立業務，資源信息滯后，不能實現遠程辦公。

2 系統功能詳述

系統的功能設計忠于檢測實驗室原有的業務流程，根據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范化。

2.1 合同管理

合同管理設有合同評審、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務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站在線填寫，提交后同步到系統數據庫服務器。另一種是客戶到檢測現場委托，由業務部人員登錄系統填寫委托單。

合同管理設計的流程節點有評審登記、會審指派、會審干系人、會審審批、評審確認、印章授權及評審合同。合同評審流程走完后，由系統根據試驗類型調用合同模板，生成合同，客戶蓋章后，掃描上傳系統，合同生效。與此同時，業務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現問題，那就需要業務人員發起合同變更流程或補充合同流程來修改合同，這時，系統會自動記錄修改過程。在客戶繳費后，財務會為企業郵箱發送一條收款記錄，系統通過掃描郵箱讀取新郵件信息并查重，將不重復的郵件信息同步到實驗室管理系統數據庫，為收款確認提供基礎數據。

2.2 試驗管理

試驗管理是系統的核心模塊，利用業務流程管理（java business process management，JBPM）技術[6]將檢測試驗的工作節點按照前后邏輯組織在一起，以流程驅動任務，在多個參與者之間，自動傳遞試驗任務、信息、文檔。用工作流來引導用戶處理當下的任務，規范用戶操作流程。例如：實驗室分配試驗任務前，需要先領用樣品，系統自動記錄樣品流轉信息。報告審核完成后，將不能再進行修改，如需修改必須重新發起報告變更審批流程，如果由實驗室內部人員造成的變更，系統會自動將記錄到質量管理部，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單、任務單審核、室主任確認、工程師制卡、任務卡審核、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、收款確認、報告打印、報告蓋章、報告存檔等17個流程節點。其中，每一個節點的操作信息都會記錄到系統，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執行信息。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，樣品管理登錄系統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。簽收數據可通過移動網絡或局域網同步到信息系統數據庫。標識樣品的二維矩陣碼，可方便樣品流轉（每次領樣只需APP掃碼領用）。用戶可以通過樣品日志管理，查看樣品流轉信息列表。也可導出樣品流轉信息，便于歸檔。

設備儀器管理由設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。為簡化設備申請流程，設備儀器采用APP掃碼借用方式流轉，能夠迅速定位當前設備負責人。設備維修管理和報廢需要發起相應審批流程，當樣品處在維修或報廢階段，系統就自動改變設備的狀態為維修或報廢。對于檢定校準日期將要臨近的設備儀器，系統會提前15 d給設備管理員發送檢定校準預警信息。

2.4 數據統計

系統從不同維度對試驗任務量、樣品、合同掛款額進行統計分析。時間粒度可分為“年”、“月”、“日”。空間粒度為“院”、“部門”、“人員”。可也分為“試驗類型”、“合同類型”、“報告類型”、“已辦/待辦任務”、“試驗任務節點”等屬性分別統計。數據統計為辦公室行政部門提供決策和績效考核依據，為試驗人員提供查詢功能和報表導出功能。圖3～圖4為按月份統計實驗室關鍵任務量的系統頁面截圖。

圖3 月度任務量統計圖Fig.3 Monthly task statistics chart

圖4 月度部門任務量統計圖Fig.4 Monthly dept task statistics chart

2.5 系統管理

系統管理為整個系統的維護中心，用于添加用戶、組織結構、部門崗位信息，設置系統編碼規則和對文檔模板庫文件的管理、檢測標準管理等。

3 系統集成應用

為完善系統功能，消除內外網站信息孤島，共享檢測信息，系統集成開發了協同試驗APP，創建了與門戶網站進行數據交互的應用接口。

3.1 門戶網站信息交互

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

3.2 協同試驗APP

為了讓用戶在沒有電腦的情況下也能利用移動網絡進行辦公，開發了與實驗室信息管理系統配套的試驗協同APP，分別為Android版本和IOS版本。試驗協同APP作為移動終端，主要功能有查看系統公告、處理待辦任務、管理樣品和設備、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通過調用樣品業務服務、試驗任務服務、設備和樣品業務服務接口與實驗室信息管理系統進行數據交互，實現遠程辦公。協同試驗APP頁面如圖5所示。

圖5 協同試驗APP頁面Fig.5 The page of collaborative test APP

4 系統實施與效果

本系統屬于中小型系統，采用敏捷開發[7]的方法，以實際應用為核心，通過不斷與客戶溝通，發現問題，修改程序，迭代新版本，最后系統成功上線運行。系統設計為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的運行，將90%的檢測工作轉移到線上，簡化了工作流程；整合實驗室的各管理要素，并實現了它們之間的互通，包括：客戶、合同、樣品、實驗數據、設備儀器、檢測標準、報告、人員崗位及財務；所有數據只需一次錄入（手動錄入、掃碼記錄、Excel導入），其他直接調用，保證數據的一致性和準確度，提高了報告編制速度和質量；實現樣品、設備儀器、試驗過程全生命周期的數據記錄及追溯跟蹤，做到有據可查，責任到人；規范試驗步驟，確保每一項檢測任務都嚴格按照試驗流程和檢測標準來執行；系統的數據統計功能，為實驗室評估、決策提供了依據。總之，經過半年的運行，檢測機構的辦公效率、報告質量及管理水平得到明顯提升。

5 結論

目前，還有很多電工設備實驗室處在低信息化水平階段，隨著信息技術和網絡技術的發展，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不一定能適應每個企業的發展，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，緊密聯系檢測機構內部管理現狀來設計開發實驗室信息化管理系統，才能真正的讓用戶用起來，從而為工作帶來便捷、為企業增加效益。在檢測能力相當的情況下，通過LIMS來提高企業的核心競爭力將是大勢所趨。