李日平 劉曉明 馬少維 陳 省 鄭永祥 周宇棟

(1.深圳市中金嶺南有色金屬股份有限公司凡口鉛鋅礦,廣東 韶關(guān) 512325;2.中南大學(xué)資源與安全工程學(xué)院,湖南 長(zhǎng)沙 410083;3.倫圖科技(長(zhǎng)沙)有限公司,湖南 長(zhǎng)沙 410083)

受經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、技術(shù)、觀念等多種因素的影響,國(guó)內(nèi)礦山企業(yè)在化驗(yàn)檢測(cè)方面普遍存在資金投入不足、管理方式落后等現(xiàn)象。 許多企業(yè)依然沿用傳統(tǒng)的工作方式,如紙記人算、手抄匯總、重復(fù)謄錄、復(fù)寫(xiě)報(bào)告、人工傳遞,檢測(cè)過(guò)程中存在數(shù)據(jù)抄算易出錯(cuò)、原始記錄追溯難、報(bào)告編制效率低、結(jié)果查詢麻煩、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)不便、質(zhì)量管理不規(guī)范等突出問(wèn)題。

LIMS(Laboratory Information Management System)是一種專門(mén)為實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)的信息管理系統(tǒng),它以實(shí)驗(yàn)室分析數(shù)據(jù)的采集、錄入、處理、檢查、判定、存儲(chǔ)、共享、報(bào)告發(fā)布及業(yè)務(wù)流程管理為核心,通過(guò)應(yīng)用計(jì)算機(jī)信息技術(shù)對(duì)實(shí)驗(yàn)室人員、材料、設(shè)備、技術(shù)、方法等資源進(jìn)行綜合管理。 自20 世紀(jì)90 年代起,LIMS 系統(tǒng)在西方發(fā)達(dá)國(guó)家開(kāi)始逐步普及和推廣,同期也開(kāi)始引入國(guó)內(nèi)。 經(jīng)過(guò)二十多年的發(fā)展,LIMS 在國(guó)內(nèi)醫(yī)藥、石油、化工、環(huán)保等行業(yè)逐漸得到應(yīng)用。 隨著國(guó)內(nèi)礦山企業(yè)化驗(yàn)檢測(cè)業(yè)務(wù)的不斷發(fā)展,許多企業(yè)開(kāi)始重視并引入LIMS 系統(tǒng)。

近年來(lái),眾多學(xué)者對(duì)LIMS 在實(shí)驗(yàn)室認(rèn)證、地礦、環(huán)境檢測(cè)等領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)行了深入研究。 他們主要涉及LIMS 在“雙認(rèn)證”實(shí)驗(yàn)室中的應(yīng)用[1]、LIMS 在地礦行業(yè)開(kāi)發(fā)應(yīng)用現(xiàn)狀及應(yīng)用前景[2]、LIMS 在西藏甲瑪銅多金屬礦的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用[3]、LIMS 在海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用[4]、LIMS 在生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)整合中的應(yīng)用[5]、LIMS 如何實(shí)現(xiàn)化學(xué)制造實(shí)驗(yàn)室與外部行業(yè)服務(wù)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行業(yè)務(wù)靈活適配[6]等方面,這些研究為L(zhǎng)IMS 在相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用提供了有益參考。 然而,金屬礦山具有鮮明的行業(yè)特性,國(guó)內(nèi)LIMS 針對(duì)該行業(yè)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用研究相對(duì)缺乏。 雖然國(guó)產(chǎn)LIMS軟件數(shù)量不斷增加,但市面上通用型LIMS 軟件普遍存在與CNAS 結(jié)合不緊密、流程管理不嚴(yán)謹(jǐn)、行業(yè)適用性不強(qiáng)、應(yīng)用推廣困難等不足,無(wú)法有效滿足礦山行業(yè)實(shí)驗(yàn)室的特殊需求。

隨著智能礦山[7-12]建設(shè)的快速推進(jìn),礦山企業(yè)如何開(kāi)發(fā)適合本行業(yè)特點(diǎn)的LIMS 系統(tǒng)[13-14],充分發(fā)揮LIMS 的管理優(yōu)勢(shì),已經(jīng)成為迫切需要解決的問(wèn)題。本研究以國(guó)內(nèi)某大型鉛鋅礦企業(yè)LIMS 的研發(fā)和應(yīng)用為例,從CNAS 體系要求、LIMS 架構(gòu)設(shè)計(jì)和應(yīng)用創(chuàng)新等方面,對(duì)LIMS 在創(chuàng)新礦山企業(yè)化驗(yàn)檢測(cè)業(yè)務(wù)管理模式、提升實(shí)驗(yàn)室管理水平的現(xiàn)實(shí)意義和應(yīng)用前景進(jìn)行分析闡述。

1 礦山化驗(yàn)檢測(cè)業(yè)務(wù)特點(diǎn)

礦山企業(yè)主要以礦石采選加工為主業(yè),其化驗(yàn)檢測(cè)業(yè)務(wù)普遍具有以下行業(yè)特點(diǎn):

(1)樣品類(lèi)型相對(duì)固定。 主要包括采礦地質(zhì)樣、選礦生產(chǎn)樣、選礦試驗(yàn)樣、選礦藥劑、精礦樣品、環(huán)測(cè)樣品等。

(2)檢測(cè)項(xiàng)目相對(duì)固定。 主要包括礦物成分分析、選礦藥劑分析、水質(zhì)分析等。

(3)檢測(cè)方法相對(duì)固定。 主要包括容量分析、光譜分析、重量分析、電化學(xué)分析等。

2 CNAS 體系對(duì)LIMS 的基本要求

CNAS-CL01、CNAS-CL01-A002 準(zhǔn)則對(duì)LIMS 提出了明確要求,主要涵蓋實(shí)驗(yàn)室通用要求、結(jié)構(gòu)要求、資源要求、過(guò)程要求和管理體系要求。 這些要求旨在確保實(shí)驗(yàn)室的檢測(cè)和校準(zhǔn)能力符合標(biāo)準(zhǔn),并為質(zhì)量改進(jìn)提供數(shù)據(jù)依據(jù)。 為了滿足以上要求,LIMS 應(yīng)具備以下功能:

(1)標(biāo)準(zhǔn)化管理。 LIMS 應(yīng)提供樣品管理、人員管理、設(shè)備管理、方法管理、標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)管理等功能。

(2)過(guò)程控制。 LIMS 應(yīng)符合CNAS 關(guān)于檢測(cè)方法、檢測(cè)程序、數(shù)據(jù)完整性、結(jié)果有效性、量值溯源性和不確定度的相關(guān)要求,并提供符合CNAS 要求的文件和記錄管理功能。

(3)支持多種檢測(cè)類(lèi)型。 LIMS 應(yīng)支持化學(xué)分析、光譜分析、色譜分析、質(zhì)譜分析等多種檢測(cè)類(lèi)型,并采用靈活的數(shù)據(jù)采集和分析模塊以適應(yīng)不同類(lèi)型的需求。

(4)數(shù)據(jù)處理。 LIMS 應(yīng)具備自動(dòng)化數(shù)據(jù)處理功能,包括數(shù)據(jù)采集、計(jì)算、修約和統(tǒng)計(jì)等,并具備數(shù)據(jù)審核和數(shù)據(jù)溯源功能。

(5)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和備份。 LIMS 應(yīng)具備強(qiáng)大的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和備份功能,以保證數(shù)據(jù)的安全性和完整性。

3 LIMS 在國(guó)內(nèi)某大型鉛鋅礦的應(yīng)用實(shí)踐

3.1 礦山概況

國(guó)內(nèi)某大型鉛鋅礦是亞洲已探明地質(zhì)儲(chǔ)量和鉛鋅精礦產(chǎn)量最大的礦山之一,該礦自1958 年建礦以來(lái),經(jīng)過(guò)多次技術(shù)改造和擴(kuò)建,現(xiàn)已具備日處理鉛鋅礦石5 000 t、年產(chǎn)鉛鋅金屬量18 萬(wàn)t 的綜合生產(chǎn)能力。 該礦質(zhì)控中心負(fù)責(zé)為礦山采選生產(chǎn)、科研技改、各類(lèi)試驗(yàn)和產(chǎn)品銷(xiāo)售提供化驗(yàn)檢測(cè)服務(wù),為企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)決策提供數(shù)據(jù)支持。 為緊跟行業(yè)信息化發(fā)展潮流,該中心制定了“標(biāo)準(zhǔn)化、信息化、自動(dòng)化”的建設(shè)目標(biāo)。 2018—2020 年,該中心順利完成了CMA 資質(zhì)認(rèn)證和CNAS 實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可,建立了全面的質(zhì)量管理標(biāo)準(zhǔn)體系。 隨后,2020—2022 年,根據(jù)礦山企業(yè)化驗(yàn)檢測(cè)業(yè)務(wù)特點(diǎn)和實(shí)際需求,該中心成功研發(fā)出一款符合CNAS 體系要求、融合行業(yè)管理特色的LIMS 系統(tǒng),開(kāi)啟了礦山實(shí)驗(yàn)室數(shù)字化信息化管理的新篇章。

3.2 LIMS 架構(gòu)設(shè)計(jì)

針對(duì)傳統(tǒng)化驗(yàn)檢測(cè)模式存在的問(wèn)題,依據(jù)《CNAS-CL01 檢測(cè)和校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室能力認(rèn)可準(zhǔn)則(ISO/IEC 17025)》[15-16]設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了金屬礦山LIMS 系統(tǒng)。系統(tǒng)的總體架構(gòu)如圖1 所示。

圖1 LIMS 系統(tǒng)架構(gòu)示意Fig.1 Schematic of the LIMS system architecture

(1)系統(tǒng)管理。 設(shè)計(jì)系統(tǒng)管理模塊,用于對(duì)模塊、按鈕、數(shù)據(jù)字典進(jìn)行設(shè)置管理。 設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)管理模塊,用于對(duì)部門(mén)和職位進(jìn)行設(shè)置管理。 設(shè)計(jì)權(quán)限管理模塊,對(duì)用戶、角色或用戶組進(jìn)行權(quán)限設(shè)置管理。

(2)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理。 該模塊是LIMS 架構(gòu)設(shè)計(jì)的核心。 通過(guò)建立樣品類(lèi)型、樣品名稱與檢測(cè)項(xiàng)目之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系,對(duì)委托單位、檢測(cè)部門(mén)、化驗(yàn)崗位、檢測(cè)方法、計(jì)算公式、標(biāo)定公式、再現(xiàn)性限、雙杯單人分析等進(jìn)行關(guān)聯(lián)配置。

(3)檢測(cè)流程。 根據(jù)CNAS 體系規(guī)范,設(shè)計(jì)LIMS標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)流程,主要包括業(yè)務(wù)委托、受理、加密、收樣、任務(wù)分配、任務(wù)認(rèn)領(lǐng)、稱樣、定容、測(cè)定和結(jié)果匯總,對(duì)檢測(cè)過(guò)程實(shí)行流程化管理,以確保檢測(cè)程序的嚴(yán)謹(jǐn)性和規(guī)范性。

(4)報(bào)告流程。 設(shè)計(jì)報(bào)告編制、審核、批準(zhǔn)、發(fā)布、歸檔等標(biāo)準(zhǔn)流程,以確保檢測(cè)報(bào)告的質(zhì)量和準(zhǔn)確性。 在報(bào)告編制環(huán)節(jié),系統(tǒng)按照規(guī)定的格式和內(nèi)容要求進(jìn)行編制,以確保報(bào)告的真實(shí)性、準(zhǔn)確性和完整性。在審核環(huán)節(jié),由專業(yè)人員對(duì)報(bào)告的內(nèi)容、格式、數(shù)據(jù)分析和結(jié)論等進(jìn)行全面審查和評(píng)估,以確保報(bào)告的質(zhì)量和合規(guī)性。 在批準(zhǔn)環(huán)節(jié),由高層管理人員對(duì)報(bào)告進(jìn)行審批和決策,以確保報(bào)告的權(quán)威性。 經(jīng)過(guò)批準(zhǔn)的報(bào)告將傳達(dá)給相關(guān)人員,并確保報(bào)告的傳達(dá)方式和時(shí)間符合標(biāo)準(zhǔn)要求。 在歸檔環(huán)節(jié),系統(tǒng)將整理并保存報(bào)告以備查詢和追溯。

(5)統(tǒng)計(jì)查詢。 設(shè)計(jì)業(yè)務(wù)流轉(zhuǎn)、檢測(cè)進(jìn)度、報(bào)告進(jìn)度、工作量統(tǒng)計(jì)、報(bào)告溯源等查詢功能,提供友好、精準(zhǔn)的查詢體驗(yàn)。 用戶可以通過(guò)該模塊輕松查詢業(yè)務(wù)的實(shí)時(shí)狀態(tài),跟蹤監(jiān)控業(yè)務(wù)流程,以便更好地把握業(yè)務(wù)進(jìn)展情況。 同時(shí),該模塊還應(yīng)具備報(bào)告自動(dòng)生成功能,并自動(dòng)對(duì)人員的工作量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析。

(6)質(zhì)量管理。 設(shè)計(jì)質(zhì)量抽查、質(zhì)控樣管理、質(zhì)控圖、人員監(jiān)督及質(zhì)量監(jiān)控等功能。 質(zhì)量抽查模塊通過(guò)隨機(jī)或按計(jì)劃抽取樣品進(jìn)行檢測(cè),以評(píng)估產(chǎn)品或檢測(cè)的質(zhì)量,確保質(zhì)量控制貫穿于整個(gè)質(zhì)量活動(dòng)過(guò)程。質(zhì)控圖模塊通過(guò)可視化方式展示質(zhì)量控制數(shù)據(jù),提供對(duì)質(zhì)量數(shù)據(jù)的趨勢(shì)分析和預(yù)測(cè)功能,幫助管理人員快速了解質(zhì)量狀況,識(shí)別異常數(shù)據(jù)和趨勢(shì),及時(shí)采取糾正措施,進(jìn)行相應(yīng)決策,避免質(zhì)量問(wèn)題擴(kuò)大化。 人員監(jiān)督模塊則對(duì)參與質(zhì)量管理過(guò)程的人員進(jìn)行監(jiān)督和管理,確保工作人員具備必要的資質(zhì)和技能,并提供對(duì)培訓(xùn)需求和績(jī)效評(píng)估的管理功能。 通過(guò)這些功能確保質(zhì)量管理過(guò)程的嚴(yán)謹(jǐn)性和可靠性。

(7)資源管理。 資源管理主要包括對(duì)人員、設(shè)備、文件、試劑和樣品等資源的管理。 在人員管理方面,要確保相關(guān)人員具備必要的專業(yè)技能和知識(shí),提供人員資質(zhì)審查和培訓(xùn)管理功能。 在設(shè)備管理方面,提供設(shè)備采購(gòu)、使用、維護(hù)、校準(zhǔn)、維修、報(bào)廢全生命周期管理功能。 在文件管理方面,提供文件發(fā)放、歸檔、存儲(chǔ)管理功能和定期查新功能,確保其與最新標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)法規(guī)保持一致。

3.3 LIMS 應(yīng)用創(chuàng)新

3.3.1 業(yè)務(wù)管理流程化

借助LIMS 系統(tǒng),檢測(cè)過(guò)程實(shí)現(xiàn)了符合CNAS 體系要求的流程化管理。 從業(yè)務(wù)委托、樣品接收、任務(wù)分配、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)審核,到結(jié)果匯總、報(bào)告編制、報(bào)告審批和發(fā)布,整個(gè)業(yè)務(wù)流程均受到LIMS 系統(tǒng)的嚴(yán)密監(jiān)控和管理。 業(yè)務(wù)流程如圖2 所示。

圖2 LIMS 檢測(cè)業(yè)務(wù)流程示意Fig.2 Schematic of the LIMS detection business process

在業(yè)務(wù)委托過(guò)程中,用戶可以通過(guò)遠(yuǎn)程登錄LIMS 系統(tǒng),自主選擇樣品類(lèi)型和檢測(cè)項(xiàng)目進(jìn)行委托,同時(shí)可以打印樣品標(biāo)簽和委托單。 收發(fā)室通過(guò)掃描樣品標(biāo)簽的方式受理樣品,并簽訂委托檢測(cè)協(xié)議。 在樣品移交檢測(cè)室之前,可根據(jù)需要對(duì)樣品進(jìn)行加密處理。 在檢測(cè)室收樣登記后,系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)將檢測(cè)任務(wù)分配至各檢測(cè)部門(mén)和崗位。 檢測(cè)人員需通過(guò)個(gè)人賬號(hào)登錄系統(tǒng),選擇相應(yīng)的檢測(cè)崗位、檢測(cè)項(xiàng)目和檢測(cè)方法,主動(dòng)認(rèn)領(lǐng)檢測(cè)任務(wù)并完成檢測(cè)。 檢測(cè)完成后,結(jié)果將自動(dòng)進(jìn)行匯總、超差判定、復(fù)檢提示和結(jié)果平均處理。 當(dāng)匯總結(jié)果提交后,系統(tǒng)將根據(jù)委托單自動(dòng)完成報(bào)告編制,管理人員則按照系統(tǒng)授權(quán)進(jìn)行報(bào)告的審核、批準(zhǔn)和發(fā)布。 整個(gè)流程各環(huán)節(jié)緊密銜接、環(huán)環(huán)相扣,必須按照既定流程進(jìn)行,任何人無(wú)法隨意改變,從而有效杜絕了管理漏洞。

3.3.2 檢測(cè)過(guò)程自動(dòng)化

在傳統(tǒng)的化驗(yàn)檢測(cè)過(guò)程中,數(shù)據(jù)抄錄、結(jié)果計(jì)算、匯總登記以及報(bào)告編制等環(huán)節(jié)均需人工手動(dòng)操作,這種方式不僅工作量大,過(guò)程也較為繁瑣,且極易出現(xiàn)錯(cuò)誤,從而直接影響化驗(yàn)檢測(cè)的質(zhì)量。 LIMS 通過(guò)數(shù)字化技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、處理、傳輸及保存[17-18],確保檢測(cè)過(guò)程數(shù)據(jù)處理的準(zhǔn)確性和規(guī)范性,從而有效避免了人為錯(cuò)誤發(fā)生,提高化驗(yàn)檢測(cè)質(zhì)量。

(1)數(shù)據(jù)自動(dòng)采集。 LIMS 采用多種技術(shù)手段來(lái)確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和完整性。 一是通過(guò)不同的端口通信協(xié)議,自動(dòng)采集天平及溫濕度計(jì)的測(cè)量數(shù)據(jù)。 二是通過(guò)二維碼技術(shù),自動(dòng)獲取樣品、標(biāo)準(zhǔn)溶液、儀器設(shè)備的相關(guān)信息,如名稱、編號(hào)、型號(hào)、規(guī)格、濃度等。 三是通過(guò)導(dǎo)入和解析測(cè)定數(shù)據(jù)文件,自動(dòng)采集分析儀器的檢測(cè)數(shù)據(jù)。 四是借助移動(dòng)通信技術(shù),自動(dòng)采集Pad端錄入的數(shù)據(jù)。 這些技術(shù)的應(yīng)用徹底取代了人工抄寫(xiě)記錄方式,顯著提高了數(shù)據(jù)采集效率和準(zhǔn)確度。 數(shù)據(jù)采集平臺(tái)如圖3 所示。

圖3 LT-IoT 數(shù)據(jù)采集平臺(tái)Fig.3 LT-IoT data acquisition platform

(2)結(jié)果自動(dòng)計(jì)算。 在基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理模塊中,可以預(yù)先設(shè)置標(biāo)定計(jì)算公式和結(jié)果計(jì)算公式(圖4)。在檢測(cè)時(shí),系統(tǒng)只需采集稱樣量、體積、濃度等原始檢測(cè)數(shù)據(jù),分析結(jié)果將自動(dòng)計(jì)算,從而避免因人工計(jì)算和反復(fù)抄寫(xiě)而產(chǎn)生的錯(cuò)誤。

圖4 計(jì)算公式管理Fig.4 Calculation formula management

(3)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)化傳輸。 檢測(cè)數(shù)據(jù)通過(guò)局域網(wǎng)、Wi-Fi 或者AP 等進(jìn)行傳輸和共享,委托方可登錄網(wǎng)絡(luò)查詢、下載和打印檢測(cè)報(bào)告。

(4)報(bào)告自動(dòng)歸檔。 LIMS 將檢測(cè)記錄表、結(jié)果匯總表、檢測(cè)報(bào)告等原始記錄以數(shù)字化形式進(jìn)行存儲(chǔ)歸檔,解決了紙質(zhì)記錄保存難、歸檔難、查詢難等問(wèn)題,確保記錄的準(zhǔn)確性和完整性。

3.3.3 結(jié)果匯總規(guī)范化

LIMS 系統(tǒng)嚴(yán)格按照相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求,對(duì)化驗(yàn)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)?shù)男藜s、計(jì)算與匯總。

(1)規(guī)范數(shù)字修約。 在數(shù)據(jù)采集階段,系統(tǒng)根據(jù)分析儀器測(cè)量精度來(lái)確定有效數(shù)字,確保數(shù)據(jù)具有較高的精確度。

(2)規(guī)范結(jié)果計(jì)算。 在結(jié)果計(jì)算時(shí),系統(tǒng)會(huì)按照標(biāo)準(zhǔn)方法的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行計(jì)算,確保結(jié)果的規(guī)范性和準(zhǔn)確性。

(3)結(jié)果自動(dòng)匯總。 當(dāng)平行樣分析結(jié)果提交后,系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)進(jìn)行匯總,無(wú)需人工抄寫(xiě)謄錄,大大提高了工作效率。

(4)規(guī)范超差判定。在處理匯總結(jié)果時(shí),系統(tǒng)會(huì)依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)方法的再現(xiàn)性限,對(duì)平行樣結(jié)果是否超差進(jìn)行判定。 同時(shí),根據(jù)平行樣結(jié)果的極差值與再現(xiàn)性限的相差程度,按照試樣分析結(jié)果可接受性評(píng)價(jià)流程[19],系統(tǒng)將自動(dòng)判定應(yīng)執(zhí)行單杯重驗(yàn)還是雙杯重驗(yàn)。 其中,再現(xiàn)性限是由系統(tǒng)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)方法規(guī)定用插入法或者外延法計(jì)算得到。

(5)規(guī)范平均結(jié)果計(jì)算。 在計(jì)算平均結(jié)果時(shí),系統(tǒng)會(huì)根據(jù)平行結(jié)果匯總計(jì)算規(guī)則,自動(dòng)計(jì)算平行樣結(jié)果的算術(shù)平均值或者中位數(shù)作為平均結(jié)果。 整個(gè)匯總過(guò)程由系統(tǒng)按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范流程自動(dòng)處理,完全避免了人工干預(yù)和計(jì)算錯(cuò)誤,顯著提高了工作效率。

3.3.4 報(bào)告管理程序化

匯總結(jié)果提交后,系統(tǒng)根據(jù)委托檢測(cè)協(xié)議書(shū)自動(dòng)生成檢測(cè)報(bào)告。 根據(jù)系統(tǒng)分配的報(bào)告審批權(quán)限,用戶可以編制、審核、批準(zhǔn)檢測(cè)報(bào)告。 在審批過(guò)程中,用戶可以查看相關(guān)的原始記錄,并允許將可疑報(bào)告進(jìn)行回退處理。 在審批提交時(shí),可以指定下一步審批責(zé)任人。 報(bào)告發(fā)布后,委托方可以通過(guò)登錄系統(tǒng)查看、下載、打印本單位的相關(guān)檢測(cè)報(bào)告。 通過(guò)這種方式,實(shí)現(xiàn)了檢測(cè)報(bào)告審批的程序化處理和規(guī)范化管理。 同時(shí),用戶在審批過(guò)程中無(wú)法修改或刪除任何數(shù)據(jù),從而克服了傳統(tǒng)模式下依賴手寫(xiě)編制、復(fù)印抄寫(xiě)和人工傳送報(bào)告的不足,避免了報(bào)告被篡改。

3.3.5 報(bào)告溯源數(shù)字化

在報(bào)告溯源模塊中,用戶可以通過(guò)委托編號(hào)、報(bào)告編號(hào)以及樣品類(lèi)型輕松查找到歷史檢測(cè)報(bào)告,對(duì)報(bào)告數(shù)據(jù)進(jìn)行溯源(如圖5 所示),極大地提高了報(bào)告溯源效率和便利性。

圖5 報(bào)告溯源界面Fig.5 Interface of report traceability

3.3.6 體系管控平臺(tái)化

根據(jù)《檢測(cè)和校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室能力認(rèn)可準(zhǔn)則》(CNASCL01),經(jīng)過(guò)確認(rèn)的實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)(LIMS)可以用于收集、處理、記錄、報(bào)告、存儲(chǔ)或檢索實(shí)驗(yàn)室活動(dòng)所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)和信息[20],對(duì)CNAS 體系要求的全部要素實(shí)現(xiàn)平臺(tái)化管理。

(1)數(shù)據(jù)管理。 LIMS 系統(tǒng)可以將檢測(cè)活動(dòng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)、圖譜、記錄、報(bào)告等信息以數(shù)字化形式進(jìn)行存儲(chǔ)和管理。

(2)人員管理。 LIMS 系統(tǒng)以文件形式存儲(chǔ)人員的個(gè)人信息、培訓(xùn)記錄、能力確認(rèn)記錄、崗位、權(quán)限分配、質(zhì)量監(jiān)督和監(jiān)控記錄等。 通過(guò)角色、崗位定義,將人員的培訓(xùn)記錄、能力確認(rèn)記錄進(jìn)行相互關(guān)聯(lián)。 只有經(jīng)過(guò)考核授權(quán)的人員才能開(kāi)展檢測(cè)工作、使用相關(guān)儀器,有效避免了缺乏資質(zhì)或未經(jīng)授權(quán)的人員開(kāi)展檢測(cè)工作。

(3)設(shè)備管理。 LIMS 系統(tǒng)對(duì)儀器設(shè)備的名稱、型號(hào)、規(guī)格、生產(chǎn)廠家、生產(chǎn)日期、出廠編號(hào)、管理編號(hào)、有效期、檢定周期、二維碼等基本信息進(jìn)行統(tǒng)一管理,并將設(shè)備采購(gòu)、使用、維護(hù)、維修、報(bào)廢等記錄信息以附件形式保存在系統(tǒng)中。 系統(tǒng)將儀器設(shè)備、標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的狀態(tài)與檢測(cè)流程進(jìn)行關(guān)聯(lián),確保超標(biāo)、檢定過(guò)期、不合格的設(shè)備無(wú)法進(jìn)入檢測(cè)流程。

(4)資源管理。 通過(guò)LIMS 對(duì)玻璃儀器、化學(xué)試劑、樣品的出入庫(kù)及盤(pán)點(diǎn)操作進(jìn)行管理。

(5)標(biāo)準(zhǔn)管理。 通過(guò)創(chuàng)建標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)方法庫(kù),關(guān)聯(lián)計(jì)算公式、標(biāo)定公式、記錄表格,對(duì)標(biāo)準(zhǔn)方法及相關(guān)計(jì)算進(jìn)行管理。

(6)質(zhì)量管理。 通過(guò)人員監(jiān)督、質(zhì)量監(jiān)控、質(zhì)量抽查、質(zhì)控圖(圖6)、能力驗(yàn)證、管理評(píng)審等功能模塊,對(duì)實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)活動(dòng)及質(zhì)量進(jìn)行管理。

圖6 質(zhì)控圖界面Fig.6 Interface of quality control chart

3.4 LIMS 應(yīng)用成效

經(jīng)過(guò)2 a 左右的開(kāi)發(fā)、測(cè)試、優(yōu)化及試運(yùn)行,LIMS系統(tǒng)在2022 年9 月順利通過(guò)竣工驗(yàn)收,并正式投入使用。 該系統(tǒng)成功實(shí)現(xiàn)了信息技術(shù)、儀器技術(shù)、分析測(cè)試技術(shù)與CNAS 質(zhì)量管理體系的有機(jī)結(jié)合,為礦山企業(yè)開(kāi)創(chuàng)了一種全新的實(shí)驗(yàn)室管理模式。 其應(yīng)用效果主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:

(1)實(shí)現(xiàn)了檢測(cè)數(shù)據(jù)的自動(dòng)化采集、規(guī)范化錄入、智能化處理以及電子化保存,顯著提高了工作效率和檢測(cè)質(zhì)量。

(2)實(shí)現(xiàn)了檢測(cè)過(guò)程無(wú)紙化辦公、檢測(cè)報(bào)告網(wǎng)絡(luò)化發(fā)布、業(yè)務(wù)流程規(guī)范化管理、CNAS 體系平臺(tái)化運(yùn)行,優(yōu)化了資源配置,促進(jìn)了信息共享,提升了實(shí)驗(yàn)室管理水平。

(3)有效克服了傳統(tǒng)檢測(cè)模式中的諸多弊端,如數(shù)據(jù)靠紙記、結(jié)果靠人算、匯總靠手抄、報(bào)告靠復(fù)寫(xiě)、傳遞靠跑腿等,避免了傳統(tǒng)檢測(cè)模式中數(shù)據(jù)謄抄轉(zhuǎn)錄錯(cuò)誤以及人為篡改的風(fēng)險(xiǎn),加強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)室規(guī)范化管理和質(zhì)量控制能力。

4 結(jié) 論

(1)針對(duì)礦山企業(yè)化驗(yàn)檢測(cè)管理模式落后、市面上通用型LIMS 軟件無(wú)法充分滿足礦山行業(yè)實(shí)驗(yàn)室特殊需求的問(wèn)題,結(jié)合CNAS 質(zhì)量管理體系要求,研發(fā)了一款具有礦山行業(yè)特色的LIMS 系統(tǒng)。 該系統(tǒng)在基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理、業(yè)務(wù)委托流程、檢測(cè)流程、報(bào)告管理流程等方面進(jìn)行了系統(tǒng)性創(chuàng)新。 系統(tǒng)引入了樣品類(lèi)型、設(shè)備類(lèi)型、化驗(yàn)崗位、再現(xiàn)性限設(shè)置和報(bào)告權(quán)限設(shè)置等概念,建立了樣品類(lèi)型、樣品名稱、檢測(cè)項(xiàng)目、檢測(cè)方法和設(shè)備類(lèi)型之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系。 根據(jù)這些關(guān)聯(lián)關(guān)系,系統(tǒng)可以自動(dòng)將檢測(cè)任務(wù)分配到特定的檢測(cè)班組和化驗(yàn)崗位,并關(guān)聯(lián)相應(yīng)的分析儀器。 通過(guò)這些關(guān)聯(lián)關(guān)系,可以批量委托檢測(cè)任務(wù),靈活設(shè)置用戶的報(bào)告審批權(quán)限。 在進(jìn)行結(jié)果匯總處理時(shí),系統(tǒng)會(huì)首先根據(jù)檢測(cè)時(shí)選擇的檢測(cè)方法計(jì)算再現(xiàn)性限,然后判斷平行檢測(cè)結(jié)果是否超出了允許的誤差范圍。 對(duì)于超差情況,系統(tǒng)明確了重驗(yàn)方式以及平均結(jié)果的計(jì)算方法,并對(duì)其作了嚴(yán)格的規(guī)定。

(2)該系統(tǒng)利用LT-IoT 數(shù)據(jù)采集平臺(tái),實(shí)現(xiàn)了分析儀器、天平、溫濕度計(jì)、二維碼等數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集,確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性、完整性和可追溯性。 同時(shí),該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了分析結(jié)果的自動(dòng)計(jì)算與匯總,建立了規(guī)范的委托業(yè)務(wù)、化驗(yàn)檢測(cè)、報(bào)告審批及質(zhì)量管理等業(yè)務(wù)流程,有效解決了人工抄寫(xiě)算記容易導(dǎo)致的數(shù)據(jù)錯(cuò)誤、工作效率低下、記錄追溯困難以及管理不規(guī)范等問(wèn)題,提升了實(shí)驗(yàn)室整體質(zhì)量管理水平與綜合競(jìng)爭(zhēng)力。 該系統(tǒng)的研發(fā)成功,為金屬礦山行業(yè)提供了一個(gè)高效、嚴(yán)謹(jǐn)、規(guī)范化的實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng),為行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供了強(qiáng)有力的支持。

(3)由于分析儀器種類(lèi)繁多,數(shù)據(jù)接口各不相同,要徹底實(shí)現(xiàn)儀器數(shù)據(jù)全自動(dòng)采集面臨諸多困難。如果儀器設(shè)備生產(chǎn)廠家能統(tǒng)一設(shè)備數(shù)據(jù)接口,提供接口協(xié)議規(guī)范,將有助于LIMS 實(shí)現(xiàn)檢測(cè)數(shù)據(jù)全自動(dòng)采集。