实验室信息管理系统在水质检测实验室的智能化构建

贺威,费相琴,陈艳芬,沈正标,吴爽

摘要：实验室信息智能化管理系统是在Lims的基础上结合物联网技术来实现，物联网是通过信息传感设备，按约定的协议实现人与人、人与物、物与物全面互联的网络。结合实验室实际情况，可以利用射频技术、网络视频监控技术、门禁管理等现有条件，进行数据采集追踪、监控、信息比对、查询、统计与分析后，将人员信息、设备信息、物质信息等进行分类、分型保存，并根据信息的种别和保存位置，建立唯一的标识码（RFID 标签）进行电子档案化管理。同时对人员、物质采用视频监控系统与条码扫描相配合的方式进行监督与记录。

关键词：水质检测、物联网、智能化

水质检测实验室是保障民生水质安全的重要场所。随着水质环境保护力度的不断加强，水质检测工作越来越受到社会的关注，其管理的内容也逐渐精细化、规范化。要保证实验室的安全运行，维持有序、高效，且节能、舒适的实验室环境，需要先进的实验室信息管理系统为水质检测工作搭建平台、提升管理水平。实验室信息管理系统（Lims）是基于实验室全面信息管理的软件，其作用在于强化实验室管理，提高实验室工作效率，并保证实验室数据安全。当下随着物联网技术智能控制和管理在各个领域的应用逐渐成熟，将物联网技术应用于实验室信息管理系统（Lims）中是大势所趋，为实现管理转型提供了强有力的技术支撑。

一、水质检测实验室工作现状

水质检测中心的日常工作分为数据管理和业务管理两大部分，其中数据管理涉及对样品接收、样品分析、样品检测数据的获得；业务管理涉及数据分析、报告编制、资源配置、客户信息及工作的考核等．数据管理和业务管理的工作互相交叉，涉及多个科室，很多时候是全系统内部协作的结果．所以要通过实验室信息管理系统解决以下几点：

（1）提高分析水平、规范样品检测过程；

（2）对数据的统计、查询和分析功能；

（3）通过科学准确的统计数据进行管理决策以及管理体系和质量体系的改进；

（4）报告自动生成功能，减轻人员工作强度，增加数据准确性；

（5）规范试验区域出入管理，对工作环境进行有力监管。

（6）规范实验室仪器设备使用、加强耗材（危化品）管理。

二、水质检测实验室信息管理系统智能化转型的构建

实验室信息智能化管理系统是在Lims的基础上结合物联网技术来实现，物联网是通过信息传感设备，按约定的协议实现人与人、人与物、物与物全面互联的网络。结合实验室实际情况，可以利用射频技术、网络视频监控技术、门禁管理等现有条件，进行数据采集追踪、监控、信息比对、查询、统计与分析后，将人员信息、设备信息、物质信息等进行分类、分型保存，并根据信息的种别和保存位置，建立唯一的标识码（RFID 标签）进行电子档案化管理。同时对人员、物质采用视频监控系统与条码扫描相配合的方式进行监督与记录。

三、智能化管理在水质检测实验室的应用

1、实验室内部人员出入管理

实验室内部人员出入管理主要承担整个实验室各区域的人员进出身份核实工作，并实现对实验室内各区域的工作环境进行有力监管。采用全套人脸识别技术对所有进出人员进行管控。利用人脸识别的技术优势，设置符合实验室内部管理条例的相关判断条件，实现对进出此区域工作人员的权限、行为规范等的综合管制。从而达到有权进入，无权禁止的目的。

结合Lims系统内下达的检测任务，温湿度控制器可以提前使实验区域温度、湿度达到实验要求，智能灯控可以做到人员到达自动亮灯，如长期监测到无人，则自动熄灭。有效减少实验室内部的能源消耗。

2、实验室设备管理

目前由于实验室各项检测工作较多，实验室内设备使用比较频繁，在实验室内人多事杂的情况下，极其容易出现操作不规范的情况，从而影响最终的检测结果。将各实验室设备进行数据联网管理，将设备运行数据与人脸识别数据进行对应并记录，便于日后查验。同时考虑到机器长时间运转存在无人值守的情况，所以针对设备的运作系统设置相应的异常报警提示，一旦系统发出异常报警信息，系统平台则立刻提示相应工作人员检查，并同时在系统后台做好统计记录以备日后查验。

3、实验室耗材（危化品）管理

目前实验室内各种检验耗材物品品种多、数量大、涉及范围广，如果仅仅采用传统的手工记帐或条码手段对物证进行信息化管理，不仅工作量大、查询统计麻烦，而且极易产生差错，从而容易导致仓库内耗材的流失和管理的失控。而提升耗材管理的水平，做好耗材存储的工作，利用先进、安全、规范、智能化的科技和管理手段是必然选择。

利用 RFID 电子标签对仓库中已有耗材进行标注，并将Lims系统中数据与标签一一对应。同时按照电子标签所标注的存放地址分类放置相应的耗材以便日后查找。通过Lims系统设置相应的权限审批提取流程、耗材下限设定提醒、耗材自动检测、数据自动统计等功能，实现仓储自动精细化管理，从而做到远程监控耗材一举一动。对所有耗材（危化品）请求单位与个人进行的身份认证，确认信息无误后对其授予仓库进出权限，并做好后台的管理记录。领取耗材（危化品）时，通过Lims系统后台对 RFID 标签进行时限定位授权，保证该耗材在实验室内的使用期限中也能定位其位置。

4、实验室内部环境管理

实验室环境管理是一个综合利用计算机网络技术、数据库技术、通信技术、自动控制技术、新型传感技术等构成的计算机网络，提供的一种以计算机技术为基础、基于集中管理监控模式的自动化、智能化和高效率的技术手段，系统监控对象主要是环境设备等（如：配电、UPS、空调、温湿度、漏水、烟雾、视频、防雷、消防系统等）。

安装具有管理室内温度、湿度等环境检测功能装置，通过放置在实验室区域内控制器台对实验室内部环境温度、湿度等环境因素进行管控。系统具有通过遥信、遥测、遥控和遥调，对整个系统进行集中监控管理，实现少人值守和无人值守的目标。

系统可实时收集各设备的运行参数、工作状态及告警信息。系统能对智能型和非智能型的设备进行监控，准确的实现遥信、遥调、遥控及遥调等四遥功能。即既能真实的监测被监控现场对象设备的各种工作状态、运行参数，又能根据需要远程地对监控现场对象进行方便的控制操作，还能远程的对具有可配置运行参数的现场对象的参数进行修改。

5、检测结果展示

随着目前水质检测实验室各项工作业务的不断开展，各类检测任务不断的增多，业务数据量的规模也在急速膨胀,同时各种实验产出数据结果格式也不断的在变化，从以往单一的文本逐渐演变成如今图表，动态图形等等格式，因此建议如下：

1、针对实验室现有的管理制度，将实验室的工作任务具体量化，以月、季度、年为单位进行统计，将实验室的考核任务，通过任务数量、任务的完成情况以及整体任务效率用动态图表的形式表现出来，所有考核成绩均以此为准。

2、利用统一的信息渠道，将实验室内的后台数据汇总功能打通，通过展示平台及时的展示最新的检测结果以及各类任务的完成进度。

3、智能化平台与实验室的数据相链接，可以通过监控台实时调取实验室各试验区域的工作情况，以便能够对实验室检测情况及时掌握。

4、通过将个人任务数据与智能化平台共享，通过具体量化数据作为实验室内部评比的实际依据。

5、针对检测任务实行全流程追踪，能随时调取信息获取任务当前的最新进展。

四、结语

智能化实验室管理就是基于互联网技术对传统实验室管理的改进，以更好地服务于实验室。突破地域空间的限制，构建移动终端平台，有助于实验室资源的充分合理利用，实现科学化和规范化的基础实验室管理。将来在水质检测实验室完成智能化转型后，对提高实验室人员业务能力具有重要意义，是未来阶段工作开展的主要方向，对水质检测实验室人才培养及专业技能能力的提升有深远影响。

参考文献：

[1]季文文，任永琼． 基于物联网的计算机实验室智能化管理系统研究［J］． 科技与信息，2019，6: 146 ～ 147