實驗室如何實現自動化管理？
2018-08-21
作者：
瀏覽數：2002
1 國際化高標準實驗室的標準化
實驗室即進行實驗的場所, 是科技的產出地, 檢測實驗室主要是對樣品性能/功能方面進行測試, 其出具的檢測結果具有法律意義。為了保證實驗室檢測結果的科學性、客觀性和公正性, 國際上引入了標準化的概念。我國實驗室認可委員會也依照此標準對實驗室展開認可工作。
實驗室的日常測試工作應當在ISO17025標準的規范下進行。
ISO17025規定的核心內容包括:定義、組織和管理、質量體系、審核和評審、人員、設施和環境、設備和標準物質、量值溯源和校準、校準和檢測方法、樣品管理、記錄、證書和報告、校準或檢測的分包、外部協助和供給、投訴等內容。該標準的核心內容為設備和標準物質、量值溯源和校準、校準和檢測方法、樣品管理, 這些內容是評價實驗室校準或檢測能力是否達到預期要求的重要標準。
通過ISO17025標準認可的實驗室有諸多益處:證明了實驗室具有能夠按照國際標準開展校準和檢測的能力;增強實驗室在校準/檢測市場的競爭能力, 贏得政府部門和社會各界的信任;可以推進實驗室參與國際認可業務雙邊、多邊合作, 得到更廣泛的認可。為此, 眾多高水準的實驗室都依照ISO17025的要求運行。
在測試方面, 為滿足ISO17025的要求, 要求在完成測試的基礎上對“人機料法環”這5個方面進行全面的控制和跟蹤。
2 傳統實驗室應對標準化的不足
而傳統運行的實驗室存在著很多質量方面的欠缺, 例如實驗室的測試報告仍然通過人工完成, 存在效率較低、人為誤差較大等缺點。同時, 存在報告封面、簽字頁的排版布局差別大, 使用儀表的種類、校準日期與實際測試不一致等突出問題。
同時, 測試人員與測試負責管理員在測試項目過程中, 缺少統一測試項目信息管理系統平臺, 導致測試進度無法實時反饋, 造成對測試任務了解不夠清晰的問題。
如果采用自動化測試報告導出系統代替人工完成測試報告, 將顯著縮短測試周期, 提高生成測試報告的效率和準確性。
針對上述問題, 結合實際工作需要, 經過詳細充分的討論, 協調確定系統功能, 最終決定開發一套適合于檢測實驗室的項目管理和報告生成系統, 以優化測試管理水平, 提高測試效率, 提高輸出測試報告的科學性與嚴謹性。
鑒于ISO17025標準對實驗室做了大量嚴格的規定, 測試管理系統作為計算機輔助的手段, 可以承擔起更多的監督、提醒等輔助功能。
隨著計算機和互聯網技術的普及, 為了提高管理效率, 在各黨政機關事業單位、銀行、醫療機構采用一系列現代化的辦公設備和先進的通信技術, 可以廣泛、全面、迅速地收集、整理、加工、存儲和使用信息, 使企業內部人員方便快捷地共享信息, 高效地協同工作;改變過去復雜、低效的手工辦公方式, 為科學管理和決策服務, 從而達到提高行政效率的目的。
這些傳統意義上的管理系統, 都是基于信息的傳遞處理和存儲。而檢測實驗室的管理系統則是將線下的檢測搬至線上, 與近期互聯網上O2O的理念類似。一些線下的數據, 一旦選擇合適的方式轉移至線上, 將會減少大量的數據處理事件時間, 提高檢測工作的效率, 降低差錯率, 并且在線上大數據的基礎上進行統計、研究, 可以產生大量的附加值, 從而可以從更多的角度更好地服務檢測工作。
3 自動化管理系統的目標與建設
系統中任務的管理, 通過在系統平臺中建立測試項目的模塊, 可以使測試管理員與測試員方便直觀地對測試任務進行實時了解, 便于協同辦公, 提高工作效率, 同時實現對測試人員工作的監管以及測試項目的控制。
另一方面是報告生成, 主要是完成報告的編制。測試報告是反映測試過程和結果、記錄測試數據的常用形式。測試報告包括測試數據、分析結果以及一些附加信息, 如測試時間、測試人員、測試環境、測試儀器等, 這些內容一般用文本、圖表等形式來表現。通過編程實現了測試報告的自動生成, 既避免由人員錄入數據產生的誤差, 又提高了測試數據分析的實時性與科學嚴謹性, 為進一步進行處理檢驗提供了便利。
項目完成的目標系統包括兩部分:Web網頁前臺軟件以及對應系統后臺。Web操作軟件提供系統角色使用基本操作與查看交互, 系統后臺與系統數據源提供軟件業務邏輯的支持。整體架構如圖1所示。
圖1 整體架構
(1) 系統后臺
包括業務服務器與數據庫服務器的開發, 為整個項目提供數據源與功能接口。
(2) Web端軟件
提供業務操作界面, 包括測試項目建立、管理、查詢、審核、生成報告等業務能力。
Web端軟件可以實現諸多功能, 在此架構下, 主要功能是進行檢測項目的記錄和檢測數據的上傳管理, 通過系統的管理員界面對每個任務進行單獨配置, 配置的過程是管理系統能否被接受并且長期應用的關鍵。是否能夠充分地滿足每個任務測試項目的需求, 并且準確地配置, 是管理系統質量的重要評價指標。
配置成功后, 系統就對應每個測試項目在數據庫中建立分項, 包括擬上傳的測試結果、測試分項的具體要求, 并且與相應項目的檢驗規程進行鏈接。
測試員在檢測界面中對擬進行的測試分項進行領取, 領取成功后, 進入測試和結果上傳界面。此界面調用了測試要求的數據庫, 創建了數據上傳界面, 顯示了測試要求和該分項對應的操作規程, 可以指導測試人員正確地完成測試。
此分項檢測結束后, 測試人員上傳正確的檢測結果、檢測布置照片和檢測結論后, 點擊上傳, 即可完成測試。
圖2描述了一個測試項目完成的過程。
圖2 測試與任務完成用例
所有測試分項結束后, 該任務的狀態則顯示為待審。
測試負責人員對該任務所有的測試分項結果進行審核, 審核確認測試操作、結果和結論無誤后, 可以點擊生成報告。測試系統將會調用報告生成的應用, 將該任務所有分項測試結果匯總, 并且調用數據庫中的報告模板, 將所有分項結果自動填充到分項報告模板中, 最終將所有的分項報告匯總成為總報告。
測試系統除了能夠生成測試報告以外, 還能夠依據ISO17025的要求, 提取測試的一些要素, 生成電子的測試記錄, 例如任務的基本信息, 到樣的基本情況, 實驗環境 (包括溫濕度大氣壓等) , 每個分項的檢測人員、檢測時間等。
在應用層, 測試系統還可以對檢測數據進行深層次的處理, 例如一些測試只提供了原始數據, 而后期的報告編寫需要在此基礎上進行大量的運算, 以往這些工作需要手動完成, 使用測試系統后, 只要完成運算算法的編寫, 導入管理系統中, 并且完成對原始數據的解析和定位, 大量重復性的工作可以自動化運行。自動生成的結果會填充到模板相應的位置上, 既減少了報告人員的工作量, 也減少了差錯率。
4 基于數據的拓展功能
此時的測試管理系統已經擁有了大量的數據基礎, 在應用層面, 可以利用這些檢測數據, 進行多種多樣的統計、分析和紀錄功能。
基于管理數據的統計功能主要包括以下幾方面。
(1) 崗位工時的統計
崗位工時記錄了每一分項測試所耗時間, 例如電磁兼容測試中的輻射騷擾測試, 系統在每一個分項點擊領取時, 會記錄開始時間, 測試人員在領取后進行測試, 在測試結束并且完成結果上傳后, 會記錄結束時間。實驗室對每一個分項的測試時間都有紀錄, 通過大量的分項測試時長統計和分析, 對未來任務的工作量預估和測試人員的分配, 都有很重要的指導意義。
(2) 人員工時的統計
每一個測試分項在記錄測試時長的同時也會記錄測試人員, 因此每個測試人員的工作時長也可以累加計算。這可以記錄單位時間內, 例如每個月每位測試人員的有效工作時長, 可以衡量每一位測試人員的工作效率。
(3) 任務工時的統計
對每一個任務下所有測試子項的測試時間進行累加, 即可得到每一任務所需的工時。通過這些數據的統計, 實驗室管理人員對實驗室當前的測試飽和度以及新任務的承接能力一目了然。
基于測試結果的分析功能主要包括以下幾方面。
(1) 測試合格率的分析
每一個測試分項的通過與否, 都作為一項記錄保存。有了大量的合格率數據, 可以對某一分項的通過與否進行分析, 結合產品的情況和測試等級, 給出產品改進的建議或者對測試要求進行反饋, 以達到合理檢出產品瑕疵的目的, 為甲方和生產商提供更好、更有意義的增值服務。《《怎樣做好實驗室標準物質的管理？
(2) 產品質量的分析
同一類產品具有相同的測試分項配置, 對這一類產品, 在大量檢測數據的基礎上, 可以進行深層次的分析, 例如輻射類參數和傳導類參數的通過程度、騷擾類測試和抗擾類參數的通過程度, 從而評價產品的設計缺陷, 對不合格產品的整改提出針對性強的方案, 對合格產品給出客觀的指導意見。
在測試管理與自動出報告系統的管理下, 實驗室的測試工作得到明顯的改善, 效率有很大的提高, 差錯率也有很大幅度的下降。管理人員可以非常便捷準確地獲得測試資源的占用情況和任務的完成情況。測試人員能夠明確目前所需進行的測試項目、方法和要求。做到了全部檢測數據上線管理, 實現了檢測工作的現代化管理, 同時也為實驗室帶來了較好的經濟效益。
