實驗室如何實現(xiàn)自動化管理？
2018-08-21
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1 國際化高標(biāo)準(zhǔn)實驗室的標(biāo)準(zhǔn)化
實驗室即進行實驗的場所, 是科技的產(chǎn)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(jié)果具有法律意義。為了保證實驗室檢測結(jié)果的科學(xué)性、客觀性和公正性, 國際上引入了標(biāo)準(zhǔn)化的概念。我國實驗室認(rèn)可委員會也依照此標(biāo)準(zhǔn)對實驗室展開認(rèn)可工作。
實驗室的日常測試工作應(yīng)當(dāng)在ISO17025標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范下進行。
ISO17025規(guī)定的核心內(nèi)容包括:定義、組織和管理、質(zhì)量體系、審核和評審、人員、設(shè)施和環(huán)境、設(shè)備和標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)、量值溯源和校準(zhǔn)、校準(zhǔn)和檢測方法、樣品管理、記錄、證書和報告、校準(zhǔn)或檢測的分包、外部協(xié)助和供給、投訴等內(nèi)容。該標(biāo)準(zhǔn)的核心內(nèi)容為設(shè)備和標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)、量值溯源和校準(zhǔn)、校準(zhǔn)和檢測方法、樣品管理, 這些內(nèi)容是評價實驗室校準(zhǔn)或檢測能力是否達到預(yù)期要求的重要標(biāo)準(zhǔn)。
通過ISO17025標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)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(biāo)準(zhǔn)開展校準(zhǔn)和檢測的能力;增強實驗室在校準(zhǔn)/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(rèn)可業(yè)務(wù)雙邊、多邊合作, 得到更廣泛的認(rèn)可。為此, 眾多高水準(zhǔn)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(chǔ)上對“人機料法環(huán)”這5個方面進行全面的控制和跟蹤。
2 傳統(tǒng)實驗室應(yīng)對標(biāo)準(zhǔn)化的不足
而傳統(tǒng)運行的實驗室存在著很多質(zhì)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(zhǔn)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(fù)責(zé)管理員在測試項目過程中, 缺少統(tǒng)一測試項目信息管理系統(tǒng)平臺, 導(dǎo)致測試進度無法實時反饋, 造成對測試任務(wù)了解不夠清晰的問題。
如果采用自動化測試報告導(dǎo)出系統(tǒng)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(zhǔn)確性。
針對上述問題, 結(jié)合實際工作需要, 經(jīng)過詳細(xì)充分的討論, 協(xié)調(diào)確定系統(tǒng)功能, 最終決定開發(fā)一套適合于檢測實驗室的項目管理和報告生成系統(tǒng), 以優(yōu)化測試管理水平, 提高測試效率, 提高輸出測試報告的科學(xué)性與嚴(yán)謹(jǐn)性。
鑒于ISO17025標(biāo)準(zhǔn)對實驗室做了大量嚴(yán)格的規(guī)定, 測試管理系統(tǒng)作為計算機輔助的手段, 可以承擔(dān)起更多的監(jiān)督、提醒等輔助功能。
隨著計算機和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的普及, 為了提高管理效率, 在各黨政機關(guān)事業(yè)單位、銀行、醫(yī)療機構(gòu)采用一系列現(xiàn)代化的辦公設(shè)備和先進的通信技術(shù), 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(yè)內(nèi)部人員方便快捷地共享信息, 高效地協(xié)同工作;改變過去復(fù)雜、低效的手工辦公方式, 為科學(xué)管理和決策服務(wù), 從而達到提高行政效率的目的。
這些傳統(tǒng)意義上的管理系統(tǒng), 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(tǒng)則是將線下的檢測搬至線上, 與近期互聯(lián)網(wǎng)上O2O的理念類似。一些線下的數(shù)據(jù), 一旦選擇合適的方式轉(zhuǎn)移至線上, 將會減少大量的數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上進行統(tǒng)計、研究, 可以產(chǎn)生大量的附加值, 從而可以從更多的角度更好地服務(wù)檢測工作。
3 自動化管理系統(tǒng)的目標(biāo)與建設(shè)
系統(tǒng)中任務(wù)的管理, 通過在系統(tǒng)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(wù)進行實時了解, 便于協(xié)同辦公, 提高工作效率, 同時實現(xiàn)對測試人員工作的監(jiān)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(jié)果、記錄測試數(shù)據(jù)的常用形式。測試報告包括測試數(shù)據(jù)、分析結(jié)果以及一些附加信息, 如測試時間、測試人員、測試環(huán)境、測試儀器等, 這些內(nèi)容一般用文本、圖表等形式來表現(xiàn)。通過編程實現(xiàn)了測試報告的自動生成, 既避免由人員錄入數(shù)據(jù)產(chǎn)生的誤差, 又提高了測試數(shù)據(jù)分析的實時性與科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)性, 為進一步進行處理檢驗提供了便利。
項目完成的目標(biāo)系統(tǒng)包括兩部分:Web網(wǎng)頁前臺軟件以及對應(yīng)系統(tǒng)后臺。Web操作軟件提供系統(tǒng)角色使用基本操作與查看交互, 系統(tǒng)后臺與系統(tǒng)數(shù)據(jù)源提供軟件業(yè)務(wù)邏輯的支持。整體架構(gòu)如圖1所示。
圖1 整體架構(gòu)
(1) 系統(tǒng)后臺
包括業(yè)務(wù)服務(wù)器與數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的開發(fā), 為整個項目提供數(shù)據(jù)源與功能接口。
(2) Web端軟件
提供業(yè)務(wù)操作界面, 包括測試項目建立、管理、查詢、審核、生成報告等業(yè)務(wù)能力。
Web端軟件可以實現(xiàn)諸多功能, 在此架構(gòu)下, 主要功能是進行檢測項目的記錄和檢測數(shù)據(jù)的上傳管理, 通過系統(tǒng)的管理員界面對每個任務(wù)進行單獨配置, 配置的過程是管理系統(tǒng)能否被接受并且長期應(yīng)用的關(guān)鍵。是否能夠充分地滿足每個任務(wù)測試項目的需求, 并且準(zhǔn)確地配置, 是管理系統(tǒng)質(zhì)量的重要評價指標(biāo)。
配置成功后, 系統(tǒng)就對應(yīng)每個測試項目在數(shù)據(jù)庫中建立分項, 包括擬上傳的測試結(jié)果、測試分項的具體要求, 并且與相應(yīng)項目的檢驗規(guī)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(lǐng)取, 領(lǐng)取成功后, 進入測試和結(jié)果上傳界面。此界面調(diào)用了測試要求的數(shù)據(jù)庫, 創(chuàng)建了數(shù)據(jù)上傳界面, 顯示了測試要求和該分項對應(yīng)的操作規(guī)程, 可以指導(dǎo)測試人員正確地完成測試。
此分項檢測結(jié)束后, 測試人員上傳正確的檢測結(jié)果、檢測布置照片和檢測結(jié)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(wù)完成用例
所有測試分項結(jié)束后, 該任務(wù)的狀態(tài)則顯示為待審。
測試負(fù)責(zé)人員對該任務(wù)所有的測試分項結(jié)果進行審核, 審核確認(rèn)測試操作、結(jié)果和結(jié)論無誤后, 可以點擊生成報告。測試系統(tǒng)將會調(diào)用報告生成的應(yīng)用, 將該任務(wù)所有分項測試結(jié)果匯總, 并且調(diào)用數(shù)據(jù)庫中的報告模板, 將所有分項結(jié)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(tǒng)除了能夠生成測試報告以外, 還能夠依據(jù)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(wù)的基本信息, 到樣的基本情況, 實驗環(huán)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(yīng)用層, 測試系統(tǒng)還可以對檢測數(shù)據(jù)進行深層次的處理, 例如一些測試只提供了原始數(shù)據(jù), 而后期的報告編寫需要在此基礎(chǔ)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(tǒng)后, 只要完成運算算法的編寫, 導(dǎo)入管理系統(tǒng)中, 并且完成對原始數(shù)據(jù)的解析和定位, 大量重復(fù)性的工作可以自動化運行。自動生成的結(jié)果會填充到模板相應(yīng)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(shù)據(jù)的拓展功能
此時的測試管理系統(tǒng)已經(jīng)擁有了大量的數(shù)據(jù)基礎(chǔ), 在應(yīng)用層面, 可以利用這些檢測數(shù)據(jù), 進行多種多樣的統(tǒng)計、分析和紀(jì)錄功能。
基于管理數(shù)據(jù)的統(tǒng)計功能主要包括以下幾方面。
(1) 崗位工時的統(tǒng)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(tǒng)在每一個分項點擊領(lǐng)取時, 會記錄開始時間, 測試人員在領(lǐng)取后進行測試, 在測試結(jié)束并且完成結(jié)果上傳后, 會記錄結(jié)束時間。實驗室對每一個分項的測試時間都有紀(jì)錄, 通過大量的分項測試時長統(tǒng)計和分析, 對未來任務(wù)的工作量預(yù)估和測試人員的分配, 都有很重要的指導(dǎo)意義。
(2) 人員工時的統(tǒng)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(nèi), 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(wù)工時的統(tǒng)計
對每一個任務(wù)下所有測試子項的測試時間進行累加, 即可得到每一任務(wù)所需的工時。通過這些數(shù)據(jù)的統(tǒng)計, 實驗室管理人員對實驗室當(dāng)前的測試飽和度以及新任務(wù)的承接能力一目了然。
基于測試結(jié)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(shù)據(jù), 可以對某一分項的通過與否進行分析, 結(jié)合產(chǎn)品的情況和測試等級, 給出產(chǎn)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(chǎn)品瑕疵的目的, 為甲方和生產(chǎn)商提供更好、更有意義的增值服務(wù)?！丁?strong>怎樣做好實驗室標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的管理？
(2) 產(chǎn)品質(zhì)量的分析
同一類產(chǎn)品具有相同的測試分項配置, 對這一類產(chǎn)品, 在大量檢測數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上, 可以進行深層次的分析, 例如輻射類參數(shù)和傳導(dǎo)類參數(shù)的通過程度、騷擾類測試和抗擾類參數(shù)的通過程度, 從而評價產(chǎn)品的設(shè)計缺陷, 對不合格產(chǎn)品的整改提出針對性強的方案, 對合格產(chǎn)品給出客觀的指導(dǎo)意見。
在測試管理與自動出報告系統(tǒng)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(zhǔn)確地獲得測試資源的占用情況和任務(wù)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(shù)據(jù)上線管理, 實現(xiàn)了檢測工作的現(xiàn)代化管理, 同時也為實驗室?guī)砹溯^好的經(jīng)濟效益。
