5E-CLIMS 2.0版標準化實驗室系統的應用

薛永妍

(山西華陽集團新能股份有限公司 選煤質量管理中心中心實驗室，山西 陽泉 045000)

21世紀是網絡信息時代，各行各業利用信息化系統對工作流程進行規劃已經是必然趨勢，隨著國家對煤炭質量要求的提高，煤炭企業也要盡快建立完善適合的煤質化驗管理信息系統，提高煤炭質量，降低企業成本。傳統煤質檢測的整體流程為：采樣(人工手寫采樣記錄)—接樣(人工編號)—制樣(人工手寫制樣記錄)—化驗(人工手寫計算原始記錄)—出具測試報告(人工填寫測試結果)[1]。目前，國內大多數的煤質檢測都是以人工操作為主，也因此造成了手寫記錄時間太長、記錄不及時、數據計算容易出錯、數據傳遞時間太長、人為因素干擾太多等多種問題，不僅影響最終測試結果的準確性，而且效率低，還無法及時統計煤質信息，因而不能及時發現煤質的變化情況，導致不能及時將煤質情況反饋給礦方[2]。為了解決上述問題，提高陽煤集團商品煤的市場競爭力和山西華陽集團新能股份有限公司選煤質量管理中心(以下簡稱“中心”)的工作效率，節約人工成本，提高工作質量，建設煤質信息化管理系統顯得尤為重要[3]。2019年，中心引進了5E-CLIMS 2.0版標準化實驗室系統，以煤炭實驗室日常檢測工作為背景，系統地將實驗室業務劃分為若干模塊，綜合處理整合實驗室業務。利用先進的網絡和技術，最大限度的避免數據重復錄入，保證了數據的安全可靠，實現了煤質檢測信息的及時準確傳送[4]。

1 5E-CLIMS 2.0版標準化實驗室系統的建設依據

目前中心管控有中心實驗室及下屬13個質檢站共計14個實驗室，屬于多地點檢測的工作模式。其中有9個實驗室是經過了中國合格評定國家認可委員會(CNAS)認可審核的專業實驗室，所有實驗室的管理工作全部按照CNAS的認可準則、認可規則、認可要求等相關要求開展。中心依據CNAS-CL01：2018《檢測和校準實驗室能力認可準則》和CNAS-CL01-A002：2018《檢測和校準實驗室能力認可準則在化學檢測領域的應用說明》的相關規定建立了一整套體系文件，其中包括《質量手冊》、《程序文件》、《作業文件》和《記錄表格》。5E-CLIMS 2.0版標準化實驗室系統的各項功能開發需要對照CNAS-CL01：2018《檢測和校準實驗室能力認可準則》中7.11 數據控制和信息管理以及中心體系文件的相關要求，檢測工作的依據則是國家標準，每一項具體功能對應的技術要求都需要參照最新的標準和文件進行設計開發。

2 5E-CLIMS 2.0版標準化實驗室系統的系統設計

2.1 系統架構

根據中心煤質檢測的工作流程，5E-CLIMS 2.0版標準化實驗室系統包括：煤樣接收、煤樣檢測、檢測數據管理、質量控制、煤樣存查處置、數據上傳等多個模塊，系統主體結構如圖1所示[5]。

圖1 5E-CLIMS 2.0版標準化實驗室系統主體結構

2.2 功能分類

5E-CLIMS 2.0版標準化實驗室系統主登錄界面如圖2所示。

圖2 5E-CLIMS 2.0版標準化實驗室系統主登錄界面

2.2.1 數據匯總

數據匯總功能涵蓋了整個化驗檢測范圍，測試項目包括：全水分、水分、灰分、揮發分、全硫、發熱量等，化驗員通過天平稱量系統登錄系統，根據測試項目不同建立相應的化驗數據信息，其中煤樣編號由化驗員掃碼錄入，稱量數據由天平端上傳，測試結果計算機自動計算并顯示，測試完畢確認數據無誤后，上傳數據[6]。此時上傳的數據全部由計算機自動計算并顯示，全部是空干基，即測試結果的原始狀態。如平行樣的測試結果出現超差，則系統會自動標紅提示[7]。數據匯總功能確保了測試過程的標準化和原始數據的準確性，及時性。數據匯總界面如圖3所示。

2.2.2 數據管理

數據管理功能是管理數據匯總功能提交的數據。數據管理包含了數據審核、數據撤銷、數據上傳、數據報表生成等功能[8]。數據從數據匯總上傳到數據管理后，可根據內置的公式將空干基的數據計算到干基、干燥無灰基或者收到基，管理人員根據最終的計算結果和數據的相關性(如灰分和發熱量)以及煤種、來樣單位等信息，來判定該數據是否準確，如發現異常，可以撤銷該數據，要求重新測試[9]；如合格，則生成相應的報告并上傳。數據管理功能集審核和批準功能于一體，確保了最終報告的準確性[10]。數據管理界面如圖4所示。

圖3 5E-CLIMS 2.0版標準化實驗室系統數據匯總界面

圖4 5E-CLIMS 2.0版標準化實驗室系統數據管理界面

2.2.3 煤樣接收

煤樣接收功能包含了商品煤樣、抽查煤樣、匯編煤樣、綜合煤樣、標樣、管理煤樣、自查煤樣、互查煤樣、調查煤樣和其他煤樣等11種煤樣。在各煤樣接收界面輸入信息，點擊“確定”按鈕即可完成樣品接收[11]。數據接收界面如圖5所示。

圖5 5E-CLIMS 2.0版標準化實驗室系統煤樣接收界面

2.2.4 樣品存查

樣品存查功能包括了存查樣注冊、查詢、領用申請、領用審核、處置申請、處置審核等功能。記錄了煤樣的全部流轉過程，避免出現煤樣混淆、私自處理煤樣等情況的發生。樣品存查界面如圖6所示。

圖6 5E-CLIMS 2.0版標準化實驗室系統樣品存查界面

2.2.5 其它功能

5E-CLIMS 2.0版標準化實驗室系統中還包括了標煤曲線分析、熱量標定、溫濕度曲線分析、標準物質比對、設備使用率統計等，主要用于質量控制、監控設備使用情況等。系統自動匯總每次測試使用的標準物質和內部管理樣的數據，自動生成質量控制曲線圖，管理人員可以通過質量控制曲線圖監控儀器設備是否正常，測試數據是否存在顯著性差異等，如果發現問題，可以及時查找原因，基本實現了煤質檢測過程全覆蓋。

3 5E-CLIMS 2.0版標準化實驗室系統的優勢

2019年4月，中心引進了長沙開元公司的5E-CLIMS 2.0版標準化實驗室系統，經過一年多的實際運行，根據中心業務的實際需要進行了多次修改，目前基本實現了從“接樣—檢測—報告”的覆蓋，基本滿足了中心煤質檢測方面的需求，檢測過程根據實際要求進行了流程管控，最大限度的減少了人工錄入環節的工作量。

3.1 過程控制

5E-CLIMS 2.0版標準化實驗室系統通過多個功能的緊密聯系，主要實現了控制檢測流程、保證結果準確以及確保數據真實的成果。

3.1.1 控制檢測流程

使用5E-CLIMS 2.0版標準化實驗室系統進行檢測工作，所有原始數據、設備信息等全部自動上傳到系統中，測試結果由系統內置公式自動計算，杜絕了人為因素的干擾，每次檢測均帶有標準物質或內部管理樣進行監控，根據標準物質或內部管理樣的檢測結果來判斷此次的檢測結果是否準確。

3.1.2 保證結果準確

5E-CLIMS 2.0版標準化實驗室系統是嚴格按照CNAS-CL01：2018《檢測和校準實驗室能力認可準則》中7.11 數據控制和信息管理以及中心的體系文件相關要求來進行設計的，涉及到的檢測方法、檢測流程、管理體系都是標準化的，并且在測試過程中全部使用煤標準物質和內部管理樣進行監控，以保證測試結果的準確性。

3.1.3 及時傳遞數據

5E-CLIMS 2.0版標準化實驗室系統的檢測結果都是通過計算機將所有國家標準內的計算公式、計算流程設置到系統中，通過系統來完成對數據的自動計算及校正，避免出現人為計算錯誤導致最終結果錯誤，并且實現了數據的自動上傳，保證了數據傳遞的及時性，實現了數據不落地。

3.1.4 確保數據真實

5E-CLIMS 2.0版標準化實驗室系統中的數據都是可以選擇日期對當天的所有數據進行一鍵追溯的，可以保證數據的真實性和可靠性。

3.2 效益分析

3.2.1 節省工作時間

傳統煤質工作需要人工填寫紙質記錄，人工計算、人工填寫報告等工作量很大，因此需要花費較多時間來完成相關工作。5E-CLIMS 2.0版標準化實驗室系統的數據進行自動采集以及自動計算，所有環節均由計算機完成，杜絕了人為因素對測試數據的影響，節省了大量的時間。

3.2.2 提高工作效率

應用5E-CLIMS 2.0版標準化實驗室系統，數據的采集、分析、計算和統計等速度大大加快，有效提高了工作效率。

4 5E-CLIMS 2.0版標準化實驗室系統存在問題與改進意見

4.1 存在問題

(1)中心使用的是由國家煤炭質量監督檢驗中心生產的煤標準物質，煤標準物質每年會重新定值一次，同一編號的煤標準物質重新定值后標值會發生變化，而系統中如果按新標值修改了數據，則以前按照舊標值生成的標準物質曲線上下限無法保存，而是隨著修改的標值一起修改，只能靠員工下載保存之前的曲線圖片來保存記錄。

(2)同一煤樣進行多次測試，系統無法根據測試日期和測試設備的不同進行區別，而是將所有數據全部匯總到同一煤樣編號下，員工只能在煤樣編號后手動加“-1、2、3……”來進行區分；

(3)煤樣流轉、數據流轉的流程在系統中沒有自動提示功能，只能靠員工口頭互相通知；

(4)客戶提供的數據無法在接樣時直接輸入，只能在數據管理功能中由有權限的員工手動輸入數據進行計算；

(5)目前系統生成的原始記錄、測試報告未實現根據登錄賬戶直接區分相關人員的功能，只能人工區分。

4.2 改進意見

(1)能夠根據檢測時間的不同，自動保存按照舊標值生成的標準物質曲線，無需人工下載保存。

(2)同一煤樣可以根據測試日期、測試設備或測試人員的不同自動區分。

(3)設置煤樣流轉、數據流轉程序，如當前程序未完成則無法進入下一程序。

(4)客戶提供的數據在接樣時可以同步輸入，以便于計算測試結果。

5 結 語

5E-CLIMS 2.0版標準化實驗室系統通過需求分析和功能設計，目前在試運行階段已初見成效。系統功能基本可以滿足中心的常規工作項目的實際工作需要，提高了工作效率，節省了工作時間，控制了檢測過程，保證了數據的真實性和準確性，實現了煤質檢測數據不落地。

另外在使用該系統時，需要注意以下幾方面：

(1)制度建設。5E-CLIMS 2.0版標準化實驗室系統只是一種工具，凡是工具就需要操作人員嚴格按照標準要求來操作才能發揮作用和價值，都必須按配套的制度來管理，因此，中心必須制定相應的管理制度，保證系統可以發揮其應有的作用。

(2)循序漸進持續更新。信息化作為一種新的技術手段引入，應該在工作中穩健推進、循序漸進，不能抱有一勞永逸的想法。既要充分考慮實驗室現有的工作需求，還要考慮到未來可能出現的工作需要，既要持之以恒，還要有的放矢。

(3)人員培訓。在引入系統的同時，必須做好員工的培訓工作，幫助員工迅速解決在系統使用過程中出現的問題，杜絕員工因不熟悉系統操作而產生抵觸心理。