LIMS試驗管理系統在公路工程試驗檢測中的應用*

摘 要：隨著信息技術的快速發展，加強公路試驗檢測信息化管理是信息化社會發展的必然要求。文章基于實驗室信息管理系統（LIMS）概念及發展，對公路工程試驗檢測信息管理的現狀以及技術難點進行分析，從樣品管理、客戶管理、費用管理、試驗檢測管理、監控預警、數據管理、資源管理等方面研究探討LIMS系統在公路工程試驗檢測中的應用。通過LIMS的應用可以有效解決現階段公路工程試驗檢測工作中存在的不足，實現公路工程試驗檢測全過程、全周期溯源管理。保證公路工程試驗檢測的工作質量、提高工作效率和綜合服務能力、提升公路工程試驗檢測的管理水平。

關鍵詞：公路工程；試驗檢測；試驗管理；LIMS；信息化

中圖分類號：U495

1 LIMS概述及應用

1.1 LIMS的概念

LIMS是實驗室信息管理系統（Laboratory Information Management System，簡稱LIMS），它集現代信息管理、計算機網絡技術及實驗室檢驗于一體，可以加強實驗室管理體系建設，規范檢驗人員日常操作，提高數據存儲分析能力，提升實驗室管理水平[1]。是滿足ISO/IEC 17025規范的全方位、智能化的實驗室管理軟件。LIMS采用基于B/S（瀏覽器/服務器）三層架構，無需安裝客戶端和任何軟件，采用瀏覽器訪問，可以在服務器上遠程進行后臺的升級維護，不依賴于任何特定的操作系統、中間件和硬件平臺，具有高效穩定、可擴展性和可維護性強等特點，具備良好的移植能力。

1.2 LIMS的發展和應用現狀

LIMS產生于20世紀70年代，LIMS在國外發達國家已經廣泛應用，而國內實驗室應用LIMS的時間較短，最早引入LIMS的主要是國家重點實驗室、石油化工以及生物醫藥實驗室[2]。目前LIMS已經在醫療、食品、計量、電工等行業實驗室得到了廣泛的應用，極大提升了實驗室管理的效率，提高分析試驗數據能力，保障人員工作的量化管理。但其在公路行業的應用卻很少，還有很大的開發和應用空間。

2 公路行業實驗室信息管理的現狀

隨著“互聯網+”、云計算、大數據等先進信息技術的快速發展，交通運輸行業面臨重大變革，交通信息化管理與服務是高科技發展的必然結果，也是信息社會發展的必然要求。試驗檢測工作在公路建設過程中的各個環節中都起著重要的作用，做好試驗檢測工作是保障工程質量最直接有效的方法，加強公路試驗檢測信息化管理十分重要。

現有的公路工程試驗檢測管理模式已經無法適應現代公路的發展，具體表現在：（1）試驗檢測業務受理工作與合同管理、費用管理、試驗檢測流程各環節信息脫鉤、無法實時對客戶反饋動態；（2）紙質版原始記錄浪費紙張、且易出現錯誤、返工率高，不方便數據分析整理。同時，出報告時要重復錄入數據，增加工作量、效率低下；（3）線下的報告編寫審核簽發等模式不利于查找報告，查詢進度。審核簽發人員出差或請假時會存在報告發放滯后，時效性較差；（4）統計繁瑣、無法適應各種需求的統計報表，給統計人員造成困難，同時分派任務時無法直觀看到每個工作人員當時工作量，不方便人員管理；（5）設備管理不智能，無法到期提醒檢定校準，使用說明書等紙質版資料容易破損丟失、不利于長時間保存管理。

2.1 公路行業實驗室信息管理軟件的類別及缺點

目前市場上的公路工程試驗檢測管理系統，如大連萬龍的“萬龍試驗數據處理系統”，中交跨世紀的“試驗助理”[3]等多為單機系統，少數具備網絡部署功能的系統為C/S架構，服務范圍僅在業務功能處理和管理辦公流程，有一定特定性和局限性，且不能同時具備交通綜甲、橋隧、交安三項資質的參數。部分軟件檢測項目的劃分不夠規范，樣品檢測參數名稱沒有嚴格按照規范命名。無法區分檢驗檢測機構資質認定參數和公路水運試驗檢測專項參數，質量管理體系無法融入系統。系統中的各功能相對獨立、實用性欠佳，工作效率還有較大的提升空間。

因此，LIMS系統在公路工程試驗檢測行業中的應用就具備獨特的優勢。

2.2 公路行業試驗檢測實施信息化管理的難點

不同行業的特點不同，對于信息化需求也不盡相同。不同于其他行業，公路工程試驗檢測涉及的樣品和種類多，參數涵蓋內容廣。公路工程包含綜合甲級、交通專項、橋隧專項共46個大類，從成品材料到配合比設計，從物理力學性能到化學分析；從室內試驗檢測到工地實驗室管理，現場檢測等。涉及相關專業有材料工程，橋梁工程、隧道工程、巖土工程、交通安全機電工程。繁雜的樣品和不同領域的性質，使得LIMS的流程設計較其他行業復雜。

試驗檢測的流轉方式與其他行業不同。其他行業多為單一樣品，而公路工程試驗檢測中存在配合比、集料合成級配等多樣品委托，這使得LIMS設計考慮得更加細致。多樣品的模式也使得收費管理、樣品管理、報告編制等環節設計變得復雜。

公路工程試驗方法多變。同一樣品試驗方法有多種，評定方法也有多種，有部分樣品還要依據設計文件評定，這使LIMS系統中樣品檢測方法依據的映射關系繁瑣，檢測項目庫編制困難。

費用的結算方式多樣。公路工程試驗檢測并不是交完費后才做試驗，通常是先試驗后付費。付費方式根據每個工程單位的要求有所不同，有月結、季結，有一次包干付費，還有按合同單價統一結算。大部分原材料試驗費用是固定單價，也有按規格型號收費情況，如錨具孔數不同收費不同、支座規格不同收費不同。這就需要有多種模式的計費方式以適應多種場景的費用核算和管理。

公路工程試驗檢測的試驗數據龐雜，報告模板無法統一固定樣式，有的樣品報告中只出均值，有的樣品要出多個結果值。部分樣品如土、集料等樣品的報告需要附圖表。配合比的報告以及現場檢測的報告又是綜合性報告，不僅有結果判定，還有定性的文字描述，這使得試驗檢測管理系統無法采用原有單一的報告和記錄的模式。

3 公路試驗檢測中LIMS的應用

3.1 LIMS試驗管理系統主體架構

本系統屬于中小型系統，采用敏捷開發[4]的方法。整體架構以實際應用出發，從設備選擇、網絡基礎、應用系統和未來行綜合應用角度進行了總體部署和規劃[5]。LIMS試驗管理系統從人、機、料、法、環，全過程、全方位對公路工程試驗檢測進行管理，系統總體功能架構如圖1所示。

3.2 LIMS試驗管理系統在公路試驗檢測中的應用

LIMS試驗管理系統不同于其他的試驗管理軟件，具有信息化、規范化、標準化的特點，能極大節省試驗檢測成本，提高試驗檢測工作效率、提升服務質量。在公路試驗檢測管理中的應用具體有以下幾個方面：

3.2.1 樣品管理

目前公路試驗檢測的樣品管理信息填寫不規范，樣品流程管理高度依賴于紙質版臺賬，管理查詢耗時耗力。通過對LIMS試驗管理系統的引入，可以對樣品入庫、領用、歸還、退庫、超期處置等全過程、全狀態進行實時管理。一鍵打印樣品標簽、自動生成樣品二維碼、實時查詢樣品情況、自動提醒到期處置的樣品等，極大地方便樣品的質量管理，保證試驗結果的準確性。

3.2.2 客戶管理

客戶管理是提高試驗檢測機構服務質量的重要環節，現有的試驗管理軟件往往忽略這一部分的管理。首次將客戶信息錄入LIMS試驗管理系統后，委托時選擇即可自動帶入客戶信息，同一單位只需錄一次即可，節省工作量。并且可以管理查詢客戶的歷史委托任務情況和相應的流轉狀態以及該客戶的歷史繳費信息。在同一個界面可看到客戶的所有相關信息，從而保證客戶電話咨詢信息查找的時效性，解決信息孤島，提高服務質量。

3.2.3 費用管理

由于公路工程試驗檢測行業收費模式靈活，現階段的試驗管理系統都無法適用。LIMS的收費核算中支持整單打折、批量打折。可按折扣打折，也可按抹零方式打折。可以根據合同的單價不同而定制不同的費用模式。LIMS費用管理不僅支持單個委托單收費，也可按收費金額分攤到不同的委托單，從同一委托單位的委托單依次自動抵扣費用，減少人工核算的失誤，靈活性和適應性大大增強，多維度地滿足目前公路工程試驗檢測復雜的收費模式，從根本上減少失誤，提高效率。

3.2.4 試驗檢測管理

作為公路工程試驗檢測核心業務，LIMS按照業務受理、任務派發、試驗處理、檢測報告、報告打印、存檔發放等流程進行管理。應用LIMS不僅可以快速下單、批量復制、自動帶出相應的檢測項目、費用、檢測、評定依據等，還可以根據不同要求自行打包參數，如某個項目部統一要求減水劑除了必檢的項目外再增加個別參數，則可以使用參數打包功能一次設置好該項目部要求試驗的參數，之后該項目上所有標段委托時候就可以直接勾選參數包，避免送樣人員疏忽漏檢參數，可以更快捷、更優質的服務客戶。

LIMS的應用可以使公路工程試驗檢測信息化，通過將所有使用記錄結合行業標準《公路試驗檢測數據報告編制導則》（JT/T 828—2012）制作成電子原始記錄，一比一還原紙質版使用記錄，讓試驗人員更容易上手。電子原始記錄內置公式自動計算試驗結果、修約，極大減少人為錯誤，提高公路工程試驗檢測的準確度。LIMS可以自動判定試驗檢測結果，一鍵生成試驗檢測報告，減少出錯率，縮短報告編制時間，提高工作效率。電子簽章自動簽名、自動加蓋水印、鮮章，批量打印報告，不僅節約審核時間和尋找報告的時間，而且減少人工傳閱復印蓋章的步驟，節省人力成本，提高效能。

3.2.5 監控預警

采用高清攝像頭對工地實驗室關鍵環節進行視頻監控，實現實時管理。將影響試驗的重要設備與LIMS系統后臺連接，實現試驗檢測關鍵數據實時上傳，避免數據造假，保證關鍵環節數據真實性和可靠性。在施工的隧道中安裝一氧化碳、硫化氫、甲烷、粉塵、激光測距等多種傳感器，配合光纖收發器、F8936-L-L路由器對隧道進行監測預警，并將監測信息上傳至LIMS系統，實現數據預警功能，最大程度確保施工現場人員及設備的安全。

3.2.6 數據管理

LIMS在公路工程試驗檢測信息化管理方面發揮著重要的作用。每年實驗室的試驗檢測數據多達上萬條，這些數據的查詢統計和應用是一項復雜而艱巨的任務。通過LIMS對試驗數據進行系統管理，建立公路工程試驗檢測數據倉庫。不僅可以方便工作人員統計報表，而且通過長期試驗檢測數據的有效積累，可以實現試驗檢測數據信息共享，為公路工程項目建設及管理做好數據信息儲備，為施工方法、施工工序的調節提供數據支撐，為設計施工質檢單位工作開展提供指導。

3.2.7 資源管理

（1）設備管理

LIMS系統對公路試驗檢測的設備管理主要分為靜態管理和動態管理。儀器設備的靜態管理主要包括儀器基本信息臺賬的建立、儀器設備說明書、保修卡、儀器設備配附件管理、儀器設備參數維護等[6]。儀器設備的動態管理有儀器設備檢定、校準、維修維護、期間核查、使用狀態管理等。根據本年度的設備維護計劃，實現計量/校準期間核查記錄自動提示，即設定的到期日期，在臨近檢定校準日期時，給設備管理員提前10天發送檢定校準任務，顯示需要維護的儀器。有未完成檢定/校準的設備，LIMS將限制原始記錄中的引用，并提醒該設備到期需要檢定/校準。

（2）其他資源管理

LIMS系統對公路工程試驗檢測中的人員、實驗室的標準方法、技術檔案、質量文件等資源都可以進行智能化管理，對公路工程試驗檢測的整個環節進行信息化管理。不僅減少管理的操作成本，而且能夠打通不同部門之間的壁壘，實現實驗室管理的互通。

4 LIMS在公路工程試驗檢測管理中應用的意義

目前，有大量的公路工程實驗室處在低信息化水平的階段，隨著先進信息技術的不斷發展，LIMS功能和架構也越來越完善，通過LIMS提高試驗檢測公司的核心競爭力勢在必行。LIMS系統在公路工程試驗檢測管理中的應用可以有效解決現階段公路工程試驗檢測工作中存在的不足，實現公路工程試驗檢測全過程、全周期溯源管理，使試驗檢測工作效率和工作質量得到保證，綜合服務能力進一步提高，管理水平不斷提高。

任何一個系統的研發都不是一蹴而就，LIMS系統能滿足目前公路工程試驗檢測的日常工作需要，但還有很多需要改進的地方。隨著公路工程試驗檢測的發展，LIMS系統的功能需要根據公路工程試驗檢測的實際逐步細化完善，真正為工作帶來便捷，為企業增加效益。

參考文獻：

[1]" 朱玉玲. 淺析LIMS在食品藥品檢驗機構實驗室中的應用[J]. 食品安全導刊，2021（15）：78-79.

[2]" 孫陸楠，劉曉東，關朋，等. LIMS在電工設備檢測實驗室的應用[J]. 電氣傳動，2021，51（20）：60-63.

[3]" 陸璐. 濰坊華泰路橋工程有限公司公路工程試驗檢測系統研究[D]. 鎮江：江蘇大學，2010.

[4]" 韓鵬. 小規模團隊的敏捷開發研究[J]. 軟件工程師，2011（7）：42-46.

[5]" 蘇偉，李政. 公路試驗檢測管理系統架構設計及資源配置計算研究[J]. 北方交通，2022（12）：91-94.

[6]" 趙雪峰，李超，賈松濤，等. LIMS系統在第三方食品檢測實驗室風險管控中的應用[J]. 現代食品，2020（9）：146-149+164.

*基金項目：甘肅省交通運輸廳科研項目“甘肅省‘互聯網+公路工程質量試驗檢測’動態數據倉庫及信息化平臺建設關鍵技術研究”（2017-012）。