实验室智能化没那么难（1）——详解实验室物资管理系统建设
时间：2022-05-13 阅读：4492
研究概述
本文以笔者亲身参与的实验室物资管理系统建设项目为研究对象，对总体技术路线进行探讨，从理念到技术再到功能设计全面分析，展现智能化实践的建设方法，为现阶段行业发展提供借鉴意义。 主要的研究内容如下： （1）将行业规范和先进的管理理念融入到智能化项目建设中，以先进理念为指导，细化建设目标，提供科学有效的解决方案；
（2）将RFID无线射频识别、物联网、数据分析等技术应用到智能化项目建设中，构建了软硬件一体的管理系统；
（3）搭建了物资管理系统，重点研究了标准品、试剂、耗材、危化品四类物资的管理流程和数据管理平台的设计；
（4）总结了实验室智能化的发展趋势。
研究概述
（1）将行业规范和先进的管理理念融入到智能化项目建设中，以先进理念为指导，细化建设目标，提供科学有效的解决方案；
（2）将RFID无线射频识别、物联网、数据分析等技术应用到智能化项目建设中，构建了软硬件一体的管理系统；
（3）搭建了物资管理系统，重点研究了标准品、试剂、耗材、危化品四类物资的管理流程和数据管理平台的设计；
（4）总结了实验室智能化的发展趋势。
正文字数4000字，预计阅读时间10分钟
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当前，全球经济正向数字经济加速转型，新一代信息技术带动传统产业向专业化、绿色化、数字化升级。实验室作为检验检测工作的根基，是支持本单位乃至社会各项活动运行的基础设施，也是机构提质/降本/增效的重要战场，加强实验室成本、效益、安全管理，日益成为实验室工作的一项重点。
理念指导
02
精细化管理是将常规管理引向深入的基本思想和管理理念，是一种以最大限度地减少管理所占用的资源和降低管理成本为主要目标的管理方式，它以专业化为前提、系统化为保证、数据化为标准、信息化为手段，将管理的规范性与创新性最好地结合起来，以获得更高效率、更多效益和更强竞争力。
实验室业务/项目繁多、流程复杂、人工成本高，以试剂为代表的易耗物资是贯穿实验室业务的重要管理对象 ，落实精细化管理对于实验室整体效益有较大提升。目前，实验室物资管理普遍存在如下问题：
| 现状 | |
| 业务持续拓宽，对应物资种类繁多，人工管理效率较低； | |
1.标准品管理模块
1 流程更精细
管理标准品的专用软件功能覆盖标准品全生命周期，信息记录全程可追溯，数据在不同人员、设备之间传递，深入业务协作，让标准品管理不再成为业务短板。
2 操作更精细
标准品数量大、体积小、易丢失，管理标准品的专用软件基于软硬件改造升级的试剂柜进行标签识读和精准定位，在领用/归还操作环节提供人性化的试剂位置指引图形界面，将精准落实到底。
流程更精细
管理标准品的专用软件功能覆盖标准品全生命周期，信息记录全程可追溯，数据在不同人员、设备之间传递，深入业务协作，让标准品管理不再成为业务短板。
操作更精细
标准品数量大、体积小、易丢失，管理标准品的专用软件基于软硬件改造升级的试剂柜进行标签识读和精准定位，在领用/归还操作环节提供人性化的试剂位置指引图形界面，将精准落实到底。
▲ 配图：通过软硬件配合，系统实现了对每一支标准品的精准定位管理、编号指引
1 数据完整
耗材入库主要从采购源头进行数据的完整导入，单独编辑时根据历史录入的信息自动补完空缺字段，确保系统中耗材信息的完整，清晰。
2 流程简洁
通过采购单批量导入耗材数据后，用户可延续以前的使用习惯，直接将耗材放入对应的货架或货柜（钥匙柜根据导入货柜数据弹出对应钥匙）； 使用操作时，用户可直接查询/筛选需要领用的耗材，之后延续使用习惯前往货架或货柜（钥匙柜根据领用数据弹出对应钥匙）取用； 耗材无需归还，只需在办公电脑定期登记使用用途，超时未登记还将自动提醒，用户可轻松使用。
数据完整
耗材入库主要从采购源头进行数据的完整导入，单独编辑时根据历史录入的信息自动补完空缺字段，确保系统中耗材信息的完整，清晰。
流程简洁
通过采购单批量导入耗材数据后，用户可延续以前的使用习惯，直接将耗材放入对应的货架或货柜（钥匙柜根据导入货柜数据弹出对应钥匙）； 使用操作时，用户可直接查询/筛选需要领用的耗材，之后延续使用习惯前往货架或货柜（钥匙柜根据领用数据弹出对应钥匙）取用； 耗材无需归还，只需在办公电脑定期登记使用用途，超时未登记还将自动提醒，用户可轻松使用。
▲ 配图：通过硬件与管理终端间接管理用户货架/柜
1 满足危化品监管要求
危险化学品要求双人双锁、24h视频监控、全程流转记录，本项目为实验室设计了独立危化品库房进行管理，基于整合的MSDS危险化学品数据库，核查到入库、领用、归还的试剂是危化品时，将要求进行监督人人脸识别身份认证，保证现场为双人操作； 危化品存放在独立的库房，危化品安全柜的钥匙通过改造钥匙柜进行管理，确保相关活动经系统在受控状态进行。
2 库房式管理
本系统对试剂（含危化品）进行库房式管理，进入库房、登录系统需进行身份验证，确保不会有无关人员操作； 存放试剂和危化品的试剂柜均属专用改造产品，具备标签识读和精准定位能力，但不具备软件服务能力，各项操作均在同一平台进行，确保同一库房内令出一口，规则清晰。
3 数据完整
试剂入库主要从采购源头进行数据的完整导入，单独编辑时根据历史录入的信息自动补完空缺字段，确保系统中试剂信息的完整，清晰。
满足危化品监管要求
危险化学品要求双人双锁、24h视频监控、全程流转记录，本项目为实验室设计了独立危化品库房进行管理，基于整合的MSDS危险化学品数据库，核查到入库、领用、归还的试剂是危化品时，将要求进行监督人人脸识别身份认证，保证现场为双人操作； 危化品存放在独立的库房，危化品安全柜的钥匙通过改造钥匙柜进行管理，确保相关活动经系统在受控状态进行。
库房式管理
本系统对试剂（含危化品）进行库房式管理，进入库房、登录系统需进行身份验证，确保不会有无关人员操作； 存放试剂和危化品的试剂柜均属专用改造产品，具备标签识读和精准定位能力，但不具备软件服务能力，各项操作均在同一平台进行，确保同一库房内令出一口，规则清晰。
数据完整
试剂入库主要从采购源头进行数据的完整导入，单独编辑时根据历史录入的信息自动补完空缺字段，确保系统中试剂信息的完整，清晰。
▲ 配图：通过软硬件配合，系统实现了试剂全生命周期管理
▲ 配图：通过软硬件配合，系统实现了危化品“双人双锁”安全监管、全程追溯
在满足各项物资精细管理的基础上，需要将数据简洁、有效地整合在统一管理平台进行管理。 根据对实验室物资数据的分析，主要规划以下类型报表：
通过以上各项报表，可快速了解库存、质保期、物资分布等情况，对采购周期、采购先后顺序、采购数量等做出准确的判断，实现全面的精细化。
本项目对接用户Lims系统并集成了试剂基础信息数据库、MSDS数据、温湿度数据、视频监控数据等数据，此处整合细节略去不表。
▲ 配图：系统各项数据在统一平台进行可视化呈现
管理模块小结
通过对不同物资的管理特性针对性设计管理模块，结合专用软件和定制硬件将精细化管理落到实处，并建立数据平台提供统一的数据治理服务，实现了物资管理的深度智能化。
管理模块小结
实验室物资管理智能化体现为，从计划到执行、再到打通物联网底层控制的全流程纵向集成；其效益源自业务流程高效畅通带来的低损耗、低人力、管理规范、高效执行力和整体数据感知能力，物资管理数据经过系统分析后，还可辅助管理者进行全盘计划的监控和调整。
基于本项目分析，总结实验室整体智能化建设趋于以下特征：
围绕智能化能力开展，单一项目建设目标是成型一套高效/简洁/全面的智慧能力。
突破传统，比传统的lims更加强调场景落地和与职能、操作流程的紧密联系，具备软硬件一体化、人机交互、数据互联互通等特征，赋予执行层与管理层所需要的可用工具。
强调行业细分，不仅与行业要求的变化息息相关，还与项目建设阶段、操作流程等有联系，解决方案需要立足行业一线需求，有助于解决实际工作中的痛点、难点、痒点。
效果看的见。整体解决方案可以将这个行业有价值的业务集成到一起，构建能够被客户认知的可视化价值链。
技术推动。 不少先进的管理理念问世多年，直到现在才开始在实验室落地开花，其中一个重要的原因便是技术的成熟应用，先进技术与落后技术在实验室智能化上的差距，不仅是量级的差距，更是代际的差距，不断迭代的先进技术才能真正推动智能化变革。
——详解实验室场景协同系统建设