LIMS在供水企业的应用与发展

LIMS在供水企业的应用与发展一摘要卫生部、国家标准化管理委员会于2006年12月29日批准发布了《生活饮用水卫生标准》(GB5749—2006)(I)H下简称新国标)强制性国家标准和13项生活饮用水卫生检验方法国家标准。标准规定指标由原标准的35项增至106项，全部指标最迟2012年7月1日前实施。这表明随着经济的发展、社会进步和健康、环保意识的不断提高，国家对供水水质的要求也在不断的提高，对于国内各类水质检测实验室来说，新国标的实施带来了相应的发展机会和更加严峻的挑战。LIMS（LaboratoryInformationManagementSystem）即实验室信息管理系统，从80年代被引入我国，从90年代开始应用于国内包括供水企业在内的各类水质分析实验室，它有助于实验室规范管理、提高工作效率，降低运行成本。针对新国标的推行，LIMS本身也需要不断升级、持续优化，为建设一流水质分析实验室提供全面信息管理支持。关键字：LIMS发展；水质检测实验室；《生活饮用水卫生标准》(GB5749—2006)；一新国标的实施《生活饮用水卫生标准》(GB5749—2006)于2006年12月29日被批准发布，新标准的主要变化有：水质检测指标由原来的35项增至106项，修订8项，增加7l项，其中水质常规指标为38项，消毒剂常规指标为4项，非常规指标为64项。新国标是1985年首次发布后的第一次修订，自2007年7月1日起实施，全部指标最迟2012年7月1日前实施。新标准从颁布到实施，留给供水企业的适应时间很短，这给实验室带来了硬件建设和软件建设的双重挑战。硬件因素主要是实验室环境改善、仪器的增添等，而软件因素则包括实验室的管理、人员专业素质、信息化建设等等。LIMS（LaboratoryInformationManagementSystem）作为提升实验室软能力中最重要的一环，已经被越来越多的水质分析实验室所重视。二LIMS定义与历史发展LIMS（验室信息管理系统）是以实验室监测的样品管理为核心，通过先进的计算机网络技术、数据库技术和标准化的实验室管理思想，将实验室的人员、环境、业务流程、质量控制、仪器设备、标物标液、化学试剂、标准方法、水质分析报告、数据智能查询分析、图书资料、文件记录、科研管理、项目管理等因素有机结合起来，组成一个科学、全面、开放、规范的综合管理体系。LIMS随着分析测试仪器自动化程度、实验室规模、以及处理能力的提高而逐步发展起来。计算机技术的飞速发展，特别是网络通信和数据库技术的日趋成熟，为LIMS提供了先进的技术平台和实现手段，并使之朝着网络化管理方向不断发展。80年代，LIMS被引入我国，开始应用于石油、化工、检疫、食品、供水等各个行业。早期的系统是建立在小型机和分级，而且普通的价格昂贵、使用困难、界面不友好，同时也不便与LIMS系统外部进行数据交换。90年代随着计算机技术水平的迅速发展，个人计算机(PC)的处理能力得到了极大地提高。同时MicrosoftWindows系列操作系统也得到了迅速的普及。C/S构架的管理模式成为主流，普遍采用SQL网络数据库，大大提高了数据处理能力。在90年代后期，采用Internet、Intranet和Web技术的LIMS开始出现。统一的浏览器界面和以Web服务器为中心的管理体系代表了最新的计算机网络技术在LIMS系统中的应用。三LIMS的发展方向进入21世纪，随着IT技术、数据库技术、通信技术的不断发展和实验室管理思想的不断创新，数字水务、智慧水务已经成为未来的发展方向。对于LIMS来说，以客户的需求为指导、不断吸收先进的实验室管理思想、融合各种先进技术，才能成为信息化社会中不可或缺的一环。就目前国内外LIMS产品开发而言，以下方向已经越来越被厂商和客户所重视：1质控手段的不断完善LIMS将质量控制手段溶于水质监测全过程，实现水质监督全过程中对样品管理和质量控制等关键点的有效控制和运行，使系统不仅具有常规的如盲样、平行双样、加标回收、精密度实验等质控手段，更要体现在标准的工作流程设计、严格的流传审核机制、方便的数据溯源、实验室环境管理等因素上。另外，也要通过一些先进的技术手段来减少人为因素对数据质量的影响，比如PDA（掌上电脑）在采样中的应用，通过提前将采样点的经纬度坐标输入LIMS中的站点信息，确保采样人员只要到系统规定的位置才能下载现场记录表，上传所需的数据。这样不仅解决了数据的远程传输，也实现了GPS到位监督功能。２数据的挖掘、深度分析。LIMS作为一个信息管理平台，它保存了实验室所有样品的信息、检测数据、检测费用数据以及实验室管理的信息。分析统计实验室运行一段时间后都会积累大量的数据。目前很多实验室虽然建设了基础数据库、积累了大量数据，但是并不注重数据的整理和挖掘。如何发掘和应用LIMS产生的数据资源，将是LIMS系统应用后实验室面临的一个新的挑战。LIMS数据资源的服务信息开发与应用是伴随LIMS的应用而产生的一种现实需求，对于供水企业的LIMS应用，目前国内外厂商已经尝试着各类实验室数据的深度利用，比如：通过任意查询功能对大量历史数据进行综合统计分析，可以清楚地观察到数据的变化趋势、有效监测产品质量，为解决出现不合格生产产品及生产工艺变化提供科学依据，分析数据相关性研究。采用水质数学模型和多因子回归方法，建立水体水资源质量与其相关影响因素之间的关系，尤其需要考虑动态水量的变化情况，进行分析评价和预测。在LIMS中引入过程质量控制中的数理统计方法，包括相关图、控制图、直方图等，建立质量信息管理功能集成模型，协助用户发现和控制影响产品质量的关键因素，实现全面质量管理。实现质量统计、合格率统计、工作量统计等。随着LIMS技术应用的普及和网络技术的成熟，这方面的研究会越来越受到重视，也许基于LIMS数据资源开发的服务最终所带来的效益可能远远超过应用LIMS而产生的直接利益，这也是信息时代的一个重要特征。３实现数据的整体、全流程、实时管理对于大型供水集团的来说，一般涉及多个自来水厂、污水厂的水质数据管理，就目前而言，国内绝大多数供水企业还停留在以纸质的周报、月报数据管理状态，不仅费时费力，而且很难有效整合利用上报的水质数据，更重要的是，这种周期性管理对于水质质控存在很大的风险漏洞。LIMS是供水企业综合信息平台的一个子系统，但这个子系统同样可以实现下一级子系统的管理。通过供水企业的整体信息化建设，系统实现的是供水区域整体、实时动态更新数据，使监测数据不是孤立的，而是有机的整体。对于大规模的自来水公司来说，也实现了从原水到水厂、从水厂到管网、从官网到用户终端、从用户终端到污水处理厂水循环全流程的质控管理。最重要的是，通过LIMS对数据的整合、共享、深度分析，建立水资源管理的区域水环境模型，实现水质预警功能，为企业更好地深化水行政管理、提高水资源的利用水平，建设节水型社会提供强力支持。另外，LIMS具有的仪器管理、供应商管理、客户管理、人事管理功能模块也大大强化了集团的整体管理能力。４信息系统的融合进入21实际，数字化、信息化已经是整个社会必然的发展趋势，对于供水企业来说，数字水务、电子政务都不在是陌生的概念，对于LIMS而言，它同样是城市信息化系统、行业信息化系统、企业信息化系统中的一个子系统，这必然涉及到多个信息化系统的融合研究。供水企业目前使用较多有以下系统：客户服务中心系统(包括业务咨询、信息查询、业务申报受理、业务投诉受理等)；营业收费管理信息系统(包括抄表、收费、与银行间代收自来水费数据处理)；在线自动监测系统;GIS系统(自来水管网运行管理、维护等)；ERP系统(包括财务管理、人力资源管理、物料供应管理、工程管理、经营计划等)；SCADA(包括自来水生产管理、质量管理及供水调度等)；企业门户网站。对于企业网站、客户服务中心系统等对外业务系统来说，LIMS最直接功能体现在提供水质数据的共享和支持，公民对日常饮用水水质有知情权，LIMS可以满足公民对水资源信息公开的要求，快速发布水质监测数据、数据评价。而对于GIS、自动监测系统来说，LIMS要更好的接收、处理这些不同类型的数据，主要涉及到多源信息融合技术的应用问题。信息融合是针对一个系统中使用多种传感器这一特定问题而开展的一种全新的信息处理方法。它利用计算机技术对按时序获得的若干传感器的观测信息在一定准则下，加以自动分析与整合，以完成所需要的决策和估计任务。其中融合是一种形式框架，在这一框架下，可以融合来自不同来源、不同模式、不同媒质、不同时间地点、不同表现形式的信息，目的是为了得到对感知对象(诸如河湖水华)更为精确的表述。信息融合的过程是用数学方法和技术工具综合不同信息源，目的是得到高品质的、反映被感知对象的有价值信息。先进的LIMS数据采集支持多监测元的数据采集，支持多种电子交换文档直接导入实验室检测数据自动生成，留有自动水质监测站、应急水质监测车、污染现场的数据实时采集在数据采集接口，将地理信息系统的空间图形与水环境评价属性数据有机结合，多源数据无缝链接，可视化地在地图上显示监测评价结果。对于污水厂而言，信息系统的融合能更准确地掌握排水管网与污水处理厂、降雨与污水处理能力的相互关系,为排水调度和监管提供更丰富的技术手段。对于企业和政府而言，信息系统的有效融合，不仅有效实现了跨平台的多种信息类型的数据交换应用，而且为政府、企业智能决策系统运行构建了最坚实的信息支持平台。5以强大知识库支撑的LIMS可持续优化以知识库支撑LIMS不断优化体现在两个层面，第一个层面是客户层面，LIMS运行积累的不仅仅是水质分析数据，还包括着国家相关的法律法规、实验室标准工作流、方法标准、SOP（标准操作规程）、项目管理、利用LIMS对组织中大量的有价值的方案、策划、成果、经验等知识进行分类存储和管理，积累知识资产避免流失，促进知识的学习、共享、培训、再利用和创新，是保持实验室能力发展的最好工具。对于LIMS厂商而言，利用自身对国内外各种不同类型实验室信息管理系统的长期开发经验，吸收融合各种先进管理思想，创新应用国内外先进技术，是保持产品持续优化、自身不断发展最好的养料。6加快应急事件处理的相应速度lIMS支持无线用户，即通过支持WAP(无线应用协议)使得用户可以非常方便地利用移动电话和掌上电脑等无线设备随时掌握实验室的信息，这为需要经常参加各种会议的实验室管理人员提供了极大的方便。系统可以增加M2M闭环的动态调度指挥监测管理系统，自动通过手机短信息通知未按时上报监测数据的单位，紧急情况下可以用语音直接监督管理，敦促上报水质监测数据。当发生危害人民健康和水环境安全事故发生时，有效应急指挥、防灾减灾、多部门协同社会联动。7结论随着国家、公民对水质安全重视程度的不断提高，水质检测中心数据的可靠、准确、透明、共享已经成为一个供水企业的核心竞争力之一，LIMS的应用不仅有助于实验室本身提升综合管理、标准工作流、提高工作效率，更是加强自来水企业竞争力、促进企业不断发展发展的需要。遥感(RS)技术、宽带网络、多媒体及虚拟仿真等技术的发展和实验室管理思想的不断创新实现了实验室从传统手工、静态管理的工作模式到电子化、自动化、标准化、智能化、动态控制的监测流程管理创新。作为“数字水务”重要的组成部分，水质分析实验室信息管理系统一定能够成为企业、政府在21世纪信息化体系中坚实的一环。