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    信息来源:质量与认证

    实验室设备是检验检测质量的根基,也是资质认定、实验室认可以及双随机、飞行检查的高风险环节。本文依据检验检测机构实验室设备管理实践经验,采用多层次系统性研究方法,对设备管理全生命周期中出现的各种问题进行系统诊断,旨在通过“制度建设-流程重构-数字赋能-人才提升”四轮驱动,构建“1+3+9”精细化管理体系,为行业提供系统化解决方案。


    文/刘力 戴升 张苗

    湖北省产品质量监督检验研究院

    检验检测机构实验室设备管理作为质量管理体系的核心构成,是确保检测数据准确性、结果可靠性与过程合规性的关键要素;系统化的设备全生命周期管理[1]不仅可提升检测效率、实现数据可追溯,更有助于降低风险,夯实机构的社会公信力与可持续发展基础。

    本文依据检验检测机构实验室设备管理实践经验,系统剖析实际工作中的问题根因,采用多层次系统性研究方法,对全生命周期选型至报废环节进行系统诊断,总结“制度一流程一数据一人才”一体化改进策略,构建适用于省级综合检验机构的精细化设备管理体系,以期为检验检测行业提供系统解决方案。

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    实验室设备管理现状

    1.1 国内外实验室设备管理方式

    欧美实验室普遍采用实验室信息管理系统(LIMS)和企业资产管理系统(EAM)融合模式,实现设备台账电子化、校准周期动态预测。在计量学层面,英国国家物理实验室倡导的计量确认[2]四步法提供了将设备管理与技术性能直接挂钩的理论框架。LIMS和EAM的融合解决了管理的效率与合规问题,计量确认四步法从技术层面解决了测量的可信度与有效性问题,二者共同构成了现代实验室质量保证体系的坚实支撑。

    国内在实验室设备管理方面的研究与实践呈现碎片化特征,缺乏系统性的顶层设计。各环节的研究往往是孤立的,选型阶段大多未充分考虑后续维护的难易度和成本;校准结果数据仅用于判断设备是否合格,较少逆向反馈给使用环节修正其测量不确定度,或提供给维修环节作为预测性维护的诊断依据。

    1.2 国内实验室设备管理面临的关键问题

    目前,国内实验室设备管理面临四大关键问题。

    (1)制度和程序未完全信息化。大多数实验室实现了设备的电子台账,但未能与LIMS中的检测任务、质量控制数据和财务系统中的成本核算模块融合,形成了“数据孤岛”。

    (2)计量证书确认缺乏量化数据支撑。设备校准完成后,其证书数据往往以PDF形式存在,计量的确认结论(符合或不符合)缺乏充分的、量化的数据。

    (3)设备分级管理缺乏关联模型。分级管理一般基于设备原值,未能与是否用于关键检测项目、数据稳定性是否满足精度要求以及故障超出偏差范围导致的风险等因素建立关联模型,导致管理重点不明确。

    (4)缺乏适用的设备管理评价体系,实验室无法准确评估自身设备管理所处阶段和薄弱环节。

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    研究方法

    本文采用多层次系统性研究方法,以确保研究的严谨性和实用性。

    (1)原因分析。从“人、机、料、法、环、测”多个维度系统性进行根源分析,梳理质量活动中出现的设备符合性审查问题。

    (2)构建流程化解决方案。引入SIPOC流程图,界定设备全生命周期管理的边界、关键输入输出及所有相关方。

    (3)形成PDCA闭环,作为贯穿整个管理过程及落地实施的核心方法论,确保每一个改进措施都经过计划、实施、效果核查和标准化处理的闭环。

    (4)重视数据驱动。运用智能匹配、时间序列分析预测、OCR+NLP(光学字符识别+自然语言处理)、规则硬管控、RFID识别(射频标签识别)等算法实现数据挖掘和分析应用,实现设备管理的智能化、自动化与精细化。

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    精细化管理体系构建

    3.1 总体框架

    本文旨在构建一个以全生命周期为主线的现代化实验室设备管理体系,其核心框架概括为“1+3+9”模型(见附图),适用于省级大型综合机构的完备体系。

    (1)1个核心目标:即“设备零风险,支撑‘零缺陷’报告”,这是整个体系的核心指标。所有管理活动的最终目的是彻底消除因设备因素引入的任何潜在风险,从而为每一份检测报告的数据准确性和可靠性提供坚不可摧的硬件基础,实现报告“零缺陷”的终极质量追求。

    (2)3层支撑架构:体系由三个相互关联的层次构成。制度层包括所有管理政策、程序文件、岗位职责和绩效考核,为所有活动提供法规性和原则性依据。流程层将制度要求转化为“选型-报废”全生命周期中每一个环节的标准流程,确保执行的标准化和规范化。数据层通过信息化手段收集、处理和分析生命周期中各环节产生的数据(如证书、维修记录、使用日志),实现数据驱动决策。

    (3)9大功能模块:这是体系落地实操的核心,将全生命周期划分为选型论证、采购验收、台账建档、量值溯源、期间核查、使用维护、维修报废、分级监管、信息化9个关键模块,覆盖“选型一报废”每一个管理节点。

    3.2 制度层:构建完善的管理体系

    3.2.1《专用设备管理指南》:覆盖设备与耗材全要素

    本指南是设备管理体系的纲领性文件,涵盖设备及耗材的论证、采购、验收、使用、维护、校准和报废等各个环节,明确各部门和人员的职责,确保每环节有章可循、有据可依。其中,将设备与其配套的关键耗材、标准物质一体化管理。例如,对色谱柱、滤膜、标准菌株[3]等,建立了与主机设备联动的唯一性标识和性能验证流程。

    3.2.2《量值溯源结果确认规范》:明确5类确认情形

    不同于简单的“符合/不符合”判定,基于校准证书提供的数据和检测项目标准要求,可明确5类差异化确认类型,包括直接符合;符合且需应用修正值/因子;符合但需评估不确定度贡献;符合但需限制使用范围;不符合且不可用。技术人员依据量化判断标准进行决策,确保每一份校准证书完成科学规范的技术确认。

    3.2.3《设备分级与周期调整细则》:A/B/C三级动态管理

    A级(高风险)设备指用于关键项目、复杂检测或直接出具重要数据的设备,采用法定周期甚至缩短周期,强制进行期间核查。B级(中风险)设备用于一般检测,按标准周期校准,视情况开展期间核查。C级(低风险)设备如辅助、监控类设备,可延长周期或采用检查等方式控制。

    3.2.4《维修费用管理办法》:分级论证

    依据维修预算,从部门到机构管理层面实施技术必要性审核、技术经济可行性论证等分级论证。确保维修决策的严谨性,有效避免过度维修和盲目维修,体现精益管理的原则。

    3.2.5《停用报废流程图》:流程+现场标识双控

    设计线上审批与线下执行双线并行、相互锁定的控制流程,保持实时一致,从根源上杜绝误用风险。

    3.2.6《设备管理员能力要求》:培训+考核

    通过内部或外部权威机构组织设备管理、计量知识等专项培训和考核,使设备管理员具备必要的专业技能。

    3.3 流程层:优化管理流程

    流程的优化是提高设备管理效率的关键。以“量值溯源”这一核心流程为例,运用SIPOC流程图进行剖析。供应者(Supplier)是外部计量机构或更高等级的计量标准,关键在于对合格供应商的严格评审与持续监督。输入(Input)包含待检设备和校准参数需求两大要素,明确要求校准的点位、范围及最大允许误差等技术指标。流程(Process)是核心环节,可分解为现场检定/送检、证书获取与审核、计量确认、状态标识四个关键子过程。输出(Output)并非一张校准证书,而是一份完整的计量确认记录。客户(Customer)的服务对象为检测人员和质量部门,检测人员需要一台状态明确、可信赖的设备来开展检测工作,质量部门需要完整的确认记录作为管理体系符合性审核的关键证据。

    流程优化后,采取针对性的措施。基于信息化系统预警,实现提前30天制定校准计划并预约计量机构;数字化驱动,建立证书电子化传递通道,证书送达即发起确认任务至确认人OA事项,消除纸质流转延迟;授权具备能力的工程师完成确认,结论录入后自动生成确认记录,并触发状态标识更新指令。通过以上方式,可将周期由15天缩短至7天。

    3.4 数据层:强化数据管理

    数据是设备管理的重要支撑。建立设备数据管理系统,实现设备数据的全面采集、存储和分析。对设备运行数据实时监测和分析,及时发现设备的潜在问题,提前采取预防措施,避免设备故障发生。对设备历史数据进行分析,为设备的维护和校准提供科学依据,提高设备管理的科学性和准确性。

    (1)四库联动,智能匹配。设备库←→项目库←→标准库←→样品库。当检测人员创建一个新检测项目或录入一个样品时,系统能基于“标准库”中该检测方法的技术要求(如需要使用的仪器类型、精度、测量范围等),自动在“设备库”中进行筛选和匹配。系统推荐当前状态为“合格”、校准范围覆盖检测要求且在此期间未被占用的可用设备列表。从源头杜绝误用不适用设备的风险,确保在任务分配时实现“设备符合性”。

    (2)分级预警,主动管理。校准到期前30天橙色、7天红色弹窗。基于校准周期数据,自动计算每台设备的到期日,并在前30天触发橙色预警,提醒设备管理员联系计量机构安排送检或现场校准。在到期前7天,若状态仍未更新为“已完成”,系统将升级为红色弹窗预警,并抄送部门负责人和质量负责人,形成管理压力,降低证书超期和设备空档的风险,这是确保量值溯源活动及时性的关键防线。

    (3)智能解析,数据自动抓取。电子证书→不确定度/修正因子。通过集成光学字符识别(OCR)和自然语言处理(NLP)技术,自动解析上传的校准证书电子版(PDF/图片),精准识别并抓取“测量不确定度” “修正值/因子” “校准结果”等核心数据字段,并自动填充到系统。为后续系统自动进行计量确认判断提供结构化数据基础,无缝衔接数据流。

    (4)预算硬管控。维修费用超阈值强制发起询价。实现对成本的精细化控制,维修申请流程发起时,必须填报预估费用。一旦金额超过预设阈值,流程将无法跳过,强制要求申请人上传至少三家供应商的报价单,才能进入下一步审批。通过系统实现的硬管控规范采购行为,避免单一来源采购可能带来的不合规风险,将成本控制内嵌到每一个执行环节中。

    (5)移动化盘点。手机扫码,提升盘点效率。利用移动技术解决设备盘点这一痛点,管理员只需手持移动终端,扫描设备上的唯一二维码后,屏幕即显示该设备的全部资产信息[4],将原本需要数周完成的全面盘点工作缩短至数小时内,提升效率的同时确保账实一致。

    3.5 全生命周期9大功能模块

    9大功能模块构成实验室设备全生命周期管理[5]的内核,以“选型一报废”完整链条为纵向主轴,以信息化为横向支撑,实现节点全覆盖、风险差异化、数据全贯通。“信息化”作为横向支撑,将基于检测需求与技术指标进行可行性分析的“选型论证”;严格按技术协议进行安装、调试和初始验收的“采购验收”;建立唯一、全面、动态的电子身份档案的“台账建档”;完成校准与核心计量确认的“量值溯源”;监控两次校准间设备稳定性的“期间核查”;规范操作授权、日常点检与预防性维护的“使用维护”;从应急维修走向预测性维护,规范报废流程的“维修报废”;基于风险大小实施差异化管控策略的“分级监管”8个模块全部线上化、数字化,打通数据流。通过建立设备管理信息系统,实现设备信息的实时更新和共享,提高设备管理的信息化水平。优化设备维护和校准流程,减少设备停机时间,提高设备的使用效率。9大功能模块贯穿于制度层、流程层和数据层的方方面面,以“流程标准化-数据结构化-风险数字化”为主线,构建PDCA闭环,确保实验室设备在合规、高效、可控的状态下运行。

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    结语

    检验检测机构的实验室设备管理,不仅是确保数据准确性的关键环节,更是推动行业高质量发展的核心动力。本文构建的“1+3+9”精细化管理体系,在先进管理技术和高价值设备选型基础上,同步提升了制度、流程、数据和人才等关键要素。但是,由于成本预算和资金限制,本文尚未规模性地引入大型自动化管理系统及软硬件设施。

    随着大数据、人工智能和区块链等前沿技术的广泛应用,设备管理将迈向“自诊断、自校准、自决策”的智慧阶段。这将进一步提升设备管理的效率和准确性,为检验检测机构的高质量发展奠定更加坚实的计量基石。