基于RFID技术的实验室物资管理实践

时间：2021-12-08 阅读：554

基于RFID技术的实验室物资管理实践

前言

我国信息化实验室的设计建设起步较晚，早期建设往往只是为了满足一时需求，随着新技术日新月异的发展，实验室运行中涉及的设备、试剂、耗材等物资越来越多，业务流程、环境、文件记录、质量管理等标准要求越来越高，管理水平日益成为制约实验室信息化发展的瓶颈。
本文以某实验室为例，分析在实验室规模扩大、物资扩充现状下，如何利用RFID技术建设与之匹配的实验室物资管理基础设施这一课题。

管理现状

1.人工登记工作繁琐，信息可追溯性较差。
目前，某实验室主要从事研究性质的前沿课题，使用的仪器、设备、原物料多元化，登记建账工作量大、流程多，很容易有操作错误的现象；一些过期失效、无标签的化学品未能及时处置，存在一定的安全隐患；卡片与标签等载体经常容易更改、损坏，对后续库存清查和统计管理造成困难，导致工作量大大增加。

2.业务日益复杂，管理环节薄弱导致工作停滞。随着研究领域各学科的相互融合和交叉，进入某实验室工作的各层次研究人员越来越多，基层人员兼任库房甚至危化品管理员的现象已是常态，这部分人员没有这方面专业技能、仅依靠纸笔和经验无法全面管理各种信息；实验室物资分配金字塔式集中处理、资源调度层层审批的形式也使得中间环节臃肿，无法及时处理一线问题，常常导致空有*的仪器设备，工作却陷入停滞。

3.监管与合规性要求提高，发展不稳定现阶段，行业指导实验室运行的各类型标准达到200多项，仅涉及实验室管理的就有15项、涉及实验室安全有23项，针对不同科室进行的设计标准有10余项，粗放、权责模糊的管理方式让实验人员疲于应付监管，日益影响到实验室的稳定和可持续发展。

技术应用概况

国内很多实验室已经逐渐认识到信息化在管理中的作用，纷纷开始引入实验室信息管理系统LIMS（Laboratory Information Management System），LIMS是指以数据库为核心的信息化技术与实验室管理需求相结合的信息化管理系统，作为世界范围内实验室管理的主要手段，LIMS在实验类文档的归档、实验安排、设备的管理、人员资料管理等方面都有出色的表现，而具体在解决物资管理方面，管理软件始终无法提供存储所具备的条件，更是无法约束工作人员在入库，领用等操作过程中的具体行为，所以如何将管理思路可执行化，必须通过配套硬件的方式来实现，如信息的自动录入识别、过程操作记录、定位等。为了解决这些问题，我们引入无线射频识别技术（Radio Frequency Identification），RFID是一种无需在系统与特定目标之间建立起机械或光学接触，通过无线电信号来识别特定的目标并且读写相关数据，是一种非接触式的自动识别技术，又称为电子标签。RFID技术伴随着物联网的发展日趋完善成熟，现在被广泛地应用于高速公路自动收费、物流管理、门禁系统管理、图书管理等行业领域。
通过RFID与LIMS的结合，使得我们在无需接触物资的情况下，达成管理系统自动识别管理对象的效果。RFID标识物面积小、可并发/快速识别、具备*性，适合用于绑定实验室大量同类型试剂耗材、小型高价值试剂、严格监管危化品等物资，同时在实验仪器设备的管理方面也更加灵活。RFID提供了物资数据信息化的接口，将物资与管理系统更加紧密地联系到一起，使得我们可以通过系统管理更大空间里的物资，更便捷的利用数据分析、机械自动化、AI等技术，实现更高效、更安全、更严谨的智能化管理。

方案设计

基于RFID技术的实验室物资管理系统旨在进一步优化及提升实验室物资管理系统流程，避免由传统管理人为操作带来的流程管理疏漏、手动登记及多平台操作带来的人为误差，实现将人、事、物统一平台，统一出口，统一管理。方案中，所有管理区域采用立式操控平台作为控制中枢，是区域管理的核心，可以与人脸识别门禁系统、智能存储柜、手持操作终端等硬件交叉组网连接，实现对所有管理区域、硬件存储设备的软件交互和数据信息集中处理，一套控制端可支持1280个管理柜组网进行工作，还可实现对于区域货架或普通柜体内试剂耗材的电子化管理。系统能够实时备份保证数据安全，管理者可在办公电脑上实时访问中控平台，查看所有物资的管理现状。

1.根据管理对象不同，选择不同的基础存储设施某实验室大楼不仅物资多，管理的场景更是复杂，物资种类繁多，属性不一，所以针对不同的管理需求及应用场景，在软件管理基础上配备不同智能硬件设施，满足不同物资的存储需求。

存储对象	存储特点	处理方式
标准品	体积小，种类数量多，价值高	利用定制托盘/抽屉盛放，分区控温，独立操作RFID结合数据算法，识别试剂信息并精准定位
危化品	严格监管，存储方式有要求	配置安全柜存储，柜体防腐工艺处理集成空气内循环除味，制冷控温
菌毒种生物样本	超低温环境价值高	继续使用原有超低温冰箱存放利用智能锁开关控制，系统集成在管理终端
普通试剂耗材	种类数量多使用频繁	管理终端连接手持终端操作继续使用原有货架存放，通过条码绑定管理
……	……	……

2.根据管理需求不同，构建不同的管理模块实验室物资管理系统在不同领域实验室的应用情况差别很大，作为一种实验室管理的*工具，作用关键是能否解决实验室物资管理上的实际问题。

管理模块	管理需求	处理方式
标准品管理	标准品管理系统方便查找、使用	集成采购、验收、期间核查、使用轨迹、数据记录等全流程管理，设计可视化界面
危化品管理	严格监管	集成移动侦测监控，支持导出存储独立管理区域门禁管理，分配柜体使用权限完整的流转记录，设置超期预警
人员管理	减少失误杜绝越权操作	实现权限分级，权责明确，人员权限可分类设置
报表管理	自动生成格式清晰定制化	人员、操作、试剂信息自动汇入数据库集中呈现数据报表，支持导出按需定制表格，最多通过32个字段定义
柜体管理	远程控制实时监测	支持内网/外网远程访问后台多柜体数据统一集中，支持批量操作支持远程锁定柜体，一键设置功能开关
用量管理	记录用量	集成高精度天平称重，自动计算用量并录入系统可设置标准环节，约束操作者称重提供用量预警、库存量统计与提醒等
……	……	……

3.根据实验室信息化发展现状，采用不同的部署方式管理软件采用开放式的架构设计，支持集群方式部署，动态增加服务器。能够通过数据库适配、面向服务接口适配、页面DOM数据抓取的方式整合各种应用，并对外提供基于JSON协议统一规范的接口，并且可以通过数据缓存的方式，极大的缓解服务压力。

新增模块	对接系统	处理方式
物资管理系统	LIMS、OA、财务等	物资数据的采集可与原有的数据库系统进行对接，我方可主动开放数据端口，由原有的系统数据公司写入数据；
		物资数据的采集可与原有的数据库系统进行对接，由对方开放数据端口，我公司进行读取信息，进行信息的转换对接；
		可在原有系统中导出Excel表格来实现系统的对接；
	组织架构人员信息	对接现有的架构信息，人员信息管理系统，同步至本系统中；
		支持用户单点登录本系统；
		支持将用户配置某一角色，使其拥有对应的操作权限；
		支持批量导入人员信息，并根据实际信息进行修改编辑。

4.聚焦智能化，提供数据分析能力实验室物资管理系统覆盖管理需求的全部环节，基于RFID技术识别、计算、录入的数据杜绝了人为失误、非法篡改等影响，可进行高质量的数据分析、挖掘，为实验室整体管理提供决策依据。

结果与结论

本设计提供了利用物联网技术结合信息管理系统解决实际问题的样本，在电子流转、无纸办公、成本管控、合规管理、安全保障、数据支撑等多个方面具有参考价值和现实意义，体现了实验室信息管理的智能化与科学性。