大数据背景下检测实验室信息化管理系统的应用研究

赵晓翠 邵峰 徐珂

摘 要：世界经济已经进入信息化和网络化飞速发展的时期，文章从实验室信息化系统的实施条件要求、特征、优势等方面介绍了检测实验室在信息化管理系统应用方面的现况及发展趋势，以及信息化管理系统应用对提升实验室软实力的作用，介绍了最新的基于云计算的网络实验室信息化管理系统，并提出了网络实验室信息化管理系统的预期效果。

关键词：检测实验室；信息化管理系统；LIMS；云系统；企业软实力

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.06.162

0 引言

目前检验实验室在内部管理方面面临着更加严格的挑战，现有的人工管理模式已不适应当今高水平和先进实验室发展的要求。为此，国际上很多的实验室均已提前进入到了互联网信息化管理水平。随着科技和信息化高速发展，依托实验室信息管理系统（LIMS）、办公室自动化系统（OA）、互联网（Internet）等高科技实验室信息化手段，逐渐在检测实验室服务能力和管理水平的提升上起着至关重要的作用，有效提高了政府检测机构及第三方检测组织的检验水平及工作效率，并保证实验室的数据安全，由此也大幅度升了实验室的管理水平，比如实验室信息管理系统（Laboratory Information Management System），简称LIMS。在检测服务机构内建立LIMS的目标就是改变以往人工为主的传统管理模式，利用计算机软件、硬件系统以国际标准（ISO/IEC17025）来管理实验室，建立流程梳理、样品处置、数据处理、报告评审及生成、仪器操作使用、人员职能及协调、设备状态、试剂消耗等电子化管理，通过计算机网络连接实验室的专用仪器设备、综合管理服务设备等，集合高水平的分析测试技术、科学的管理理念和先进的数据库技术，实现以实验室为核心并基于網络平台的分布式、全方位管理体系[1]。

经过多年的信息化技术及管理理念的改善与创新，实验室信息化的实现有利于建立起并不断完善实验室的质量保证体系，实现检验数据共享化、无纸化记录与办公、资源与设备集中管理、人员实时调度及量化考核，检测业务可以自动化运行，提升实验室工作效率且降低了运转成本，可促进实验室科学、高效运作和规范化管理，增强了实验室现阶段在国际国内科技竞争中的软实力[2-3]。

1 实验室信息化的条件要求

实验室网络系统，包括实验室分析仪器、数据终端等硬件设备，主要是由软件商与实验室配合，最终使实验室整个系统与内部网络集合起来从而实现正常运行。这样既节省了成本又整合了资源，实现了远程数据共享，并由此带动了实验室信息化的快速发展。

根据近几年国内外的实践，对实验室信息化管理系统一般有以下几方面的要求：高安全性的登录系统；严格的用户管理权限；先进、高效的网络化数据库技术；简便、快捷、易懂的用户操作界面；数据统计分析、报告查阅等准确性高；同时分析数据上传的能力；可支持计算机及其他各种移动设备；仪器分析数据易导入；实现原始记录、数据计算与判定自动化；行业标准及最新检测技术的更新；工作流程设计基于中心质量手册和程序文件，实现文件化管理和信息化管理统一实施[4]。

2 检测机构中实验室信息化系统应用的特征、优势及对实验室软实力提升的促进作用

不论多大规模的检测实验室，现今检测实验绝大多数是基于实验仪器的操作以及人工处理分析，实验前需要人工处理样品，再将样品加载至检测仪器，通过人为操作控制计算机软件完成仪器的检测工作，最后的数据虽由仪器自动得出，但也需要检验人员在长期经验及理论基础上做出科学合理的分析，而每个产品需要检测的项目较多，每个项目数据的统计反馈也是繁杂更需要精细的工作，因此涉及到的数据量非常大。传统的管理模式采用纸质的信息流传输，存在着信息的多次重复转录、信息无法共享、报告存储局限、工作效率低下等诸多弊端，导致数据无法得到快速、准确、科学分析，事倍功半。在需要处理的信息量急剧增长的情况下，催生出可以优化现有资源、切实提高工作效率、实现信息共享、提升管理的手段--实验室信息管理系统（LIMS）。

不同领域的实验室管理系统的方向有所不同，但是也存在着一定的共性。例如LIMS的浏览器/服务器（B/S）结构、网络架构等，在实验室内部管理、信息共享、实验室开放等方面，都有通用之处[5-6]。结合现今各领域检测实验室，其实LIMS的需求模型即是一个包含了数据处理系统（DPS）、管理信息系统（MIS）和办公自动化系统（OAS）的全面实验室信息管理系统的功能。根据业务管理体系、质量保证体系和组织管理体系的特点，从计算机逻辑关联出发，设计了技术、流程、质量文档、系统和基础留个管理子系统，下属的管理功能模块相对独立且可自由取舍（如图1）。

LIMS具有以下五大优势[5]：

（1）检验流程标准化。系统内置符合ISO17025标准的检测流程，包括样品登记、领取、检验任务分配、检测、数据审核、编制报告等流程环节，同时避免工作人员在不同工作中的重复出现，确保检验工作有条不紊地进行。

（2）使用的灵活性。系统通过配置机制可以适应检验流程、检测项目、检验人员、检测方法、执行标准、检测仪器等业务调整，系统可达到长期的自我更新及活力。

（3）提高检测数据的精准性。对超标数据及时预警，电脑自动运算。对检验的原始数据，包括数据采集、修改和审核的详细过程，确保数据的可追溯，以防随意篡改数据。

（4）对实验室科研有良好支持。综合上传的实验数据可以及时总结实验过程中的异常现象及特征规律，从而促使进一步研究。

（5）有利于提升实验室整体水平。按照ISO17025标准，以程序化方式规范实验室检验和管理流程，避免偏离质量体系。及时发现不合规项目，并督促加以改进。

3 基于云计算技术的信息化系统网络实验室

基于LIMS的实验室信息化系统经过多年的实践，在提高管理水平和工作效率发挥着不可替代的贡献，但是，还未实现不同检测项目的检测数据自动采集与传输，自动合成电子实验报告以及在线支付和在线对账，海量数据分析等功能。随着全新的互联网应用模式的发展，云计算已逐渐成为人们获取服务和信息的主导方式。如今一些具有资质的检测实验室利用最新的实验室信息化管理系统（例如济南兰光机电技术有限公司发明的新型信息化管理系统--CystemTM 兰光云系统），基于自身所拥有的高端检测仪器，以软件服务的方式将检测业务提供给用户，用户既不需要购买软件、也不需要建设机房，只需按周期支付软件服务费和服务器租用费，大大节省了企业的资金投入和人力成本。

该信息化系统网络实验室系统共分四个大部分，每部分的功能简要介绍如下：

（1）数据采集与管理系统：可以完成Labthink（兰光实验室）大数据系列的实验结果与过程数据的自动采集与传输，完成其他品牌仪器设备数据报告的自动数据抓取，真正做到数据防篡改。并将所有实验数据进行结构化存储，以供上层应用系统进行统计分析、报告自动合成之用。

（2）实验室业务管理系统：支持跨区域实验室的互联网统一化管理，支持多个接入实验室内部的资源调度，支持CNAS标准要求。以条形码为串接，从委托到收样、制样、上机实验等全流程的自动化管理，减少岗位沟通成本、降低出错概率。同时通过自动化的数据采集软件，将绝大多数检测仪器的实验数据进行自动采集并自动生成预定格式的实验报告。

（3）营销管理系统：包括平台化的统一客户管理与维护、全网客服与技术支持。本外币的统一结算中心，支持在线支付与自动对账系统。

（4）公众服务系统：提供基础的在线委托检测与在线报告查看和统计分析功能（Web+手机客户端方式）。

通过这几个系统建设具有多种优势：

首先可以实现数据同步、实时上传，自动处理，无论用户规模、机构分支数量和工作量。只要连接互联网络，就可实现多个地点的实验室的集合。用户可以在任何地方使用LIMS，大大提升了使用效率和范围。

可以按照客户的特殊要求满足个性定制化需要，生成不同类型的分析报告和图表等。设备、实验室、检测过程全程监控管理。

通过信息化系统的广泛应用，现代管理科学的系统思想借助信息化手段得以进入实验室管理并具有强制实施的特征，从根本上改变了国内实验室软件系统等方面的不足局面，对实验室的创新力、执行力和决策力以及检测效率、检测质量和实验室品牌创建起到巨大的推动作用[5]。实验室内部管理体系也通过信息技术手段得到了固化和模式化，进一步稳定了实验室“软实力”建设体系。从而使国内实验室找到了追赶国际先进实验室综合“软实力”水平的捷径。

4 总结

实验室信息化管理系统可以起到事半功倍的良效，国外先进的信息化技术应用成功案例说明，现代化实验室发展必须要有强有力的质量管理体系做支撑，但是现阶段我国信息化系统的应用道路受到一些宏观环境的影响。

总之，经济全球化是一个需要依靠企业“软实力”不断改变竞争方式的时代，而信息化管理系统的科学应用对于全面提升检测实验室的综合“软实力”，创建名牌实验品牌，从而提升整体硬实力而言，其作用无可替代[6]。而要做到信息管理系统应用的科学性和高效率，就必须做到信息系统平台先进、架构科学、可扩展性好、人机界面友好，同时需要进行系统的前期调研、重组或完善实验室管理构架与流程、合理有效安排人员并提出完整的功能需求，并不断地进行前瞻性地改进和维护。

参考文献：

[1]张勇，沈广鸿，杨红英.实验室信息管理系统（LIMS）的设计[J]. 安徽电子信息职业技术学院学报，2008（01）：48.

[2]谢冰洁.LIMS实验室信息管理系统之界面设计[J].河北理工大学学报（社会科学版），2007（07）：116.

[3]徐乐.实验室信息管理系现状综述[J].科技情报开发与经济， 2008，18（31）：186-187.

[4]Grauer Z.Laboratory information management systems and traceability of quality systems[J].American Laboratory， 2003（09）：15.

[5]周子荣.实验室信息化建設推动实验室管理水平的提高[J].职业与健康，2013（11）：1400-1401.

[6]郝鸿毅.企业软实力[M].中国时代经济出版社，2008（08）：18.