海洋環(huán)境監(jiān)測實驗室信息管理系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用＊

高曉慧，趙向玉，卜志國

（1.國家海洋局北海環(huán)境監(jiān)測中心 青島 266033；2.國家海洋局海洋溢油鑒別與損害評估技術(shù)重點實驗室 青島 266033；3.國家海洋局北海預(yù)報中心 青島 266033）

海洋環(huán)境監(jiān)測實驗室信息管理系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用＊

高曉慧1，2，趙向玉3，卜志國1，2

（1.國家海洋局北海環(huán)境監(jiān)測中心 青島 266033；2.國家海洋局海洋溢油鑒別與損害評估技術(shù)重點實驗室 青島 266033；3.國家海洋局北海預(yù)報中心 青島 266033）

文章根據(jù)海洋環(huán)境監(jiān)測業(yè)務(wù)的特點，提出了海洋環(huán)境監(jiān)測實驗室信息管理系統(tǒng)的總體設(shè)計方案，對系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)的功能進行了設(shè)計描述。提出建立海洋環(huán)境監(jiān)測實驗室信息管理系統(tǒng)，可提升實驗室信息運轉(zhuǎn)效率和管理水平，規(guī)范質(zhì)量管理，保證數(shù)據(jù)可靠性，更好地為海洋環(huán)境監(jiān)測管理服務(wù)。

海洋環(huán)境監(jiān)測；實驗室管理；系統(tǒng)設(shè)計

隨著海洋環(huán)境監(jiān)測事業(yè)的發(fā)展和實驗室認可工作的推廣，人們對實驗室質(zhì)量的全面管理和工作效率提出了更高的要求［1］。隨著樣品數(shù)量、監(jiān)測項目的急劇增加，對數(shù)據(jù)的準確性要求越來越嚴格，樣品分析的周期越來越短，過去的人工常規(guī)管理模式已不能適應(yīng)形勢發(fā)展的需求。北海環(huán)境監(jiān)測中心根據(jù)監(jiān)測業(yè)務(wù)實際情況，提出了實驗室信息管理系統(tǒng)總體設(shè)計方案。

1 系統(tǒng)設(shè)計

1.1 目標構(gòu)建

①有效利用人力和設(shè)備資源，減輕工作人員的壓力。LIMS系統(tǒng)集業(yè)務(wù)流程管理、查詢統(tǒng)計、檢測資源管理、質(zhì)量保證及控制等多個模塊為一體，使實驗室達到自動化運行、信息化管理和無紙化辦公的目的［2］。②規(guī)范實驗室的業(yè)務(wù)流程，實現(xiàn)儀器校準管理、標準物質(zhì)管理、人員上崗證管理及庫存管理等，使整個管理體系的運行更趨規(guī)范。③提高數(shù)據(jù)的準確性。采用LIMS系統(tǒng)避免了手工抄寫與計算誤差，可快速準確地提供數(shù)據(jù)結(jié)果。④數(shù)據(jù)安全、集中式存儲和共享。以電子方式安全、集中存儲所有實驗室數(shù)據(jù)，并提供高效、靈活的數(shù)據(jù)查詢能力。⑤自動計算與報表自動生成，為分析決策提供服務(wù)。通過LIMS系統(tǒng)可產(chǎn)生大量的報表，通過直觀的圖形、報表說明數(shù)據(jù)結(jié)果，能更方便地為環(huán)境管理提供分析決策支持。

1.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計

實驗室信息管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計見圖1。實驗室信息管理系統(tǒng)的系統(tǒng)功能設(shè)計涉及整個工作流程和實驗室相關(guān)資源，應(yīng)具有設(shè)備、人員、業(yè)務(wù)流程等管理功能。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)需設(shè)計為監(jiān)測業(yè)務(wù)管理、監(jiān)測資源管理、查詢統(tǒng)計和系統(tǒng)管理等幾大模塊。其中監(jiān)測資源管理模塊分為實驗室人員信息模塊、儀器設(shè)備信息模塊、物料及試劑信息模塊。

2 系統(tǒng)實現(xiàn)

實驗室信息管理系統(tǒng)分為基礎(chǔ)軟件平臺和應(yīng)用子系統(tǒng)兩大部分。其中基礎(chǔ)軟件平臺由成熟的商業(yè)化軟件平臺構(gòu)成，包括Microsoft.Net技術(shù)，以及SQL Server、數(shù)據(jù)庫。基礎(chǔ)軟件平臺提供了應(yīng)用子系統(tǒng)所需要的基礎(chǔ)架構(gòu)（infrastructure）；應(yīng)用子系統(tǒng)是針對業(yè)務(wù)的軟件模塊，具有完成與檢測相關(guān)具體業(yè)務(wù)的功能。在開發(fā)平臺的基礎(chǔ)上通過快速定制開發(fā)，實現(xiàn)與北海環(huán)境監(jiān)測中心實驗室需求相匹配的應(yīng)用系統(tǒng)，包括的功能有監(jiān)測業(yè)務(wù)管理、監(jiān)測資源管理、查詢統(tǒng)計和系統(tǒng)管理。

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計

2.1 監(jiān)測業(yè)務(wù)管理模塊

2.1.1 樣品登記

樣品登記能自動導(dǎo)入采樣人員登記的采樣信息，及時將分析任務(wù)流轉(zhuǎn)給具備樣品分析權(quán)限的分析部門。還能自動導(dǎo)入客戶從網(wǎng)上登記的送檢信息，能從EXCEL表格中成批導(dǎo)入樣品信息。

2.1.2 接受樣品，判斷是否正常

分析部門通過系統(tǒng)接受任務(wù)，并判斷樣品信息是否正常，不正常則返回監(jiān)測部門重新登記，正常則簽字確認并接受樣品。

2.1.3 樣品監(jiān)管流轉(zhuǎn)

分析部門接受樣品后，根據(jù)不同的分析要求將樣品分發(fā)給不同實驗室分析人員，并根據(jù)優(yōu)先順序適當分配調(diào)整。分析人員進入系統(tǒng)接受分析任務(wù)后，進行樣品制備與分析，同時采取質(zhì)量控制措施。

2.1.4 樣品分析數(shù)據(jù)錄入

樣品分析完成后會產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)，其中儀器自動分析數(shù)據(jù)可通過系統(tǒng)與儀器接口直接采集，自動導(dǎo)入并保存，不需要人工干預(yù)，其他手工分析方式獲得的數(shù)據(jù)則由分析人員錄入。

2.1.5 分析數(shù)據(jù)驗證

樣品分析完需進行分析數(shù)據(jù)審核，對于一些異常數(shù)據(jù)、錯誤數(shù)據(jù)經(jīng)系統(tǒng)驗證后需復(fù)核，并返回相關(guān)分析人員處更改；對于質(zhì)量控制數(shù)據(jù)，系統(tǒng)提供給質(zhì)量控制部門驗證，確保分析數(shù)據(jù)正確無誤［3］。

2.1.6 分析報告編制與審核

完成分析數(shù)據(jù)驗證后，系統(tǒng)自動生成分析報告，并進行電子簽名審核和電子歸檔，結(jié)束樣品的所有業(yè)務(wù)流程。

2.1.7 提供報表

最后系統(tǒng)會自動為用戶和流程涉及的各部門提供各類反饋報表，其中包括相關(guān)已完成的信息和數(shù)據(jù)，同時給領(lǐng)導(dǎo)提供分析決策報表。

2.2 監(jiān)測資源管理模塊

監(jiān)測資源管理模塊主要包括實驗室人員信息管理、儀器設(shè)備信息管理及物料、試劑信息管理等模塊。

2.2.1 實驗室人員信息模塊

本模塊主要用于管理實驗室人員的姓名、性別、職稱等基本信息；對個人技術(shù)檔案等進行管理，包括論文、專著、課題與成果、培訓(xùn)和持證情況等。

2.2.2 儀器設(shè)備信息管理模塊

本模塊是實驗室信息管理中的重要內(nèi)容，該模塊劃分為6個子功能模塊：儀器設(shè)備管理、低值品管理、易耗品管理、儀器借用管理、出入庫管理和儀器維護管理［4］。

（1）儀器設(shè)備管理，該功能模塊是為實驗室管理人員和設(shè)備科人員而設(shè)。用戶可以從中獲得某儀器設(shè)備的存放地點、購買日期以及廠家等信息，還可以檢索和統(tǒng)計某種類型儀器設(shè)備的總數(shù)量、總金額以及報表輸出。易耗物品管理與低值品管理的功能與該模塊類同。

（2）儀器借用管理，該功能模塊是為實驗室管理人員而設(shè)。如某時間某儀器借給誰，作何用途等，只要單擊“儀器借用管理”，輸入要檢索的字段便知。

（3）出入倉庫管理，該功能模塊是為設(shè)備科人員而設(shè)。對應(yīng)的數(shù)據(jù)表字段：儀器編號、儀器名稱、儀器型號、計量單位、數(shù)量、單價、廠家、出入庫日期、出入方向、部門名稱、實驗室名稱、經(jīng)手人、備注、審核標志。如某一時間某儀器出庫多少、入庫多少等，可從中輕易了解。

（4）儀器維護管理，該模塊是為實驗室管理人員而設(shè)。它是由兩個小模塊組成：儀器維護與儀器標定。儀器維護模塊有助于實驗室管理人員記住每臺儀器設(shè)備的維修歷史等，便于以后更好地維護它。儀器標定模塊有助于實驗室管理人員按時標定儀器儀表（該功能模塊有實時的智能化提醒），以保證儀器儀表的測量精度。

2.2.3 物料及試劑信息管理模塊

本模塊主要用于管理實驗室人員對試劑申購管理、試劑材料錄入和試劑材料的領(lǐng)用。

2.3 查詢統(tǒng)計模塊

本模塊能進行各項資源（包括監(jiān)測人員、監(jiān)測方法、監(jiān)測項目、衛(wèi)生標準、儀器設(shè)備、試劑和標準品等）的查詢統(tǒng)計。能查詢追溯到編制、審核、批準等不同階段的監(jiān)測報告；能查詢到樣品信息、原始記錄、結(jié)果數(shù)據(jù)、評價結(jié)果、最終報告；能進行質(zhì)控手冊、程序文件、作業(yè)指導(dǎo)書等文件管理、查詢；可支持按樣品屬性、項目、合格率和工作量等查詢統(tǒng)計；能進行儀器設(shè)備使用率統(tǒng)計查詢；管理部門可對各部門的工作進行匯總查詢；可查詢該部門一段時間內(nèi)完成的工作量，包括出錯查詢，并要求打印相關(guān)報表功能等。

2.4 系統(tǒng)管理功能

本模塊包括數(shù)據(jù)庫管理、系統(tǒng)訪問控制等模塊。

數(shù)據(jù)庫管理模塊可定期進行異地數(shù)據(jù)備份，具備數(shù)據(jù)恢復(fù)功能［5］。系統(tǒng)訪問控制模塊有嚴格的權(quán)限控制，系統(tǒng)權(quán)限細分到每個操作界面和每個功能按鈕，可以為每個人員、每個崗位詳細設(shè)置每一項的應(yīng)用權(quán)限，權(quán)限管理邏輯嚴密。數(shù)據(jù)的后步完成將自動鎖死前面的數(shù)據(jù)修改操作，只有前步操作完成才能進行后面的數(shù)據(jù)操作，本人只能修改本人登記的數(shù)據(jù)。

3 結(jié)論

當前，我國的海洋環(huán)境保護工作進入了一個新的歷史時期，海洋環(huán)境監(jiān)測事業(yè)發(fā)展十分迅速，而LIMS作為現(xiàn)代的實驗室管理工具，提高海洋環(huán)境監(jiān)測工作效率，規(guī)范質(zhì)量管理，保證數(shù)據(jù)可靠性，提高環(huán)境監(jiān)測為海洋環(huán)境管理服務(wù)的效能［6］。雖然目前LIMS在海洋環(huán)境監(jiān)測實驗室中的推進仍然困難重重，但鑒于其廣闊的應(yīng)用前景，LIMS必將成為促使中國海洋環(huán)境監(jiān)測實驗室管理水平提升、與市場競爭機制接軌、與國際慣例接軌、與科學(xué)化管理體系接軌的重要手段和工具。

［1］ 張濤，鄧愛萍.環(huán)境監(jiān)測實驗室信息化管理建設(shè)思路［J］.江蘇科技信息，2010（9）：21－23.

［2］ 沈藝.環(huán)境監(jiān)測實驗室信息管理系統(tǒng)的構(gòu)建與實施［J］.環(huán)境監(jiān)測管理與技術(shù)，2008，18（4）：4－6.

［3］ 湯立，酈偉.實驗室信息管理系統(tǒng)（LIMS）在環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用探討［J］.江蘇環(huán)境科技，2007，20（2）：69－71.

［4］ 葛照君，盛磊.實驗室信息管理系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)［J］.計算機教學(xué)與教育信息化，2008（13）：705－707.

［5］ 吳志旭，樓振綱.環(huán)境監(jiān)測實驗室管理系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用［J］.化學(xué)分析計量，2006，15（5）：50－53.

［6］ 張濤.環(huán)境監(jiān)測LIMS建設(shè)中的問題及對策分析［J］.環(huán)境科學(xué)與管理，2006，31（4）：171－175.

海洋公益性行業(yè)科研專項經(jīng)費項目（200905030）.