大數(shù)據(jù)背景下檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室信息化管理系統(tǒng)的應(yīng)用研究

趙曉翠 邵峰 徐珂

摘 要：世界經(jīng)濟(jì)已經(jīng)進(jìn)入信息化和網(wǎng)絡(luò)化飛速發(fā)展的時(shí)期，文章從實(shí)驗(yàn)室信息化系統(tǒng)的實(shí)施條件要求、特征、優(yōu)勢(shì)等方面介紹了檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室在信息化管理系統(tǒng)應(yīng)用方面的現(xiàn)況及發(fā)展趨勢(shì)，以及信息化管理系統(tǒng)應(yīng)用對(duì)提升實(shí)驗(yàn)室軟實(shí)力的作用，介紹了最新的基于云計(jì)算的網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室信息化管理系統(tǒng)，并提出了網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室信息化管理系統(tǒng)的預(yù)期效果。

關(guān)鍵詞：檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室；信息化管理系統(tǒng)；LIMS；云系統(tǒng)；企業(yè)軟實(shí)力

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

0 引言

目前檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室在內(nèi)部管理方面面臨著更加嚴(yán)格的挑戰(zhàn)，現(xiàn)有的人工管理模式已不適應(yīng)當(dāng)今高水平和先進(jìn)實(shí)驗(yàn)室發(fā)展的要求。為此，國(guó)際上很多的實(shí)驗(yàn)室均已提前進(jìn)入到了互聯(lián)網(wǎng)信息化管理水平。隨著科技和信息化高速發(fā)展，依托實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)（LIMS）、辦公室自動(dòng)化系統(tǒng)（OA）、互聯(lián)網(wǎng)（Internet）等高科技實(shí)驗(yàn)室信息化手段，逐漸在檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室服務(wù)能力和管理水平的提升上起著至關(guān)重要的作用，有效提高了政府檢測(cè)機(jī)構(gòu)及第三方檢測(cè)組織的檢驗(yàn)水平及工作效率，并保證實(shí)驗(yàn)室的數(shù)據(jù)安全，由此也大幅度升了實(shí)驗(yàn)室的管理水平，比如實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)（Laboratory Information Management System），簡(jiǎn)稱LIMS。在檢測(cè)服務(wù)機(jī)構(gòu)內(nèi)建立LIMS的目標(biāo)就是改變以往人工為主的傳統(tǒng)管理模式，利用計(jì)算機(jī)軟件、硬件系統(tǒng)以國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)（ISO/IEC17025）來(lái)管理實(shí)驗(yàn)室，建立流程梳理、樣品處置、數(shù)據(jù)處理、報(bào)告評(píng)審及生成、儀器操作使用、人員職能及協(xié)調(diào)、設(shè)備狀態(tài)、試劑消耗等電子化管理，通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接實(shí)驗(yàn)室的專用儀器設(shè)備、綜合管理服務(wù)設(shè)備等，集合高水平的分析測(cè)試技術(shù)、科學(xué)的管理理念和先進(jìn)的數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)以實(shí)驗(yàn)室為核心并基于網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的分布式、全方位管理體系[1]。

經(jīng)過(guò)多年的信息化技術(shù)及管理理念的改善與創(chuàng)新，實(shí)驗(yàn)室信息化的實(shí)現(xiàn)有利于建立起并不斷完善實(shí)驗(yàn)室的質(zhì)量保證體系，實(shí)現(xiàn)檢驗(yàn)數(shù)據(jù)共享化、無(wú)紙化記錄與辦公、資源與設(shè)備集中管理、人員實(shí)時(shí)調(diào)度及量化考核，檢測(cè)業(yè)務(wù)可以自動(dòng)化運(yùn)行，提升實(shí)驗(yàn)室工作效率且降低了運(yùn)轉(zhuǎn)成本，可促進(jìn)實(shí)驗(yàn)室科學(xué)、高效運(yùn)作和規(guī)范化管理，增強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)階段在國(guó)際國(guó)內(nèi)科技競(jìng)爭(zhēng)中的軟實(shí)力[2-3]。

1 實(shí)驗(yàn)室信息化的條件要求

實(shí)驗(yàn)室網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，包括實(shí)驗(yàn)室分析儀器、數(shù)據(jù)終端等硬件設(shè)備，主要是由軟件商與實(shí)驗(yàn)室配合，最終使實(shí)驗(yàn)室整個(gè)系統(tǒng)與內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)集合起來(lái)從而實(shí)現(xiàn)正常運(yùn)行。這樣既節(jié)省了成本又整合了資源，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)共享，并由此帶動(dòng)了實(shí)驗(yàn)室信息化的快速發(fā)展。

根據(jù)近幾年國(guó)內(nèi)外的實(shí)踐，對(duì)實(shí)驗(yàn)室信息化管理系統(tǒng)一般有以下幾方面的要求：高安全性的登錄系統(tǒng)；嚴(yán)格的用戶管理權(quán)限；先進(jìn)、高效的網(wǎng)絡(luò)化數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)；簡(jiǎn)便、快捷、易懂的用戶操作界面；數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析、報(bào)告查閱等準(zhǔn)確性高；同時(shí)分析數(shù)據(jù)上傳的能力；可支持計(jì)算機(jī)及其他各種移動(dòng)設(shè)備；儀器分析數(shù)據(jù)易導(dǎo)入；實(shí)現(xiàn)原始記錄、數(shù)據(jù)計(jì)算與判定自動(dòng)化；行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及最新檢測(cè)技術(shù)的更新；工作流程設(shè)計(jì)基于中心質(zhì)量手冊(cè)和程序文件，實(shí)現(xiàn)文件化管理和信息化管理統(tǒng)一實(shí)施[4]。

2 檢測(cè)機(jī)構(gòu)中實(shí)驗(yàn)室信息化系統(tǒng)應(yīng)用的特征、優(yōu)勢(shì)及對(duì)實(shí)驗(yàn)室軟實(shí)力提升的促進(jìn)作用

不論多大規(guī)模的檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室，現(xiàn)今檢測(cè)實(shí)驗(yàn)絕大多數(shù)是基于實(shí)驗(yàn)儀器的操作以及人工處理分析，實(shí)驗(yàn)前需要人工處理樣品，再將樣品加載至檢測(cè)儀器，通過(guò)人為操作控制計(jì)算機(jī)軟件完成儀器的檢測(cè)工作，最后的數(shù)據(jù)雖由儀器自動(dòng)得出，但也需要檢驗(yàn)人員在長(zhǎng)期經(jīng)驗(yàn)及理論基礎(chǔ)上做出科學(xué)合理的分析，而每個(gè)產(chǎn)品需要檢測(cè)的項(xiàng)目較多，每個(gè)項(xiàng)目數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)反饋也是繁雜更需要精細(xì)的工作，因此涉及到的數(shù)據(jù)量非常大。傳統(tǒng)的管理模式采用紙質(zhì)的信息流傳輸，存在著信息的多次重復(fù)轉(zhuǎn)錄、信息無(wú)法共享、報(bào)告存儲(chǔ)局限、工作效率低下等諸多弊端，導(dǎo)致數(shù)據(jù)無(wú)法得到快速、準(zhǔn)確、科學(xué)分析，事倍功半。在需要處理的信息量急劇增長(zhǎng)的情況下，催生出可以優(yōu)化現(xiàn)有資源、切實(shí)提高工作效率、實(shí)現(xiàn)信息共享、提升管理的手段--實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)（LIMS）。

不同領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)的方向有所不同，但是也存在著一定的共性。例如LIMS的瀏覽器/服務(wù)器（B/S）結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)等，在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部管理、信息共享、實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放等方面，都有通用之處[5-6]。結(jié)合現(xiàn)今各領(lǐng)域檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室，其實(shí)LIMS的需求模型即是一個(gè)包含了數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)（DPS）、管理信息系統(tǒng)（MIS）和辦公自動(dòng)化系統(tǒng)（OAS）的全面實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)的功能。根據(jù)業(yè)務(wù)管理體系、質(zhì)量保證體系和組織管理體系的特點(diǎn)，從計(jì)算機(jī)邏輯關(guān)聯(lián)出發(fā)，設(shè)計(jì)了技術(shù)、流程、質(zhì)量文檔、系統(tǒng)和基礎(chǔ)留個(gè)管理子系統(tǒng)，下屬的管理功能模塊相對(duì)獨(dú)立且可自由取舍（如圖1）。

LIMS具有以下五大優(yōu)勢(shì)[5]：

（1）檢驗(yàn)流程標(biāo)準(zhǔn)化。系統(tǒng)內(nèi)置符合ISO17025標(biāo)準(zhǔn)的檢測(cè)流程，包括樣品登記、領(lǐng)取、檢驗(yàn)任務(wù)分配、檢測(cè)、數(shù)據(jù)審核、編制報(bào)告等流程環(huán)節(jié)，同時(shí)避免工作人員在不同工作中的重復(fù)出現(xiàn)，確保檢驗(yàn)工作有條不紊地進(jìn)行。

（2）使用的靈活性。系統(tǒng)通過(guò)配置機(jī)制可以適應(yīng)檢驗(yàn)流程、檢測(cè)項(xiàng)目、檢驗(yàn)人員、檢測(cè)方法、執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)、檢測(cè)儀器等業(yè)務(wù)調(diào)整，系統(tǒng)可達(dá)到長(zhǎng)期的自我更新及活力。

（3）提高檢測(cè)數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性。對(duì)超標(biāo)數(shù)據(jù)及時(shí)預(yù)警，電腦自動(dòng)運(yùn)算。對(duì)檢驗(yàn)的原始數(shù)據(jù)，包括數(shù)據(jù)采集、修改和審核的詳細(xì)過(guò)程，確保數(shù)據(jù)的可追溯，以防隨意篡改數(shù)據(jù)。

（4）對(duì)實(shí)驗(yàn)室科研有良好支持。綜合上傳的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以及時(shí)總結(jié)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的異?，F(xiàn)象及特征規(guī)律，從而促使進(jìn)一步研究。

（5）有利于提升實(shí)驗(yàn)室整體水平。按照ISO17025標(biāo)準(zhǔn)，以程序化方式規(guī)范實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)和管理流程，避免偏離質(zhì)量體系。及時(shí)發(fā)現(xiàn)不合規(guī)項(xiàng)目，并督促加以改進(jìn)。

3 基于云計(jì)算技術(shù)的信息化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室

基于LIMS的實(shí)驗(yàn)室信息化系統(tǒng)經(jīng)過(guò)多年的實(shí)踐，在提高管理水平和工作效率發(fā)揮著不可替代的貢獻(xiàn)，但是，還未實(shí)現(xiàn)不同檢測(cè)項(xiàng)目的檢測(cè)數(shù)據(jù)自動(dòng)采集與傳輸，自動(dòng)合成電子實(shí)驗(yàn)報(bào)告以及在線支付和在線對(duì)賬，海量數(shù)據(jù)分析等功能。隨著全新的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用模式的發(fā)展，云計(jì)算已逐漸成為人們獲取服務(wù)和信息的主導(dǎo)方式。如今一些具有資質(zhì)的檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室利用最新的實(shí)驗(yàn)室信息化管理系統(tǒng)（例如濟(jì)南蘭光機(jī)電技術(shù)有限公司發(fā)明的新型信息化管理系統(tǒng)--CystemTM 蘭光云系統(tǒng)），基于自身所擁有的高端檢測(cè)儀器，以軟件服務(wù)的方式將檢測(cè)業(yè)務(wù)提供給用戶，用戶既不需要購(gòu)買軟件、也不需要建設(shè)機(jī)房，只需按周期支付軟件服務(wù)費(fèi)和服務(wù)器租用費(fèi)，大大節(jié)省了企業(yè)的資金投入和人力成本。

該信息化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)共分四個(gè)大部分，每部分的功能簡(jiǎn)要介紹如下：

（1）數(shù)據(jù)采集與管理系統(tǒng)：可以完成Labthink（蘭光實(shí)驗(yàn)室）大數(shù)據(jù)系列的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與過(guò)程數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集與傳輸，完成其他品牌儀器設(shè)備數(shù)據(jù)報(bào)告的自動(dòng)數(shù)據(jù)抓取，真正做到數(shù)據(jù)防篡改。并將所有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)化存儲(chǔ)，以供上層應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析、報(bào)告自動(dòng)合成之用。

（2）實(shí)驗(yàn)室業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)：支持跨區(qū)域?qū)嶒?yàn)室的互聯(lián)網(wǎng)統(tǒng)一化管理，支持多個(gè)接入實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部的資源調(diào)度，支持CNAS標(biāo)準(zhǔn)要求。以條形碼為串接，從委托到收樣、制樣、上機(jī)實(shí)驗(yàn)等全流程的自動(dòng)化管理，減少崗位溝通成本、降低出錯(cuò)概率。同時(shí)通過(guò)自動(dòng)化的數(shù)據(jù)采集軟件，將絕大多數(shù)檢測(cè)儀器的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)采集并自動(dòng)生成預(yù)定格式的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

（3）營(yíng)銷管理系統(tǒng)：包括平臺(tái)化的統(tǒng)一客戶管理與維護(hù)、全網(wǎng)客服與技術(shù)支持。本外幣的統(tǒng)一結(jié)算中心，支持在線支付與自動(dòng)對(duì)賬系統(tǒng)。

（4）公眾服務(wù)系統(tǒng)：提供基礎(chǔ)的在線委托檢測(cè)與在線報(bào)告查看和統(tǒng)計(jì)分析功能（Web+手機(jī)客戶端方式）。

通過(guò)這幾個(gè)系統(tǒng)建設(shè)具有多種優(yōu)勢(shì)：

首先可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)同步、實(shí)時(shí)上傳，自動(dòng)處理，無(wú)論用戶規(guī)模、機(jī)構(gòu)分支數(shù)量和工作量。只要連接互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，就可實(shí)現(xiàn)多個(gè)地點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)室的集合。用戶可以在任何地方使用LIMS，大大提升了使用效率和范圍。

可以按照客戶的特殊要求滿足個(gè)性定制化需要，生成不同類型的分析報(bào)告和圖表等。設(shè)備、實(shí)驗(yàn)室、檢測(cè)過(guò)程全程監(jiān)控管理。

通過(guò)信息化系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，現(xiàn)代管理科學(xué)的系統(tǒng)思想借助信息化手段得以進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室管理并具有強(qiáng)制實(shí)施的特征，從根本上改變了國(guó)內(nèi)實(shí)驗(yàn)室軟件系統(tǒng)等方面的不足局面，對(duì)實(shí)驗(yàn)室的創(chuàng)新力、執(zhí)行力和決策力以及檢測(cè)效率、檢測(cè)質(zhì)量和實(shí)驗(yàn)室品牌創(chuàng)建起到巨大的推動(dòng)作用[5]。實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部管理體系也通過(guò)信息技術(shù)手段得到了固化和模式化，進(jìn)一步穩(wěn)定了實(shí)驗(yàn)室“軟實(shí)力”建設(shè)體系。從而使國(guó)內(nèi)實(shí)驗(yàn)室找到了追趕國(guó)際先進(jìn)實(shí)驗(yàn)室綜合“軟實(shí)力”水平的捷徑。

4 總結(jié)

實(shí)驗(yàn)室信息化管理系統(tǒng)可以起到事半功倍的良效，國(guó)外先進(jìn)的信息化技術(shù)應(yīng)用成功案例說(shuō)明，現(xiàn)代化實(shí)驗(yàn)室發(fā)展必須要有強(qiáng)有力的質(zhì)量管理體系做支撐，但是現(xiàn)階段我國(guó)信息化系統(tǒng)的應(yīng)用道路受到一些宏觀環(huán)境的影響。

總之，經(jīng)濟(jì)全球化是一個(gè)需要依靠企業(yè)“軟實(shí)力”不斷改變競(jìng)爭(zhēng)方式的時(shí)代，而信息化管理系統(tǒng)的科學(xué)應(yīng)用對(duì)于全面提升檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室的綜合“軟實(shí)力”，創(chuàng)建名牌實(shí)驗(yàn)品牌，從而提升整體硬實(shí)力而言，其作用無(wú)可替代[6]。而要做到信息管理系統(tǒng)應(yīng)用的科學(xué)性和高效率，就必須做到信息系統(tǒng)平臺(tái)先進(jìn)、架構(gòu)科學(xué)、可擴(kuò)展性好、人機(jī)界面友好，同時(shí)需要進(jìn)行系統(tǒng)的前期調(diào)研、重組或完善實(shí)驗(yàn)室管理構(gòu)架與流程、合理有效安排人員并提出完整的功能需求，并不斷地進(jìn)行前瞻性地改進(jìn)和維護(hù)。

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