基于B/S模式的實驗室信息管理系統的構建與應用

廣東省獸藥與飼料監察總所 林海丹 李小云＊楊超斌

廣州市建坤網絡科技發展有限公司 孟祥寶 謝秋波 劉海峰

飼料、獸藥和畜產品質量關系到食品安全、人民群眾的生命安全，關系到社會和諧穩定，面對日益復雜的市場環境和社會各界對食品安全的日益重視，獸藥、飼料等農業投入品及畜產品質量的檢測和監管工作的任務量和難度都逐漸增大，檢驗參數和數量激增，數據處理量急速增加，對數據的準確性和檢驗質量要求也越來越嚴格，實驗室管理面臨挑戰，傳統的管理模式已顯得不太適應，如何最大限度地充分利用現有的人員、設備和資源，提高實驗室管理水平已成為當前檢測機構急需解決的重要課題。本研究開發了一個基于B/S模式的實驗室信息管理系統，通過計算機網絡規范檢測全流程，完成數據的收集、分析和處理，完成實驗室的檢驗檢測管理、辦公管理、儀器設備管理和績效管理功能。

1 實驗室信息管理系統簡介

實驗室管理是現代管理學中的一個分支，它是在社會發展、技術進步、實驗室的發展過程中發展起來的一門新興學科。LIMS（laboratory information management system）即實驗室信息管理系統是實驗室管理科學發展的成果，是實驗室管理科學與現代信息技術結合的產物，是利用計算機網絡技術、數據存儲技術、快速數據處理技術等，對實驗室進行全方位管理的計算機軟件和硬件系統。LIMS從20世紀60年代末期開始，發展到今天，歷經研究，發展，商業化三個階段，走過了數十年的歷程，引發了實驗室在管理機制，組織，結構iu，測試技術，數據外推算多方面的變革，已成為實驗室自動化，信息化的關鍵技術 （張志檁等，2006；薛平等，2005；胡西虹，2003）。

1.1 構建實驗室信息管理系統的重要性

1.1.1 協調實驗室各類資源 任何有授權的工作人員都可在LIMS系統平臺了解到實驗室設備、方法、技術資料、人員流動動態、委托測試樣品數、實驗室庫存試劑等各自關心的信息。這就為實驗室協調各類資源、解決特定問題提供了方便。管理人員可以通過LIMS平臺，實時了解實驗室內各臺設備和人員的工作狀態、不同崗位待檢樣品數量等信息，能及時協調有關方面的力量化解分析流程出現“瓶頸”環節，縮短樣品檢測周期；調節實驗室內不同部門富余資源，最大程度地減少資源的浪費。

1.1.2 提高樣品測試效率 應用LIMS可以使實驗室內與樣品相關的所有信息都能實時反映在LIMS的應用終端上，各類用戶憑授權均能很便利地查到自己所關心的信息。對于涉及不同測試項目的樣品，相關工作人員可以及時得到所需的信息，從而加快一些關聯項目的分析過程。

1.1.3 實現實驗數據的集中統一管理 近年來，實驗室信息呈現出了爆炸性增長的趨勢，采用設備管理信息系統能夠有效的實現實驗數據的集中統一管理，根據不同類型的任務方便地匯總所需數據，自動生成各種報表，同時可防止實驗數據的失竊、篡改和丟失，保證數據的長期安全保存，方便隨時隨地的網絡授權查詢。

1.1.4 保障實驗過程的質量控制 采用實驗室信息管理系統可以有效地控制實驗全過程，減少數據輸入錯誤，縮短樣品分析周期。其對分析測試標準、分析測試人員、樣品和實驗結果數據及發生的修改等均可以進行追溯，保證分析測試或研發任務的及時準確完成。

1.1.5 對人員工作實現量化管理 實現檢驗工作量的自動計算、分析、統計功能，主要包括：檢驗樣品分組檢驗分值折算；個人檢驗任務分值管理；批量檢驗分值折算；基本的檢驗分值計算參數設置；后勤分值統計；檢驗分值統計報表等內容。

2 實驗室信息管理系統的構建策劃

以廣東省獸藥與飼料監察總所為主要應用對象，進行實驗室信息管理系統（LIMS）的需求分析，調查確定實驗室的工作流程、各種管理事務、實驗室設備狀況及其數據接口，為此作為確定軟件系統功能模塊依據。實驗室業務以檢驗樣品為中心，從接收樣品、分析檢驗到完成檢驗報告為主線來設計整個管理系統框架，其業務處理流程如下所示：

收樣登記→檢測費用→任務分配→樣品檢驗檢測→數據復核→數據審核→編制檢驗報告→報告審核→報告批準→打印→客戶告知→報告分發→歸檔。

以上為實驗室信息管理系統（LIMS）的核心功能需求，完整的實驗室業務還需要對實驗室的人、財、物等檢驗資源進行管理，提供日常辦公、信息交流、基礎設置、統計與報表和系統設置管理等功能。

3 系統設計

3.1 設計原則 以美國試驗與材料學會（ASTM）制訂的《實驗室信息管理系統（LIMS）標準指南》（E1578－93）LIMS標準和實驗室的質量管理體系為準則，遵循國際通用的實驗室認可準則ISO／IEC17025∶2005《檢測和校準實驗室能力的通用要求》和 GB／T15481－1999《檢測和校準實驗室能力的通用要求》以及國家認監委《實驗室資質認定評審準則》的要求為設計依據，對實驗室的質量管理、技術能力和流程等進行系統設計。該系統分為檢驗管理、統計與報表、檢測資源管理、日常辦公、信息交流及系統管理6個子系統。各子系統由相應的模塊組成，每個模塊都有特定的功能，各個模塊的開發可以相對獨立，子系統之間具有較強的業務關聯性。各子系統的功能圖1所示。

圖1 系統功能圖

3.2 檢驗管理 檢驗管理是系統的核心，在檢驗處理操作過程中，樣品從收樣，檢驗，到檢驗報告的編制的全過程，根據目前國家通用實驗室管理標準的要求設計。主要由收樣管理、檢驗管理、報告管理及基礎設置四個模塊組成：

收樣管理模塊：包括檢驗樣品的受理、客戶材料的審核、收樣登記、樣品制備和樣品的留樣管理以及客戶關系的處理維護等。系統處理的環節有收樣登記、收費管理、留樣管理、樣品的跟蹤和快速查詢以及相關的統計報表功能。

檢驗管理模塊：業務科室受理登記完成以后，將制備好的樣品送交給相關的職能業務科室進行檢驗處理，相關的業務科室先要簽收樣品接受單，根據相關的檢驗標準要求分配相應的檢驗任務，再將對應的檢驗任務分配給具體的檢驗人員，檢驗人員簽收屬于自己的檢驗任務后，就開始檢驗工作，檢驗完成后登記相應原始記錄表格。原始記錄登記完成后再經過其他檢驗人員的審核和校核以后相應的檢驗任務就檢驗完成了。所有檢驗項目都檢驗完成以后，由檢驗室匯總數據審核后再移交給業務科室編制報告。模塊主要功能有：樣品的傳遞和檢驗狀態的跟蹤、各檢驗流程的跟蹤管理、原始記錄的填寫和自動分析計算處理及原始記錄的校核等。

報告管理模塊：檢驗科室匯總檢測數據移交到業務科室后，經過業務科室編制、審核后傳遞到授權簽字人進行簽發。模塊包括檢驗報告的編寫、檢驗報告的審核和批準、客戶網上動態查詢檢測進度、檢驗結束自動發送信息告知客戶、檢驗樣品的注銷。

3.3 統計與報表 統計與報表可分為上報統計和業務統計兩大類，上報統計可根據不同類型的任務要求方便地匯總所需樣本的信息及數據，自動生成各種報表上報任務下達部門。業務統計主要由檢驗統計、工作量統計、檢驗分值統計及后勤分值統計四個模塊組成：

檢驗統計模塊：獸藥、飼料、殘留等不同檢驗類型，不同檢驗任務的分類統計，包括各類型檢驗的收樣數、已完成數量和未完成數量。

工作量統計模塊：統計整個流程中具體人員的工作任務量，包括樣品登記量、分配任務數、完成的檢測參數名稱、數量及任意設定時間段內的個人工作量查詢，編制、審核、簽發報告及注銷歸檔數等內容。

檢驗分值統計模塊：首先對獸藥、飼料和殘留檢測的所有參數按檢測工作量、技術水平、難度等進行綜合評定，賦予相應分值，根據評估原則，對評分進行加權匯總建立分值數據庫。以各類評估分值作為人員的績效評級，也是評定人員工資的依據。分值統計包括總分值、已完成、已提交與未完成四類，每一類包括任務數及分值兩個指標。

后勤分值統計模塊：記錄人員的休假、出差、開會、培訓等時間，再按照一定的計算方法，系統自動轉換成分數進行出勤分值統計。

3.4 檢測資源管理 檢測資源管理主要由檢驗標準庫、試劑管理、原始記錄模板庫及檢驗儀器管理組成。

檢驗標準庫是根據飼料、獸藥和藥物殘留檢驗標準的特點，建立滿足本系統要求的檢驗標準庫，并與標準查新關聯實行動態管理，做到管理方便及時，查詢瀏覽便捷。根據各個具體標準的格式和內容的要求，可以采用分類，分標準和檢驗項目來進行管理，并提供按相關主要信息進行查詢處理的功能。

試劑管理模塊是對試劑和標準品采購、存儲和使用進行記錄統計，對常用試劑和標準品的庫存量進行安全預警，使試劑管理人員可以即時的購置有需要的試劑和標準品。主要包括：試劑及標準品的入庫管理、領用管理、庫存統計與報表，安全庫存設置與預警等。

原始記錄模板庫，根據飼料、獸藥和藥物殘留檢驗原始記錄的特點建立滿足本系統要求的檢驗原始記錄模板庫，包括：飼料檢驗原始記錄模板庫、化藥檢驗原始記錄模板庫、中藥檢驗原始記錄模板庫、抗生素檢驗原始記錄模板庫、殘留檢驗原始記錄模板庫。

檢測儀器綜合管理，讓檢驗工作人員根據實際使用情況在系統中選擇登記實驗儀器，避免了人工登記的重復，對儀器設備的計量檢定實行動態管理和到期預警，對儀器的購買、維修、降級使用、停用等實行電子審批和存檔。

3.5 日常辦公 日常辦公由以下幾個部分組成：

通告通知：實現系統內所有通知和公告信息和標準信息的發布與管理。

規章制度：包括規章制度發布的功能；規章制度的分類管理；提供快速便捷的查詢和瀏覽頁面；可以設置各制度文檔的受控等級，對保護的部分只有授權后才能瀏覽。

人事管理：實現了對人事資料的管理，具體包括人員檔案、簡歷、工作考核、培訓和績效記錄等信息資料的管理和信息查詢功能。

3.6 信息交流 根據其自身業務特點和需求，將廣東獸藥信息網、廣東飼料信息網的查詢系統、中國移動的短信功能整合到系統中來，構建一個自行控制和管理的功能強大的檢測進度和結果查詢平臺，實現了客戶可在網上隨時查詢自己送檢樣品的檢測進度，同時檢驗結束時系統會自動向客戶發出信息，極大地方便了客戶，也大大減輕了業務部門的日常工作壓力，最大程度提升系統的實時性和快捷性。

3.7 系統安全管理 系統安全設置是將系統用戶進行統一的分配和管理。對系統用戶進行統一的管理和系統資源的訪問授權與認證的安全控制管理。

用戶權限設置是通過用戶所擔任的角色來定義其訪問權限的，也可以將權限分配給某個用戶組或具體的用戶。對系統而言就是按照監察總所具體情況進行分組，如實反映現有的組織結構，最大程度模擬日常操作在系統中的映射。

4 系統實現

4.1 系統結構 根據實驗室的實際需求，調整功能模塊和設計具體的子功能模塊。采用J2EE進行基于B/S模式的Web編程，完成軟件系統源代碼的編寫和功能模塊的集成。

4.2 數據庫 采用MS SQL Server 2008作為系統后臺數據庫，它具有界面友好、開發簡單、接口靈活和可靠性高的特點。

5 結論

使用信息化手段構建實驗室信息管理系統，可大大增強實驗室管理的科學性、規范性和透明度，在應對日益繁重的檢測任務，保質保量地完成飼料、獸藥和畜產品殘留國家任務中發揮了重要作用。系統的建設極大地提高了實驗室管理水平和工作效率，實現了對檢測進度的內部和外部雙重監督，規范了整個檢測涉及的各個環節，明確了各個部門的職責、權限和工作時限，大大減少了人為因素；強大的統計功能在應對不同部門、不同項目、不同統計要求時顯得快捷方便、游刃有余；與外網和電信部門的合作極大地方便了客戶，增加了為民服務的手段；在管理系統基礎上建立的績效考核體系實現了檢測單位績效考核的科學化、自動化。實踐表明，該系統具有實用性強、簡單易學、便于操作、系統穩定、安全性高等優點，為按時、按質、按量完成飼料、獸藥畜產品檢測工作提供了有力的保障。

[1]胡西虹.LIMS 基于概念[J].上海計量測試，2003，30（2）：1 ～ 2.

[2]薛平，萬旻，駱建彬,等.檢測和標準實驗室的LIMS的設計與實現[J].計算機工程與設計，2005，26（8），2：141 ～ 145.

[3]張志檁，王群，王海芹.化工實驗室信息管理系統LIMS[M].北京：化學工業出版社，2006.