海洋環境監測實驗室信息管理系統設計與應用＊

高曉慧，趙向玉，卜志國

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

海洋環境監測實驗室信息管理系統設計與應用＊

高曉慧1，2，趙向玉3，卜志國1，2

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

文章根據海洋環境監測業務的特點，提出了海洋環境監測實驗室信息管理系統的總體設計方案，對系統的結構、系統的功能進行了設計描述。提出建立海洋環境監測實驗室信息管理系統，可提升實驗室信息運轉效率和管理水平，規范質量管理，保證數據可靠性，更好地為海洋環境監測管理服務。

海洋環境監測；實驗室管理；系統設計

隨著海洋環境監測事業的發展和實驗室認可工作的推廣，人們對實驗室質量的全面管理和工作效率提出了更高的要求［1］。隨著樣品數量、監測項目的急劇增加，對數據的準確性要求越來越嚴格，樣品分析的周期越來越短，過去的人工常規管理模式已不能適應形勢發展的需求。北海環境監測中心根據監測業務實際情況，提出了實驗室信息管理系統總體設計方案。

1 系統設計

1.1 目標構建

①有效利用人力和設備資源，減輕工作人員的壓力。LIMS系統集業務流程管理、查詢統計、檢測資源管理、質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規范實驗室的業務流程，實現儀器校準管理、標準物質管理、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范。③提高數據的準確性。采用LIMS系統避免了手工抄寫與計算誤差，可快速準確地提供數據結果。④數據安全、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據，并提供高效、靈活的數據查詢能力。⑤自動計算與報表自動生成，為分析決策提供服務。通過LIMS系統可產生大量的報表，通過直觀的圖形、報表說明數據結果，能更方便地為環境管理提供分析決策支持。

1.2 結構設計

實驗室信息管理系統結構設計見圖1。實驗室信息管理系統的系統功能設計涉及整個工作流程和實驗室相關資源，應具有設備、人員、業務流程等管理功能。系統結構需設計為監測業務管理、監測資源管理、查詢統計和系統管理等幾大模塊。其中監測資源管理模塊分為實驗室人員信息模塊、儀器設備信息模塊、物料及試劑信息模塊。

2 系統實現

實驗室信息管理系統分為基礎軟件平臺和應用子系統兩大部分。其中基礎軟件平臺由成熟的商業化軟件平臺構成，包括Microsoft.Net技術，以及SQL Server、數據庫。基礎軟件平臺提供了應用子系統所需要的基礎架構（infrastructure）；應用子系統是針對業務的軟件模塊，具有完成與檢測相關具體業務的功能。在開發平臺的基礎上通過快速定制開發，實現與北海環境監測中心實驗室需求相匹配的應用系統，包括的功能有監測業務管理、監測資源管理、查詢統計和系統管理。

圖1 系統結構設計

2.1 監測業務管理模塊

2.1.1 樣品登記

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

2.1.2 接受樣品，判斷是否正常

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

2.1.3 樣品監管流轉

分析部門接受樣品后，根據不同的分析要求將樣品分發給不同實驗室分析人員，并根據優先順序適當分配調整。分析人員進入系統接受分析任務后，進行樣品制備與分析，同時采取質量控制措施。

2.1.4 樣品分析數據錄入

樣品分析完成后會產生大量數據，其中儀器自動分析數據可通過系統與儀器接口直接采集，自動導入并保存，不需要人工干預，其他手工分析方式獲得的數據則由分析人員錄入。

2.1.5 分析數據驗證

樣品分析完需進行分析數據審核，對于一些異常數據、錯誤數據經系統驗證后需復核，并返回相關分析人員處更改；對于質量控制數據，系統提供給質量控制部門驗證，確保分析數據正確無誤［3］。

2.1.6 分析報告編制與審核

完成分析數據驗證后，系統自動生成分析報告，并進行電子簽名審核和電子歸檔，結束樣品的所有業務流程。

2.1.7 提供報表

最后系統會自動為用戶和流程涉及的各部門提供各類反饋報表，其中包括相關已完成的信息和數據，同時給領導提供分析決策報表。

2.2 監測資源管理模塊

監測資源管理模塊主要包括實驗室人員信息管理、儀器設備信息管理及物料、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；對個人技術檔案等進行管理，包括論文、專著、課題與成果、培訓和持證情況等。

2.2.2 儀器設備信息管理模塊

本模塊是實驗室信息管理中的重要內容，該模塊劃分為6個子功能模塊：儀器設備管理、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）儀器設備管理，該功能模塊是為實驗室管理人員和設備科人員而設。用戶可以從中獲得某儀器設備的存放地點、購買日期以及廠家等信息，還可以檢索和統計某種類型儀器設備的總數量、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。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，該功能模塊是為設備科人員而設。對應的數據表字段：儀器編號、儀器名稱、儀器型號、計量單位、數量、單價、廠家、出入庫日期、出入方向、部門名稱、實驗室名稱、經手人、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。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用。

2.3 查詢統計模塊

本模塊能進行各項資源（包括監測人員、監測方法、監測項目、衛生標準、儀器設備、試劑和標準品等）的查詢統計。能查詢追溯到編制、審核、批準等不同階段的監測報告；能查詢到樣品信息、原始記錄、結果數據、評價結果、最終報告；能進行質控手冊、程序文件、作業指導書等文件管理、查詢；可支持按樣品屬性、項目、合格率和工作量等查詢統計；能進行儀器設備使用率統計查詢；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完成的工作量，包括出錯查詢，并要求打印相關報表功能等。

2.4 系統管理功能

本模塊包括數據庫管理、系統訪問控制等模塊。

數據庫管理模塊可定期進行異地數據備份，具備數據恢復功能［5］。系統訪問控制模塊有嚴格的權限控制，系統權限細分到每個操作界面和每個功能按鈕，可以為每個人員、每個崗位詳細設置每一項的應用權限，權限管理邏輯嚴密。數據的后步完成將自動鎖死前面的數據修改操作，只有前步操作完成才能進行后面的數據操作，本人只能修改本人登記的數據。

3 結論

當前，我國的海洋環境保護工作進入了一個新的歷史時期，海洋環境監測事業發展十分迅速，而LIMS作為現代的實驗室管理工具，提高海洋環境監測工作效率，規范質量管理，保證數據可靠性，提高環境監測為海洋環境管理服務的效能［6］。雖然目前LIMS在海洋環境監測實驗室中的推進仍然困難重重，但鑒于其廣闊的應用前景，LIMS必將成為促使中國海洋環境監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、與科學化管理體系接軌的重要手段和工具。

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

［2］ 沈藝.環境監測實驗室信息管理系統的構建與實施［J］.環境監測管理與技術，2008，18（4）：4－6.

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

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

［5］ 吳志旭，樓振綱.環境監測實驗室管理系統的開發與應用［J］.化學分析計量，2006，15（5）：50－53.

［6］ 張濤.環境監測LIMS建設中的問題及對策分析［J］.環境科學與管理，2006，31（4）：171－175.

海洋公益性行業科研專項經費項目（200905030）.