工業研究院搭建LIMS 的經驗淺談

馬琳鴿 王艷菊(北京低碳清潔能源研究院，北京 102209)

0 引言

實驗室信息管理系統(LIMS)是以實驗室為中心，基于計算機局域網，將信息化技術與實驗室管理相結合，對檢測數據和相關信息進行收集、分析、報告和管理的系統[1-2]。LIMS 目前已經發展成為一個標準的商業化產品，遵從ISO/IEC7025的標準以及國家標準GB/T1 5481—2000《檢測和校準實驗室能力的通用要求》，因此被廣泛地用于第三方實驗室、工廠以及研發方向集中且確定的企業、公司、研究院所[3-7]等，在提高測試工作效率、有效存儲歷史數據、降低運行成本、合理分配資源、為管理提供決策依據等方面發揮著非常重要的作用。相關綜述也多見諸報道[8-9]，為迅速了解LIMS 提供便捷的參考。

對于工業研究院，同樣需要LIMS 來提升分析測試的管理效率，但商業化LIMS 產品不能取之即用，需要一些定制、二次開發。LIMS 實施后是否達到預期的功能，實施前的需求調研至關重要，二次開發過程中與供應商之間及時、有效的溝通也必不可少，最終在需求與實現的程度之間尋求一個合理的平衡點。

1 LIMS在不同行業的差異分析

適用商業化LIMS 產品的單位有共同的特點：幾乎所有檢測項目都有標準方法或者約定俗成的方法可以遵循、檢測項目一段時期內無大幅變動、檢測過程基本不需要送檢人員參與。而工業研究院(尤其是研發方向比較廣的)的情況則有明顯差別：研發過程的不確定性導致的樣品多樣性和多變性使得已有的檢測方法只能作為參考，需誰是調整，以解決問題為目標；檢測項目需要根據研發項目的變動隨時添加；為了使測試更高效、溝通更及時，部分測試會由送檢人員參與、甚至完成，這些差別使得商業化LIMS 產品只能滿足常規的、有固定方法的測試要求，而對具有研發性質的需求則需定制、二次開發方可實現。作為一個工業研究院，在LIMS 搭建過程中遇到過各種各樣的問題，但最終都通過采取一定的措施得以妥善解決。

2 工業研究院搭建LIMS中的幾點經驗

工業研究院的研究方向涵蓋催化、水處理、儲能、先進材料、煤清潔利用等六大領域，分析表征中心為院內不同領域的所有研發項目提供支持，研發人員/分析表征人員數量比例超過10/1，一個分析表征工程師負責管理的儀器不少于2臺。初期對LIMS 定位是內部測試，系統中共有23個檢測類別，159個檢測項目。從市場調研到招標用了8個月的時間，之后歷經 11個月正式啟用?，F就過程中得到的經驗分享如下：

2.1 測試申請模塊功能

2.1.1 樣品申請-輸入信息及測試特殊信息

對內測試的定位促使LIMS 團隊把“系統簡單化、界面友好化”作為搭建樣品申請模塊的一個準則：在樣品申請時，能從院里已有系統同步個人信息為最優選擇，減少送檢人填寫的信息量，增加使用的便捷性，在后期實施中通過與人力資源系統同步得以滿足。

考慮院內樣品的種類繁雜，且每類測試均有特殊要求，因此增加了“特殊信息描述”單元格(如NMR 分析中，該描述為“樣品是否有鐵磁性或順磁性”等)，并設置為必填項，便于送樣人了解某類測試的樣品要求，確保后續測試的準確性和儀器使用的安全性。

2.1.2 預約

典型的第三方實驗室都是依據標準方法對來樣進行測試，測試人員完成從接收樣品到報告發放的全過程，送檢人基本不參與，商業化LIMS 產品滿足此類要求，但工業研究院不同，因此實施過程中保留了商業化LIMS 產品的所有功能，便于后期的認證和對外測試，同時也提了新需求。考慮到工業研究院的特殊情況(以電鏡和紫外測試為例：電鏡-無標準方法、高的放大倍率使得回看某一點的形貌幾乎不可能、送檢人員不參與檢測過程可能會漏掉重要的一手信息，紫外-操作簡單、儀器皮實、送樣人員經過培訓自己操作可以提高測試的時效性)，提出了儀器預約功能的需求。此功能中對每個可預約的工作日的預約情況用綠、黃、紅三種顏色可視化的標示當日無人預約、未滿可約、已滿不可約，清晰地告知送檢人當前預約情況。為了保證每個項目組有均等的機會使用有效的儀器資源，又對每個項目組連續預約的時間以及一個月內單個項目組預約時間總和作了限制。針對出現的臨時、緊急需求，利用保留的手動調整預約時間的功能，予以靈活應對。

除了管控儀器的工作時間外，還需要統計樣品數量，并據此記錄測試人員的工作量、了解儀器的使用率和評估添置新資產的可能性，因而添加了同批次預約功能：在第一個樣品預約了一個時間段后，如果有其它樣品需用同一個時間段完成，可用樣品復制功能，在“是否同批次預約”的下拉框中選擇“是”即可實現；選擇“否”則需為復制樣品單獨預約時間段。所有預約的檢測項目均按照時長計費。

預約功能在LIMS 實施時拓展到了每一個檢測項目，通過勾選可便捷地設置為預約項，既增加了操作的靈活性，又在一定程度上提高了測試的效率以及儀器的使用率。

2.2 樣品接收和任務分配模塊-更換檢測人員

LIMS 搭建之初的原則要求每個崗位至少有兩個檢測人員，保證一人不在崗時該崗位上仍有人值守，避免“儀器等人”的資源浪費現象出現。運行過程中發現了新問題：樣品一旦被接收將無法進行退回的操作，如因各種原因無法完成測試，后續流程無法繼續，影響結果的上傳和發放，進而可能影響研發項目的進度；為解決此類問題，增加了“更換檢測人員”的功能，確保出現上述情況時可以方便地將測試轉給同崗位的檢測人員，保證測試的時效性。

2.3 費用核算模塊-重新計算(據實)

工業研究院檢測工作進行中需不斷調整檢測方法，因此得到一個可靠的測試結果可能花費的時間不同(如微孔吸附)，同一項測試測試的元素個數有差異(如ICP)，測試的組分數也會變化(如GC 或GC-MS 等)，原位測試的預約時間和實用時間也存在偏差(如原位XRD 和原位XPS)，致使占用的各類資源不同，產生的費用也不同，綜合考慮后采用公式1進行測試完成后實際費用計算。靜態數據錄入時公式1可以直接輸入，后期使用時輸入c 值，點擊“計算費用”即可，使實際費用與占用資源數量成正比。

式中：a 為每樣品費或測試的基礎費用(如ICP 1000元/樣品，包含5個元素)；b 為加收費率，元/工時、元素、成分等(如100元/元素)；c 為實際工時/元素/成分等(在結果錄入時輸入，如7)；k 為基礎費用中包含的工時/元素/成分等(如5)。

舉例說明：1個ICP 測試共測7種元素，費用=1000+100×(7-5)=1200 元，測試完成提交結果后可以輸入實際c 值(7)，計算實際費用即可得到費用1200元，該值自動替代最初數值。

2.4 統計查詢模塊-定制查詢語句

對于所進行的各個研發項目需要定期統計測試數量、測試費用以監控項目的的資源和預算使用情況，各級領導也需要了解各項目使用分析表征資源的情況，核算分析表征中心的全人工成本以及布局新設備的購置方向，這些需求均可通過LIMS中的統計查詢功能找到數據支持。除了常規的查詢語句外，在前期的需求調研中要盡可能考慮到可能用到的查詢組合，如同一個項目下提過測試申請的人員，每項申請的數量，費用的多少等。針對這部分的需求調研，建議除了參與LIMS 項目的核心成員外，要集思廣益，收集來自研發項目團隊和領導層等各方面的需求，認真梳理、分析，盡可能做到所有需求都能有對應的查詢語句來實現，為管理提供決策依據，做到事半功倍。

3 結語

針對工業研究院的實際情況，在LIMS 搭建過程中通過測試申請模塊(特殊信息需求、預約)、樣品接收和任務分配模塊(更換檢測人員)、費用核算模塊(據實重新計算)、統計查詢模塊(定制查詢語句)進行定制、二次開發，成功實現了預期功能，有效提高了分析測試工作的管理水平，期望過程中得到的經驗可為有類似需求的單位提供一定的借鑒。