張浩 任藝 符浩 趙婷 李峰

關鍵詞：LIMS，檢驗檢測，信息系統，質量管理

0 引言

云南省質檢院隨著檢驗檢測業務的不斷拓展，對LIMS的需求也越來越高：早期的核心功能只需負責出具檢測報告，而現在人員、樣品、儀器、流程等都需要精細化管理；早期是單純的內網環境，而現在為內外網混用環境，安全防護方面需要升級[1]；早期是單純的線下業務受理模式，隨著互聯網的發展，接樣、訂單填寫、報告查看等業務都應遷移至線上。本次LIMS的改造與升級，既包含了硬件環境的升級，也包含了軟件功能的拓展，全新的架構與運行環境能夠滿足云南省質檢院目前的需求。

1 系統升級

1.1 軟件架構升級

早期LIMS采用C/S架構，即每臺使用LIMS的終端電腦都需要安裝獨立的客戶端軟件，一旦涉及軟件的升級，每臺電腦都需要同步升級，否則新舊版本的不兼容性容易造成數據沖突，嚴重時可能導致服務器宕機或數據庫損毀。此次LIMS升級后采用B/S架構[2]，用戶終端電腦不再需要安裝獨立的軟件，只需要使用瀏覽器即可，一般的FIREFOX、CH ROM E、ED GE都可以兼容，對于不同版本的操作系統，也有極好的兼容性，在32位或6 4位的WIN7、WIN10、WIN11上，都可以順暢地運行，版本更新與迭代，都是在服務器端發布新版本，對于用戶而言可以做到無感升級。

B/S架構的B（Browser）代表前端，即瀏覽器網頁端。新LIMS拋棄了舊LIMS的WIN98設計風格，采用VUE進行了全新的設計與布局[3]，界面采用平面化設計及擬物化風格，布局明了、操作簡單、美觀流暢。S（Server）代表服務端。舊LIMS的服務器更專注于數據庫的讀取與寫入，業務邏輯大都運行于客戶端，而新LIMS的服務器采用了微服務架構[4]，將業務邏輯與數據庫均部署于服務器端。對于業務邏輯，每個流程都使用一個獨立的微服務，各服務間的通信使用消息傳遞機制，而不是函數直調機制，雖然運行效率略微降低，但是拓展性與穩定性大大增加：一是微服務消息接口的模式更適合新功能的添加與改動，二是即使某一個服務宕機了，也不會影響其他服務，調度器可以監控并重啟各項服務。新LIMS的數據庫采用了分庫的思想[5]，不同的檢項明細分不同的庫，盡可能將數據表做小做細以提高其讀寫性能，對于生成的報告使用獨立的加密庫表，保證其安全性。分庫的設計既有利于后期業務的拓展：在無需改動已有庫表的情況下就能快速新建新檢項的庫表；也有利于高并發的實現：不同的庫表容量增大后可以分布部署在不同的服務器上，減少了高并發訪問時數據的讀寫延遲。

1.2 網安設備升級

早期LIMS只運行于內網環境，隨著用戶對上網要求的提高（既能上公網查閱資料，又能登錄內網LIMS），云南省質檢院將網絡整改為內外網混用的布局。由于LIMS對實驗數據和報告的保密性要求較高，新LIMS在測試階段即按網絡安全等級保護2.0的要求對網絡進行改造升級。互聯網數據流經光纖等電信設備引入機房后，還需經過防火墻、入侵檢測系統、日志審計系統、VPN系統后才能進入核心交換機。與公網連接的系統其服務器部署于公網環境，內網系統的服務器部署于內網環境，內外網間的數據隔離使用物理網閘卡[6]，相較于協議隔離機制，物理網閘卡能從數據傳輸的物理線路層面對數據進行隔離，保證同一時刻某數據只能在內網或公網的一側，從而最大限度地保證了數據安全性。對于新LIMS系統，此次改造升級加設了備份服務器[7]，如果主服務器因不可預測原因宕機后，備份服務器立即接管運行。設備的升級從硬件層面提高了LIMS的穩定性、安全性與健壯性。

2 質量管理

新LIMS經設計、開發、測試、部署、應用后，不再局限于檢驗檢測的流程流轉，而且帶來了很多新的功能。這些功能使得LIMS不再是單一的檢測系統，而更傾向于是一套完整的實驗室質量管理系統。

2.1 日志追蹤

新LIMS新增了完備的日志功能，用于流程流轉過程中對每一步操作的記錄與跟蹤。此功能不單單限于檢驗檢測環節，對其他新增業務流程同樣適用。在檢驗檢測環節中，對于訂單的接收，樣品的派發，實驗數據的錄入，報告的打回、提交、簽發等一系列操作，都有詳細的日志記錄，主要包括操作時間、終端編號、賬號名、修改選項、修改理由等。一旦某報告出現問題，云南省質檢院質管部即可登錄LIMS查看日志，快速定位到問題點及其相關負責人，提高了問題的排查效率。對于其他新增的功能，只要有操作就會有日志，操作日志對于質量管理具有較大的輔助作用。

2.2 在線業務

無論抽樣單還是委托單，舊LIMS只能在業務大廳受理。隨著互聯網的深入發展，很多機關事務都遷移至網上辦理。此次LIMS改造升級的一大重點就是業務的互聯網化，主要包括在線接樣、在線繳費、在線查詢三大業務。云南省質檢院為此單獨開發了LIMS在線接樣系統和LIMS報告在線查詢系統。

對于在線接樣系統，首先需要用戶注冊并提交審核材料，審核時會與企業相關人員進行聯系，并簽署責任告知書，審核通過后客戶才可以下單。由于客戶對于檢項明細或檢驗標準可能不熟悉，云南省質檢院提供免費的網絡在線或電話咨詢服務。對于不能快遞的樣品，客戶可以選擇申請現場抽樣，也可以選擇自己送樣至業務大廳受理。對于可以快遞的樣品，客戶還需要在線繳納檢驗費用，費用可以按次繳納，也可以創建協議繳納。如果客戶一直沒有繳納檢驗費或協議余額不足時，系統就會一直停留在等待繳費狀態而不創建檢驗訂單，從財務角度看，避免了先檢驗再收費可能帶來的壞賬風險問題，從質量管理角度看，避免了設備耗材因未收費而平白消耗的可能。客戶繳費后，也無須去業務大廳領取發票，而是通過預留郵箱直接獲取電子發票。

對于報告在線查詢系統，當客戶樣品檢驗完成并生成報告后，系統會通知客戶查看報告，客戶登錄云南省質檢院官網就可以通過二級域名跳轉進入報告查詢系統，在線查看自己的報告。由于未引入電子簽章，客戶需要配合短信推送的防偽碼才能查詢電子報告。由于電子報告沒有加蓋公章，因此不具備法律效力，如果客戶需要將檢驗報告作為投招標的資質證明，仍然需要到業務大廳拿取加蓋公章的紙質報告。

新LIMS的在線業務系統雖然有些小缺陷，比如不適用于某些特殊的樣品、電子報告沒有公章等。但對質檢院而言，總體上說實現了業務從線下至線上的突破，有利于以后線上業務的拓展，而且會節約大量的打印耗材；對于客戶而言，送樣、繳費與取報告都無須親至業務大廳，節約了大量的人力、物力與時間成本，尤其是偏遠地區的客戶。總之，線上業務的開展是提質增效的重要手段。

2.3 短信通知

由于新LIMS采用了B/S架構，瀏覽器不能像QQ那樣通過桌面圖標閃爍的方式告知用戶有新消息，所以此次LIMS升級引入了短信通知功能。短信通知貫穿于LIMS的各個功能模塊，按重要性確定時延，然后向員工或客戶推送消息。對于某些重要且零時延消息，如資料審核完畢、報告出具完畢等狀態，應該實時向客戶推送短信通知，突擊抽樣任務、重大不合格檢驗結果等，也應該實時向相關負責人推送短信通知，告知其及時處理。對于流程流轉過程中，某些節點長時間未處理，則按不同的重要性確定其時延。例如設置檢項未啟動提示時延為24小時，未繳費提示時延為72小時，分時段向不同的用戶發送消息。云南省質檢院質管部不僅能夠監控每個流程的每個節點，而且可以設置不同的推送內容與時延，做到全過程的質量監督與管理，確保檢驗檢測業務的正常流轉與運行。

2.4 抽樣管理

云南省質檢院的業務訂單按類型可分為委托單和抽樣單，委托單一般由客戶通過線上或線下方式送樣，而抽樣單需要單位抽樣人員去企業或市場一線抽采樣品并帶回。抽樣涉及任務、人員、樣品、標準、費用等與質檢息息相關的各類事項，所以新LIMS開發了抽樣管理系統。

抽樣管理按子項進行細分，第一是任務管理：抽樣任務分為國抽、省抽、市抽，不同的任務有不同的期限與重要性，質管部需要將任務理清先后順序，然后下發給業務部，對于突擊檢查的抽樣任務，要做好任務調度與安排；第二是人員管理：抽樣人員按部門或科室歸類，注明抽樣狀態及其所負責的任務，記錄好行程安排以方便調度；第三是樣品管理：此項需詳細記錄樣品名稱、數量、檢項、帶回狀態等信息；第四是標準管理：質管部需對抽樣人員進行培訓，考核通過后才能接受任務，如果業務部發現其負責的任務對應的標準多次填寫錯誤，則應通知質管部對其再次培訓；第五是費用管理：有些樣品較為廉價，開發票過于煩瑣，被抽樣者會選擇贈送樣品，而有些樣品本身單價高，此時需要抽樣人員付費購買并索要發票，系統應做好與財務的對接，方便抽樣人員上傳資料報銷費用。通過上述的各子項管理，抽樣所涉及的各項事務基本都能通過LIMS操作完成，可見功能拓展后的新LIMS可用于進一步增強質量管理。

2.5 統計查詢

新LIMS強化了統計查詢功能。對于查詢功能，可以關鍵字查詢、范圍查詢、模糊查詢、聯合查詢等。此次查詢功能升級最大的亮點是加入了類比查詢[8]，即對于某份報告的某個細分檢項，可以類比查詢同樣結果的報告，也可以查詢反向結果的報告，這對于檢項的精細分析非常有幫助，大大降低了同類型報告人工檢索的復雜度。對于統計功能，其實是建立在查詢的基礎上，加上時間等范圍限定后查詢結果的匯總。有了此項功能，員工可以查看自己某段時間內的勞動成果匯總，科室負責人可以查看各個員工的工作量，管理部門可以匯總一段時間內檢測的方向與趨勢，財務部門可以查看收費與開票的匯總結果。新LIMS將統計查詢列為一個單獨的功能頁面，而不是以往的內嵌式輔助工具，其原因在于統計查詢功能無論是在宏觀層面還是微觀細節層面都能對質量管理提供直接幫助。

3 展望未來

3.1 電子簽章

此次LIMS升級最大的遺憾是出于政策原因，沒有引入電子簽章功能，導致報告在線查詢功能出具的電子報告沒有法律效力，不能用于投招標等。電子簽章對網絡安全的等級要求很高，此次LIMS改造升級以網絡安全等級保護2 .0的要求進行建設，而電子簽章要求等級保護為3.0，在下一次LIMS的升級中，應該先建設3.0的等級保護網絡環境，再部署電子簽章服務。有了電子簽章服務，客戶可以直接下載PDF，而不必再來云南省質檢院業務大廳拿取紙質報告；質檢院可以節約大量的打印耗材和郵寄費用，可謂一舉兩得。

3.2 儀器數據采集

目前云南省質檢院依然采用人工手動讀取并寫入的方式將檢驗結果輸入LIMS，存在因疏忽大意或其他原因導致輸入錯誤的可能，從而影響了檢驗結果公平公正性。出于數據安全考慮，LIMS的下一次升級應該建立數據自動化傳輸機制，即設立中央數據采集服務器[9]，與各個儀器直接相連并創建數據讀取接口，然后通過數據采集服務器將數據導入LIMS，這樣就保證了檢驗數據的原始性與安全性。

3.3 儀器管理

某些大型檢驗儀器功能強大，價格昂貴，為多科室所共用，當某個科室想使用某儀器時，需去現場查看，或與其他科室協調使用時間，造成很大不便；還有一些中小型儀器各個科室獨立配備，在某些科室可能長期處于空閑，而在另一科室卻不夠用，科室間信息幾乎不流通，造成了儀器的閑置浪費。LIMS需要加入儀器管理功能，能夠統籌管理儀器的使用與調度，例如能查看儀器的使用狀態和剩余時間，能提前預約儀器的使用，如果時間沖突能提醒申請人互相協調，或多科室多樣品復用一臺儀器，將儀器使用效率最大化。

3.4 與OA的融合

抽樣訂單的任務來源主要是各級政府和市場監督管理局，他們通過OA下發任務，需質管部整理重排后導入LIMS，如果OA與LIMS完成對接，則可以在OA或LIMS內設置導入導出規則，完成抽樣任務的自動導入；抽樣檢驗結果出來后需郵寄紙質報告，如果電子簽章建設完成，則LIMS可以直接將帶有簽章的PDF報告上傳給OA，然后通過OA上報給任務下發部門，進一步節約了耗材并提高了信息的流轉效率。

3.5 安可與信創

國家從戰略層面提出了“安可”“信創”，即安全可靠和信息技術應用創新，云南省質檢院積極響應并認真落實。從硬件層面看，需購買并使用國產終端電腦、服務器、網絡安全設備；從軟件層面看，需購買并使用國產操作系統、數據庫及其他相關軟件。目前LIMS使用JAVA語言編碼，能適配國產ARM架構的CPU，但是數據庫尚未做適配，考慮到國產終端電腦、服務器、數據庫等性能可能稍有不足，未來LIMS應該做成分布式存儲架構，降低單臺國產設備的硬件負載，通過多臺設備的共用以提高性能。

4 結語

本文主要論述了LIMS的信息化改造與升級及其質量管理，首先從軟硬件層面詳細描述了LIMS運行的依賴環境，然后從質量管理的角度描述了新增功能的意義及其必要性，最后對下次升級做出了探討。LIMS作為云南省質檢院的重要數字資產，無論改造升級還是功能拓展，都是以質量管理為核心，以檢驗檢測的提質增效為最終目的。