应用于跨界断面水质监测工作的LIMS构建

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论文摘要
  1、引言
  
  实 验 室 信 息 管 理 系 统 (Laboratory InformationManagement System,LIMS)是基于计算机局域网,专门针对一个实验室的整体环境而设计,是一个包括信号采集设备、数据通讯软件、数据库管理软件在内的高效集成系统[1].LIMS在发达国家实验室早已广泛应用,而我国始于20世纪90年代中期,经过多年的发展,很多实验室开始逐渐认识到信息化在管理中的应用,目前已取得了一定经验和应用[2].多年来的实践证明,LIMS系统的应用能有效提高样品测试效率,提高分析结果可靠性,最大限度避免系统外的干扰,降低了实验室运行成本并且体现了快速溯源和痕迹,使实验室手工作业中存在的各种弊端得以顺利解决。
  
  跨界断面水质资金扣缴监测工作,由于其特殊性,尤其需要得到受到全程监督和质控的具有更强公信力和透明度的数据。四川省环境监测站将LIMS系统应用于跨界断面水质监测工作中,达到了预期目的,取得了满意的效果。
  
  2、构建目标
  
  (1)依据量化管理要求分解目标任务,并参照目标评估任务执行情况,使跨界断面水质资金和扣缴监测工作得到分解、评估与控制。
  
  (2)提高对复杂分析问题的处理能力:LIMS将整个实验室的各类资源有机地整合在一起,工作人员可以方便地对实验室曾经做过的全部分析样品和结果进行查询。通过对LIMS储存历史数据的检错,得到一些有价值的信息。
  
  (3)建立的实验室信息管理系统要实现跨界断面水质资金扣缴监测中水样监测分析关键参数在系统中的全面管理,包括项目登记、采样安排、样品接收、实验室分析、数据审核、报告编制审核和签发等。做到数据的可追溯性,提高监测站管理的程序化、规范化、标准化水平。
  
  (4)实现采样标签和监测报告自动生成,实验室仪器中分析数据的自动采集,提高样品测试效率,测试人员可以随时在LIMS上查询自己所需的信息,分析结果输入LIMS后,自动汇总生成最终的分析报告,从而降低技术人员的工作量。
  
  (5)实现管理人员实时查看项目或者样品分析的进展情况,从而全面提升实验室信息运转效率和管理水平,并进一步提高分析结果的可靠性,分析人员可以及时地了解与样品相关的全面信息,系统报错功能可以降低出错概率,同时依据LIMS提供的数据自动上传和自检功能,消除了人为因素,从而更好地为环境管理服务。
  
  (6)遵从《实验室资质认定评审准则》的标准,实现对人员、仪器、试剂、方法等资源的全面规范化管理,管理人员可以通过LIMS平台,实时了解实验室内各台设备和人员的工作状态、不同岗位待检样品数量等信息,能及时协调相关方面的力量化解分析流程中出现的“瓶颈”环节,缩短样品监测周期;调节实验室内不同部门富余资源,最大程度地减少资源浪费。
  
  3、LIMS系统建设过程
  
  实验室是获取数据并对数据进行科学分析的综合场所,实验室工作流程的规范性在组织中是较好的,因此为实验室进行信息化建设和量化管理提供了可能和基础。实验室要适应新时期检验检测工作的需求和市场环境,必须提高实验室管理水平。要提高实验室管理水平,就要建立现代组织管理制度,采用现代管理技术和工具。
  
  LIMS就是一种现代管理技术和工具,所以量化管理和LIMS可以提高实验室管理水平,升级传统实验室管理为现代实验室管理。
  
  项目从2010年11月3日开工,由北京三维公司与四川省环境监测中心站组成项目实施团队,按照项目实施流程,经历了开工会、系统调研分析、需求分析确认、系统详细设计、原型定制开发、离线验收测试、系统试运行、现场验收测试、系统用户操作培训和系统管理员培训等阶段,经过近1个月的努力,于2010年11月29日上线试运行。试运行期间,针对跨界断面资金扣缴计算公式、报告模版、数字修约方式等细节内容进行了调整。
  
  2011年4月,基于LIMS系统上的跨界断面水质资金扣缴监测工作正式开展。
  
  4 LIMS系统运行情况。
  
  4.1人员、仪器设备、监测方法的管理。
  
  LIMS系统建立之初,需要对监测人员持证项目、仪器设备检定校准、计量认证项目等基础条件进行确认,对人员所属科室、工作角色等予以划分。
  
  4.2工作流程管理。
  
  (1)任务下达。业务室在LIMS系统中下达任务,填写监测断面名称、经纬度、上下游名称、监测安排时间、测试指标、测试方法等相关信息,LIMS系统自动生成监测任务单号。外挂软件包自动将任务下达情况通知各成员。
  
  (2)车辆安排。LIMS系统进入车辆安排环节,办公室根据监测室提出的车辆需求,调配司机和车辆。
  
  (3)点位布设和标签打印。流转中心在LIMS系统中按照断面情况编写样品标签。
  
  (4)样品交接。流转中心核对样品信息,修改完善LIMS系统中的样品采集信息,包括采样时间、交样时间、点位布设、样品数量和类型等等。完成以后样品提交至分析测试中心,LIMS流程进入测试环节。
  
  (5)样品测试和数据内核。本次监测所使用的测量仪器必须能够自动读取和记录原始数据或原始谱图,并由LIMS系统直接读取数据。由LIMS系统采集数据时,通过扫描样品标签下的条码,直接读入样品编码。
  
  分析测试完成后,数据三级审核由LIMS系统流程控制。主任复核完成后,LIMS系统任务下至流转中心(总工办)。
  
  (6)数据外审和报告编制。
  
  LIMS系统中数据测试结果输入完成后,对外控数据的合理性和相关性进行分析,评价质控样品的分析结果,确认无误后流转中心进行样品解码和名称复原。同时系统将提醒测试中心和监测室人员进行解码后样品数据三方会审,经确认后进入下一步报告编制。
  
  (7)报告三审和打印。
  
  4.3质量管理
  
  通过应用质量控制功能,实现结果录入界面对各类质量控制样的添加,如空白样、平行样等,并针对各类样品实现回收率、平行样相对偏差等指标计算。流转中心在样品交接过程中,可通过LIMS系统进行盲样编码和外部质控样加入。
  
  5、LIMS系统运行效果
  
  四川省环境监测中心站跨界断面水质资金扣缴监测能力建设实验室信息管理系统的实施,给四川省环境监测中心站的业务管理和实验室管理带来了很大的变化,主要体现在以下几方面。
  
  (1)管理得更加细化和严格。方案编制人不仅确认要监测的项目,还要明确要用什么方法;项目安排就明确了采样人员、分析人员,责任明晰。实现了本站的自动化、电子化、一体化,效果显著,大大提高了检测质量和监管水平,很好地完成了各种检验任务。
  
  (2)对样品检测从收样、分样到生成检测报告进行全程化管理,有备忘、报错提示,自动生成检测任务全过程的行为、效果与分值的对应表及各种统计、分析报告。
  
  (3)提高了项目信息和相关的测试数据在监测站范围内的共享和传递的速度,提高了总的工作效率,出现了检测速度快、质量高,争取检测任务的良好氛围。例如在LIMS系统中,管理者进入系统便可以查询到各个项目的完成进度情况,且各类管理和技术类的文件,全站人员都有权限看到,并可下载应用,减少文件管理人员收发文件的麻烦。
  
  (4)LIMS遵循实验室计量认证的要求,在本项目实施中,将实验室的分析员的上岗证、仪器设备的检定、试剂和标样的库存及有效期都维护到系统中,质量指标和监测方法的作业指导书都维护到系统中,做到了全面规范的管理。避免了一些经常出现的错误,规范了实验室的业务流程和管理体制,为更好地配合计量认证审核创造了良好的条件。
  
  (5)在实验室信息管理系统中可以自动生成报告书,这样大大提高了项目负责人和管理人员的工作效率,使他们可以将更多的精力投入到钻研分析技术、质量控制、质量管理、服务客户等工作中去,为监测站的全面管理方面的提升做出更多更实际的贡献。
  
  (6)系统提供的更多的查询统计功能,能够查询统计出一段时间内完成项目的个数,完成项目的种类,完成项目的人员和完成时间等,查询每个人、每个项目的质控信息,并能够实现项目的动态统计。为领导层决策提供数据支持。
  
  6、LIMS的发展趋势
  
  目前,商品化的LIMS主要是面向系统集成商或咨询商开发设计的,在安装之后需要作大量的客户化工作,即编写程序满足一些特定的要求,如映射实验室的工作流程以及联接各种仪器等。尽管主流的商品化LIMS都提供了开发配置平台,但是目前客户化的工作还需要专业人员来完成,这就使得实验室人员随意变化流程或更改软件逻辑的愿望不容易实现,而这一点正是研究与开发型实验室工作的性质所要求的。
  
  新的LIMS要求在安装后不需要用户化工作,只需要按着用户的具体要求进行简单的设置,就可将整个系统正式投用。在设置过程中,用户不需要编写任何程序,而只需要进行鼠标的点击。操作实验室的工作人员在接受简单的培训以后就可完成诸如工作流程的设计和仪器联接、报告设计等工作,并按照实验室工作要求随时更改系统的设置。这种面向实验室工作人员设计的组态化的LIMS的设计理念定会是以后的发展方向。
  
  7、建议
  
  (1)实验室信息管理系统需要建立在局域网中,需要专业的信息管理人才和系统维护人员,系统维护和升级复杂,用户必须在客户端安装客户端应用程序,因此维护和运行成本高。希望国家通过政策的支持,通过资金的投入培养大量的IT及环保等方面的复合型人才。
  
  (2)我国对于LIMS仍没有硬性的规定和标准,对于实验室是否准备LIMS系统,国家仍无相关规定,根据中国实验室的普遍状况,要求所有实验室装备LIMS系统更是遥不可及。所以,不管从国家层面上,还是实验室本身及实验室操作人员来说,都要加强重视,通过各类监测活动在LIMS系统中的应用,提高对LIMS系统的使用和关注。
  
  (3)目前中国的LIMS系统开发均涉及代理国家品牌产品,国内的品牌的LIMS仅为低端产品,大多为汉化或者抄袭国外品牌,不仅行为上无创新能力,而且还得受国外核心数据的控制,使得我国监测单位在使用数据时受到很大的限制,建议我国加大科研的研发力度,争取早日有自己高端的LIMS系统品牌。

  参考文献:
  
  [1]胡丹,郑卫东,丁劲松,等.第三方实验室信息管理系统应用中存在的问题及发展趋势探讨[J].环境技术,2011,34(3):20~23.
  [2]陈胤,方良,胡勇平.实验室信息管理系统研究与开发[J].理化检验-化学分册,2006,42: 594~596.

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