略談實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)

計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，促使現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)在快速發(fā)展，隨著科研和生產(chǎn)技術(shù)的不斷發(fā)展，企業(yè)的檢驗(yàn)技術(shù)也從手工分析發(fā)展到儀器分析，檢驗(yàn)項(xiàng)目大量增加，對(duì)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和報(bào)出時(shí)間的要求越來(lái)越嚴(yán)格，數(shù)據(jù)處理量急速增加，原來(lái)的人工管理模式在這種形式下已顯得不太適應(yīng)，使用計(jì)算機(jī)完成數(shù)據(jù)的收集、分析和處理的管理手段應(yīng)運(yùn)而生。在這一背景下，實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)（LIMS）開始出現(xiàn)，并在實(shí)際應(yīng)用中得到了快速發(fā)展，成為一項(xiàng)嶄新的實(shí)驗(yàn)室管理與應(yīng)用技術(shù)。 一、實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)（LIMS）簡(jiǎn)介 實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)，即LIMS，是LaboratoryInformationManagem entSystem的縮寫，它是指通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)將實(shí)驗(yàn)室的分析儀器連起來(lái)，通過(guò)建立以實(shí)驗(yàn)室為中心的分布式管理體系，根據(jù)科學(xué)的實(shí)驗(yàn)室管理理論和計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，建立完善的質(zhì)量保證體系，實(shí)現(xiàn)檢驗(yàn)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)化共享、無(wú)紙化記錄與辦公、資源與成本管理、人員量化考核，為實(shí)驗(yàn)室管理水平的整體提高和實(shí)驗(yàn)室的全面管理提供先進(jìn)的技術(shù)支持。 二、LIMS的分類 根據(jù)其功能，LIMS一般可以分為兩大類： 1．純粹數(shù)據(jù)管理型 這類的LIMS軟件主要功能一般包括：數(shù)據(jù)采集、傳輸、存貯、處理、數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析、數(shù)據(jù)合格與否的自動(dòng)判定、輸出與發(fā)布、報(bào)表管理、網(wǎng)絡(luò)管理等模塊。這些功能滿足了實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)工作的基本需要，功能比較單一，因而計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)一般比較簡(jiǎn)單，但比較容易實(shí)現(xiàn)，投資比較少，設(shè)計(jì)好后，一般可以在較長(zhǎng)的時(shí)間里不需要對(duì)網(wǎng)絡(luò)軟硬件進(jìn)行改變。實(shí)驗(yàn)室可以不配備或是配備比較少的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)庫(kù)維護(hù)人員。在計(jì)算機(jī)應(yīng)用廣泛普及的今天，許多單位自己就可以設(shè)計(jì)這種軟件。 2．實(shí)驗(yàn)室全面管理型 除了第一類的功能外，這類LIMS軟件與網(wǎng)絡(luò)一般還可以增加：樣品管理、資源（材料、設(shè)備、備品備件、固定資產(chǎn)管理等）管理、事務(wù)（如工作量統(tǒng)計(jì)與工資獎(jiǎng)金管理、文件資料和檔案管理）管理等模塊，組成一套完整的實(shí)驗(yàn)室綜合管理體系和檢驗(yàn)工作質(zhì)量監(jiān)控體系，除了能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)檢驗(yàn)數(shù)據(jù)嚴(yán)格管理和控制外，還能夠滿足實(shí)驗(yàn)室的日常管理要求，功能比較全面，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)相應(yīng)要復(fù)雜一些，實(shí)現(xiàn)起來(lái)要困難一些，投資比較大，而且，往往需要專業(yè)單位與實(shí)驗(yàn)室合作開發(fā)設(shè)計(jì)。另外，由于實(shí)驗(yàn)室的機(jī)構(gòu)設(shè)置、職責(zé)、管理思路和其他特點(diǎn)可能會(huì)隨著時(shí)間的改變而發(fā)生變化，可能需要經(jīng)常對(duì)網(wǎng)絡(luò)軟硬件進(jìn)行改變。因此，實(shí)驗(yàn)室一般需要配備專業(yè)的維護(hù)與再開發(fā)技術(shù)力量。 三、LIMS技術(shù)的發(fā)展 LIMS發(fā)展至今，大體經(jīng)歷了以下以幾個(gè)階段： （1）雛形期：60年代末期70年代初期。這一時(shí)期是LIMS設(shè)計(jì)思想的產(chǎn)生時(shí)期，實(shí)驗(yàn)室的數(shù)據(jù)管理仍然停留在手工記錄階段。 （2）商品化時(shí)期：70年代中期80年代末期。這一時(shí)期的LIMS系統(tǒng)操作一般集中在中心計(jì)算機(jī)上完成，可以實(shí)現(xiàn)一般的數(shù)據(jù)管理與統(tǒng)計(jì)分析功能，數(shù)據(jù)處理能力比較小，手工處理的工作量仍然比較大，其它功能還沒有實(shí)現(xiàn)。這個(gè)時(shí)代的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)還不夠發(fā)達(dá)，計(jì)算機(jī)的價(jià)格比較昂貴，需要專業(yè)的技術(shù)人員編寫與維護(hù)程序。 （3）功能完善時(shí)期：80年代末期90年代中后期。伴隨著這一時(shí)期計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，LIMS技術(shù)進(jìn)入一個(gè)嶄新的發(fā)展時(shí)期。此時(shí)，計(jì)算機(jī)（PC機(jī)）價(jià)格開始大幅度下降、而性能卻大幅度提高，基于第三方的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)成熟，系統(tǒng)一般采用PC作為數(shù)據(jù)終端，網(wǎng)絡(luò)體系的建立比較容易。C/S構(gòu)架的數(shù)據(jù)管理模式成為主流，數(shù)據(jù)處理能力大大提高。由于實(shí)驗(yàn)室規(guī)模一般都不大，隨著MS、Windows、WindowsNT操作系統(tǒng)的興起，基于該平臺(tái)開發(fā)的LIMS開始流行，LIMS開始從DOS平臺(tái)、UNIX平臺(tái)逐步過(guò)渡到Windows、WindowsNT平臺(tái)，這個(gè)時(shí)期的產(chǎn)品一般都具有良好的用戶界面，操作比較簡(jiǎn)單，功能比較全面，性能價(jià)格比較好，吸引了越來(lái)越多的用戶。由于新一代數(shù)據(jù)庫(kù)和面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)軟件的大量涌現(xiàn)，通過(guò)簡(jiǎn)單學(xué)習(xí)，一般技術(shù)人員也可以像專業(yè)技術(shù)人員一樣采用面向?qū)ο缶幊碳夹g(shù)簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)管理軟件、建設(shè)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)。 （4）網(wǎng)絡(luò)化產(chǎn)品的興起：90年代后期21世紀(jì)。90年代后期，Internet技術(shù)以令人不可思議的速度飛速發(fā)展，各行業(yè)均被卷入了互聯(lián)網(wǎng)的大潮之中，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用遍及各種工業(yè)技術(shù)當(dāng)中。新一代的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)與網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)都或多或少帶上了Internet的特點(diǎn)。采用Internet、Intranet和Web技術(shù)的LIMS開始出現(xiàn)，普遍采用了統(tǒng)一的瀏覽器界面和以Web服務(wù)器為中心的分布式管理體系，使用極其方便，數(shù)據(jù)的共享和發(fā)布更為簡(jiǎn)單，功能更為全面，軟件的二次開發(fā)更為容易，這些最新的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在LIMS系統(tǒng)中的應(yīng)用，代表了今后LIMS技術(shù)的發(fā)展方向。 LIMS技術(shù)的使用可以帶來(lái)許多顯而易見的效益，比如：自動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)審核和超標(biāo)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)、提高分析數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性；工作效率大為提高；降低實(shí)驗(yàn)室成本消耗；通過(guò)對(duì)大量樣品數(shù)據(jù)的綜合統(tǒng)計(jì)分析，可以清楚地觀察到數(shù)據(jù)的變化趨勢(shì)、有效監(jiān)測(cè)產(chǎn)品質(zhì)量，為解決出現(xiàn)不合格生產(chǎn)產(chǎn)品及生產(chǎn)工藝變化提供科學(xué)依據(jù)。借助計(jì)算機(jī)技術(shù)，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化全面管理，實(shí)現(xiàn)管理和檢驗(yàn)工作的有效監(jiān)督管理，提高整體工作水平。 四、LIMS的設(shè)計(jì)特點(diǎn) 適應(yīng)現(xiàn)代化企業(yè)發(fā)展的實(shí)驗(yàn)室必須要建立起完備的質(zhì)量管理體系，因而需要一套科學(xué)的LIMS軟件，它應(yīng)既能滿足目前的業(yè)務(wù)狀況，又能適應(yīng)未來(lái)不斷增長(zhǎng)業(yè)務(wù)需求，具有靈活的可擴(kuò)充性。因此，大規(guī)模的LIMS軟件技術(shù)，往往要在經(jīng)驗(yàn)豐富的實(shí)驗(yàn)室管理人員的協(xié)助下，集多位計(jì)算機(jī)專業(yè)人員共同開發(fā)設(shè)計(jì)而成。 根據(jù)國(guó)內(nèi)外優(yōu)秀的LIMS技術(shù)應(yīng)用的成功經(jīng)驗(yàn)，可以總結(jié)出近幾年設(shè)計(jì)的LIMS具備以下幾個(gè)最基本特點(diǎn)： （1）技術(shù)上具有先進(jìn)性、高效性、實(shí)用性、安全性。 （2）數(shù)據(jù)管理功能完善，數(shù)據(jù)的采集、處理、發(fā)布過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失、改變的問(wèn)題。 （3）界面友好，操作簡(jiǎn)便，使用Web數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)和統(tǒng)一的瀏覽器界面。 （4）自動(dòng)化程度高，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單。