海洋环境监测实验室信息管理系统设计与应用＊

高晓慧，赵向玉，卜志国

（1.国家海洋局北海环境监测中心 青岛 266033；2.国家海洋局海洋溢油鉴别与损害评估技术重点实验室 青岛 266033；3.国家海洋局北海预报中心 青岛 266033）

海洋环境监测实验室信息管理系统设计与应用＊

高晓慧1，2，赵向玉3，卜志国1，2

（1.国家海洋局北海环境监测中心 青岛 266033；2.国家海洋局海洋溢油鉴别与损害评估技术重点实验室 青岛 266033；3.国家海洋局北海预报中心 青岛 266033）

文章根据海洋环境监测业务的特点，提出了海洋环境监测实验室信息管理系统的总体设计方案，对系统的结构、系统的功能进行了设计描述。提出建立海洋环境监测实验室信息管理系统，可提升实验室信息运转效率和管理水平，规范质量管理，保证数据可靠性，更好地为海洋环境监测管理服务。

海洋环境监测；实验室管理；系统设计

随着海洋环境监测事业的发展和实验室认可工作的推广，人们对实验室质量的全面管理和工作效率提出了更高的要求［1］。随着样品数量、监测项目的急剧增加，对数据的准确性要求越来越严格，样品分析的周期越来越短，过去的人工常规管理模式已不能适应形势发展的需求。北海环境监测中心根据监测业务实际情况，提出了实验室信息管理系统总体设计方案。

1 系统设计

1.1 目标构建

①有效利用人力和设备资源，减轻工作人员的压力。LIMS系统集业务流程管理、查询统计、检测资源管理、质量保证及控制等多个模块为一体，使实验室达到自动化运行、信息化管理和无纸化办公的目的［2］。②规范实验室的业务流程，实现仪器校准管理、标准物质管理、人员上岗证管理及库存管理等，使整个管理体系的运行更趋规范。③提高数据的准确性。采用LIMS系统避免了手工抄写与计算误差，可快速准确地提供数据结果。④数据安全、集中式存储和共享。以电子方式安全、集中存储所有实验室数据，并提供高效、灵活的数据查询能力。⑤自动计算与报表自动生成，为分析决策提供服务。通过LIMS系统可产生大量的报表，通过直观的图形、报表说明数据结果，能更方便地为环境管理提供分析决策支持。

1.2 结构设计

实验室信息管理系统结构设计见图1。实验室信息管理系统的系统功能设计涉及整个工作流程和实验室相关资源，应具有设备、人员、业务流程等管理功能。系统结构需设计为监测业务管理、监测资源管理、查询统计和系统管理等几大模块。其中监测资源管理模块分为实验室人员信息模块、仪器设备信息模块、物料及试剂信息模块。

2 系统实现

实验室信息管理系统分为基础软件平台和应用子系统两大部分。其中基础软件平台由成熟的商业化软件平台构成，包括Microsoft.Net技术，以及SQL Server、数据库。基础软件平台提供了应用子系统所需要的基础架构（infrastructure）；应用子系统是针对业务的软件模块，具有完成与检测相关具体业务的功能。在开发平台的基础上通过快速定制开发，实现与北海环境监测中心实验室需求相匹配的应用系统，包括的功能有监测业务管理、监测资源管理、查询统计和系统管理。

图1 系统结构设计

2.1 监测业务管理模块

2.1.1 样品登记

样品登记能自动导入采样人员登记的采样信息，及时将分析任务流转给具备样品分析权限的分析部门。还能自动导入客户从网上登记的送检信息，能从EXCEL表格中成批导入样品信息。

2.1.2 接受样品，判断是否正常

分析部门通过系统接受任务，并判断样品信息是否正常，不正常则返回监测部门重新登记，正常则签字确认并接受样品。

2.1.3 样品监管流转

分析部门接受样品后，根据不同的分析要求将样品分发给不同实验室分析人员，并根据优先顺序适当分配调整。分析人员进入系统接受分析任务后，进行样品制备与分析，同时采取质量控制措施。

2.1.4 样品分析数据录入

样品分析完成后会产生大量数据，其中仪器自动分析数据可通过系统与仪器接口直接采集，自动导入并保存，不需要人工干预，其他手工分析方式获得的数据则由分析人员录入。

2.1.5 分析数据验证

样品分析完需进行分析数据审核，对于一些异常数据、错误数据经系统验证后需复核，并返回相关分析人员处更改；对于质量控制数据，系统提供给质量控制部门验证，确保分析数据正确无误［3］。

2.1.6 分析报告编制与审核

完成分析数据验证后，系统自动生成分析报告，并进行电子签名审核和电子归档，结束样品的所有业务流程。

2.1.7 提供报表

最后系统会自动为用户和流程涉及的各部门提供各类反馈报表，其中包括相关已完成的信息和数据，同时给领导提供分析决策报表。

2.2 监测资源管理模块

监测资源管理模块主要包括实验室人员信息管理、仪器设备信息管理及物料、试剂信息管理等模块。

2.2.1 实验室人员信息模块

本模块主要用于管理实验室人员的姓名、性别、职称等基本信息；对个人技术档案等进行管理，包括论文、专著、课题与成果、培训和持证情况等。

2.2.2 仪器设备信息管理模块

本模块是实验室信息管理中的重要内容，该模块划分为6个子功能模块：仪器设备管理、低值品管理、易耗品管理、仪器借用管理、出入库管理和仪器维护管理［4］。

（1）仪器设备管理，该功能模块是为实验室管理人员和设备科人员而设。用户可以从中获得某仪器设备的存放地点、购买日期以及厂家等信息，还可以检索和统计某种类型仪器设备的总数量、总金额以及报表输出。易耗物品管理与低值品管理的功能与该模块类同。

（2）仪器借用管理，该功能模块是为实验室管理人员而设。如某时间某仪器借给谁，作何用途等，只要单击“仪器借用管理”，输入要检索的字段便知。

（3）出入仓库管理，该功能模块是为设备科人员而设。对应的数据表字段：仪器编号、仪器名称、仪器型号、计量单位、数量、单价、厂家、出入库日期、出入方向、部门名称、实验室名称、经手人、备注、审核标志。如某一时间某仪器出库多少、入库多少等，可从中轻易了解。

（4）仪器维护管理，该模块是为实验室管理人员而设。它是由两个小模块组成：仪器维护与仪器标定。仪器维护模块有助于实验室管理人员记住每台仪器设备的维修历史等，便于以后更好地维护它。仪器标定模块有助于实验室管理人员按时标定仪器仪表（该功能模块有实时的智能化提醒），以保证仪器仪表的测量精度。

2.2.3 物料及试剂信息管理模块

本模块主要用于管理实验室人员对试剂申购管理、试剂材料录入和试剂材料的领用。

2.3 查询统计模块

本模块能进行各项资源（包括监测人员、监测方法、监测项目、卫生标准、仪器设备、试剂和标准品等）的查询统计。能查询追溯到编制、审核、批准等不同阶段的监测报告；能查询到样品信息、原始记录、结果数据、评价结果、最终报告；能进行质控手册、程序文件、作业指导书等文件管理、查询；可支持按样品属性、项目、合格率和工作量等查询统计；能进行仪器设备使用率统计查询；管理部门可对各部门的工作进行汇总查询；可查询该部门一段时间内完成的工作量，包括出错查询，并要求打印相关报表功能等。

2.4 系统管理功能

本模块包括数据库管理、系统访问控制等模块。

数据库管理模块可定期进行异地数据备份，具备数据恢复功能［5］。系统访问控制模块有严格的权限控制，系统权限细分到每个操作界面和每个功能按钮，可以为每个人员、每个岗位详细设置每一项的应用权限，权限管理逻辑严密。数据的后步完成将自动锁死前面的数据修改操作，只有前步操作完成才能进行后面的数据操作，本人只能修改本人登记的数据。

3 结论

当前，我国的海洋环境保护工作进入了一个新的历史时期，海洋环境监测事业发展十分迅速，而LIMS作为现代的实验室管理工具，提高海洋环境监测工作效率，规范质量管理，保证数据可靠性，提高环境监测为海洋环境管理服务的效能［6］。虽然目前LIMS在海洋环境监测实验室中的推进仍然困难重重，但鉴于其广阔的应用前景，LIMS必将成为促使中国海洋环境监测实验室管理水平提升、与市场竞争机制接轨、与国际惯例接轨、与科学化管理体系接轨的重要手段和工具。

［1］ 张涛，邓爱萍.环境监测实验室信息化管理建设思路［J］.江苏科技信息，2010（9）：21－23.

［2］ 沈艺.环境监测实验室信息管理系统的构建与实施［J］.环境监测管理与技术，2008，18（4）：4－6.

［3］ 汤立，郦伟.实验室信息管理系统（LIMS）在环境监测系统的应用探讨［J］.江苏环境科技，2007，20（2）：69－71.

［4］ 葛照君，盛磊.实验室信息管理系统的设计与实现［J］.计算机教学与教育信息化，2008（13）：705－707.

［5］ 吴志旭，楼振纲.环境监测实验室管理系统的开发与应用［J］.化学分析计量，2006，15（5）：50－53.

［6］ 张涛.环境监测LIMS建设中的问题及对策分析［J］.环境科学与管理，2006，31（4）：171－175.

海洋公益性行业科研专项经费项目（200905030）.