化学检测实验室信息管理系统的设计与实现

孙鲁云，陈孝权

(大益集团勐海茶业有限责任公司 技术中心实验室，云南 勐海 666200)

化学检测实验室信息管理系统的设计与实现

孙鲁云，陈孝权

(大益集团勐海茶业有限责任公司 技术中心实验室，云南 勐海 666200)

化学检测实验室日常工作内容丰富，日常业务涉及的数据量较大，采用信息化管理的方式可以整合各方资源，以实现实验室高效管理的目的。结合化学检测实验室实际工作需要，设计开发实验室信息管理系统。从系统需求分析开始，介绍了化学检测实验室信息管理系统的设计方案，包括系统应用的背景、功能模块、业务流程、数据库设计等，并基于C/S模式，利用SQLServer 和VB.NET实现。系统功能模块涉及文件、样品、试剂耗材、设备、检验、人员等，基本覆盖实验室管理的各方面，能够满足实验室信息化管理的要求。

检测实验室；信息管理系统；系统设计；C/S模式

实验室信息管理系统(laboratory information management system, LIMS)以实验室分析测试工作为中心，运用数据库技术、网络技术整合各方面信息资源。针对高校实验室的信息管理系统大多数会考虑实验教学管理、科研平台管理等功能，且系统用户多为教师、学生[1-3]，这些功能模块对专业从事检测的实验室不适用，而检测实验室所需要的业务受理、样品管理等模块在高校实验室的信息管理系统中又不具备，两者有共性也有不同。本文利用软件工程的方法，结合VB.NET编程技术和SQL Server 数据库技术,采用C/S模式开发检测实验室信息管理系统，可实现检测实验室的高效管理。

1 系统设计

1.1 系统需求分析

根据《检测和校准实验室能力认可准则》对检测实验室的要求，并结合本实验室实际情况，进行系统需求分析。检测实验室的主要职能是以客户需求为中心，为客户提供准确、可靠的检测数据和结果。实验室的日常管理涉及人(人员)、机(设备)、料(样品、消耗性材料、试剂)、法(方法、抽样)、环(环境、设施)与测(数据核查)等要素。为此，检测实验室管理系统应包括人员管理、仪器管理、样品管理、试剂管理、耗材管理、文件管理与数据报告等。系统用户可分为文件管理员、业务及样品管理员、仪器管理员、试剂管理员、耗材管理员、检验员、部门管理人员及系统管理员等。

1.2 系统功能结构

系统功能结构，如图1所示。系统功能包括文件管理、业务与样品管理、试剂与耗材管理、检验、综合信息管理与系统管理等。

图1 系统功能结构图

1.2.1 文件管理模块

文件管理模块即实验室文件信息库，方便对文件的增添、查询、更新等。文件属性信息包括文件编号、名称、来源、版本、收到/生效日期、所在文件夹编号、文件柜编号、借阅状态与附件等。当产生新的文件时，文件管理员新添文件信息；需要查阅时，输入文件关键词，系统就可检索到具体的文件，并显示出此文件存放的“文件柜号”和“文件夹号”。如需借阅，再进行借阅登记，文件管理员修改文件的借阅状态并添加借阅人。此模块还可实现电子文档的上传与下载，方便实验室内部电子文档的共享。

1.2.2 业务与样品模块

业务受理员根据客户填写的委托检验单，制定样品检验计划，经技术负责人审核后，通知检验员完成检验，并对样品的检验进度进行实时查询。检验员根据检验计划，在规定的时间内完成检验。业务统计模块根据系统数据库已有信息，可按时间、检测项目与人员对检测工作量进行统计，为实验室日常管理提供参考依据。样品管理员负责样品信息的添加、修改与查询等。

1.2.3 试剂与耗材管理模块

该模块下设基础信息库、入库与领用、统计报表及采购管理，具有入库登记、领取登记、库存量实时查询、使用量统计、自动预警、需求量上报与汇总等功能。基础信息库包含试剂与耗材的基本信息，由试剂/耗材管理员在试剂、耗材入库前创建。入库与领用模块主要实现试剂耗材入库及领用信息的添加、查看、导出、修改和删除。统计报表包括消耗量统计与库存统计，可实现按时间、试剂、人员与检测项目等进行多方面的统计。采购管理模块包括采购申请及供应商名录信息，具体工作流程如下：检验员根据以往经验及工作需求提出采购请求，部门管理人员审核，制定采购计划，并根据供应商名录确定供应商等工作完成试剂、耗材的采购[4]。该模块管理员在试剂、耗材入库前将待入库的试剂或耗材的基本信息录入基本信息表，入库后登记入库表；检验员领用前，登记领用表(系统显示状态为申请待领用)，领用时由管理员审核，并修改领用状态，提交后，系统自动计算并显示相应试剂或耗材的库存量，同时将库存量保存至库存表。试剂/耗材管理员每次登录系统时，系统自动进行库存量检查和有效期检查，将现有库存量与最低库存量比较，当前日期与有效使用截止期比较，并将结果反馈给试剂/耗材管理员。对试剂管理而言，以往管理模式容易产生的问题包括：因试剂库存不足而影响检测进度；因试剂失效影响检测质量。该模块的管理模式能够很好地预防以上问题的发生。

1.2.4样品检验模块

该模块主要实现样品检测项目原始数据的采集、计算、结果的查询、检验报告的生成与打印等。检验员将检验原始记录录入或导入系统，系统根据预设公式计算出检验结果。对平行测定的样品计算差值，与标准比较，若差值不符合重复性要求或结果不在常规范围内，系统给出提示。若符合要求，系统将数据提交，并修改样品的检验状态。检验报告是检测实验室为客户提供的最终产品。能否出具准确、及时、规范的检验报告反映出实验室的检测与管理水平的高低。以往人工出具检验报告具有步骤繁琐、容易出错、效率低等不足，现有系统能够整合样品、检验结果等信息，并根据预设的检验报告样式出具准确、规范的检验报告。

1.2.5 综合信息管理与系统管理模块

综合信息管理模块包括人员基本信息、培训记录、消息收发、仪器管理等。其中，仪器管理模块包括仪器信息库、维护记录、仪器预约等。仪器管理员负责对仪器信息进行更新。对于贵重仪器，仪器使用人通过系统提出预约申请，系统根据仪器现有使用及预约情况作出反馈。系统管理模块实现的功能包括用户信息的添加、删除、修改，用户权限、数据库备份等。

1.3 数据库设计

数据库设计对整个系统开发来说非常重要。数据库结构将直接对应用系统的效率以及实现的效果产生影响[5]。根据系统需求分析和功能模块设计，本系统需要的主要数据表见表1。

表1 数据表说明

2 系统实现与应用

2.1 实现方法

本系统前台程序设计采用VB.NET语言，后台数据库采用SQL Server,利用sqlConnection对象与数据库连接。系统涉及的各类报表利用水晶报表(crystal reports)来实现。系统主界面如图2所示。

在用户权限管理方面，采用基于角色的访问控制(role-based access control，RBAC)，根据“用户-角色-权限”的授权模型对用户进行权限控制[6]，设置基本权限、高级权限、系统管理员权限。不同角色的用户系统权限不同，登录系统后显示的功能菜单不尽相同，有效防止非授权操作。

图2 系统主界面

在防止用户误操作方面，该系统采用检查-执行-检查的机制。当用户向系统输入信息时，进行有效性验证，包括字段类型验证和含义验证，例如将一些文本框限制输入整数型或日期型。指令执行后，对返回结果进行含义检查，例如在检验项目模块，如果系统计算后的结果超出常规范围，则进行异常值提示，以便用户进一步核对数据。

2.2 应用简况

该系统已在本实验室得到应用，用户为实验室全员。系统使用频率较高，在实验室日常工作中发挥着重要作用。从系统运行的效果来看，该系统较传统的管理模式有很大改进，且系统界面友好，操作简便，能够满足检测实验室目前的工作需求。较以往工作方式的改进主要体现在管理的信息化与自动化方面。信息化表现为查询检索效率的提升。以试剂、耗材管理为例，以往纸质管理模式较难做到实时查询库存量，且实现成本较高，而现行LIMS模式能够容易解决查询困难问题。自动化表现为计算的自动化。以原始检测记录为例，以往需要检验员使用计算器或Excel计算，效率较低，同时，存在信息共享不便的问题，而现行LIMS模式将计算公式内置到系统中，并且授权用户可方便核查数据。

3 结束语

检测实验室信息管理系统的应用对实验室自身管理与发展十分必要，它提高了检测实验室工作效率和管理水平。随着新技术的应用,该系统可通过结合其他技术进行进一步扩展，以适应检测实验室管理的新需求。本文系统设计部分对采用其他编程语言或数据库开发仍然适用。

致谢：实验室肖海军主任提供了系统功能开发的思路并督促完成，实验室同事在系统需求分析以及试运行阶段提出了很多宝贵建议，在此一并致谢!

[1] 雷霆,焦旭东,于健.基于B/S架构的实验室综合管理系统的应用设计[J].实验室科学,2012,15(2):134-137.

[2] 肖鹏博,卢艳青.高校开放实验室管理系统的设计与实现[J].实验科学与技术,2011,9(5):57-59.

[3] 王贤川,曾敏,王学宝,等.分析测试中心实验室信息管理平台建设探究[J].实验室研究与探索,2012,31(1):158-160.

[4] 毛东英,王志伟.浅谈加强我院实验室试剂耗材管理[J].中国医疗设备,2012,27(12):112-113,109.

[5]岂兴明,矫津毅,银华强,等. Visual Basic.NET项目开发宝典[M].北京：电子工业出版社，2007.

[6]姜宇锋,付钰,吴晓平.基于RBAC的权限系统设计与实现[J].计算机与数字工程,2009,37(6):98-101.

Design and Realization of Chemical Testing Laboratory Information Management System

SUN Luyun, CHEN Xiaoquan

(Lab of Technology Center, Menghai Tea Industry Co.Ltd,TAETEA Group,Menghai 666200, China)

The routine work of chemical testing laboratory management is very rich, and a large amount of data is involved. The information-based management system,integrating resources from all sources, makes the laboratory management more efficient.Chemical testing laboratory information management system was designed and developed combining actual work needs of laboratory. Requirement analysis, project and structure of the information management system which included background of the system,system module, business processes and database design, were detailed.Chemical testing la boratory information management system was developed by adopting SQL Server and VB.NET,based on C/S mode.Systematic function module involved documents,samples, supplies and reagents,equipment, testing, person and mainly included all areas of laboratory management in order to meet the requirements of laboratory management.

testing laboratory; information management system; system design；C/S mode

2013-10-27；修改日期: 2014-06-04

云南省企业技术中心创新能力建设项目(2009 D1037)。

孙鲁云(1989-),男，学士，助理统计师，主要从事统计应用、数据库技术与应用的工作。

TP311

A

10.3969/j.issn.1672-4550.2015.03.022