工业研究院搭建LIMS 的经验浅谈

马琳鸽 王艳菊(北京低碳清洁能源研究院，北京 102209)

0 引言

实验室信息管理系统(LIMS)是以实验室为中心，基于计算机局域网，将信息化技术与实验室管理相结合，对检测数据和相关信息进行收集、分析、报告和管理的系统[1-2]。LIMS 目前已经发展成为一个标准的商业化产品，遵从ISO/IEC7025的标准以及国家标准GB/T1 5481—2000《检测和校准实验室能力的通用要求》，因此被广泛地用于第三方实验室、工厂以及研发方向集中且确定的企业、公司、研究院所[3-7]等，在提高测试工作效率、有效存储历史数据、降低运行成本、合理分配资源、为管理提供决策依据等方面发挥着非常重要的作用。相关综述也多见诸报道[8-9]，为迅速了解LIMS 提供便捷的参考。

对于工业研究院，同样需要LIMS 来提升分析测试的管理效率，但商业化LIMS 产品不能取之即用，需要一些定制、二次开发。LIMS 实施后是否达到预期的功能，实施前的需求调研至关重要，二次开发过程中与供应商之间及时、有效的沟通也必不可少，最终在需求与实现的程度之间寻求一个合理的平衡点。

1 LIMS在不同行业的差异分析

适用商业化LIMS 产品的单位有共同的特点：几乎所有检测项目都有标准方法或者约定俗成的方法可以遵循、检测项目一段时期内无大幅变动、检测过程基本不需要送检人员参与。而工业研究院(尤其是研发方向比较广的)的情况则有明显差别：研发过程的不确定性导致的样品多样性和多变性使得已有的检测方法只能作为参考，需谁是调整，以解决问题为目标；检测项目需要根据研发项目的变动随时添加；为了使测试更高效、沟通更及时，部分测试会由送检人员参与、甚至完成，这些差别使得商业化LIMS 产品只能满足常规的、有固定方法的测试要求，而对具有研发性质的需求则需定制、二次开发方可实现。作为一个工业研究院，在LIMS 搭建过程中遇到过各种各样的问题，但最终都通过采取一定的措施得以妥善解决。

2 工业研究院搭建LIMS中的几点经验

工业研究院的研究方向涵盖催化、水处理、储能、先进材料、煤清洁利用等六大领域，分析表征中心为院内不同领域的所有研发项目提供支持，研发人员/分析表征人员数量比例超过10/1，一个分析表征工程师负责管理的仪器不少于2台。初期对LIMS 定位是内部测试，系统中共有23个检测类别，159个检测项目。从市场调研到招标用了8个月的时间，之后历经 11个月正式启用。现就过程中得到的经验分享如下：

2.1 测试申请模块功能

2.1.1 样品申请-输入信息及测试特殊信息

对内测试的定位促使LIMS 团队把“系统简单化、界面友好化”作为搭建样品申请模块的一个准则：在样品申请时，能从院里已有系统同步个人信息为最优选择，减少送检人填写的信息量，增加使用的便捷性，在后期实施中通过与人力资源系统同步得以满足。

考虑院内样品的种类繁杂，且每类测试均有特殊要求，因此增加了“特殊信息描述”单元格(如NMR 分析中，该描述为“样品是否有铁磁性或顺磁性”等)，并设置为必填项，便于送样人了解某类测试的样品要求，确保后续测试的准确性和仪器使用的安全性。

2.1.2 预约

典型的第三方实验室都是依据标准方法对来样进行测试，测试人员完成从接收样品到报告发放的全过程，送检人基本不参与，商业化LIMS 产品满足此类要求，但工业研究院不同，因此实施过程中保留了商业化LIMS 产品的所有功能，便于后期的认证和对外测试，同时也提了新需求。考虑到工业研究院的特殊情况(以电镜和紫外测试为例：电镜-无标准方法、高的放大倍率使得回看某一点的形貌几乎不可能、送检人员不参与检测过程可能会漏掉重要的一手信息，紫外-操作简单、仪器皮实、送样人员经过培训自己操作可以提高测试的时效性)，提出了仪器预约功能的需求。此功能中对每个可预约的工作日的预约情况用绿、黄、红三种颜色可视化的标示当日无人预约、未满可约、已满不可约，清晰地告知送检人当前预约情况。为了保证每个项目组有均等的机会使用有效的仪器资源，又对每个项目组连续预约的时间以及一个月内单个项目组预约时间总和作了限制。针对出现的临时、紧急需求，利用保留的手动调整预约时间的功能，予以灵活应对。

除了管控仪器的工作时间外，还需要统计样品数量，并据此记录测试人员的工作量、了解仪器的使用率和评估添置新资产的可能性，因而添加了同批次预约功能：在第一个样品预约了一个时间段后，如果有其它样品需用同一个时间段完成，可用样品复制功能，在“是否同批次预约”的下拉框中选择“是”即可实现；选择“否”则需为复制样品单独预约时间段。所有预约的检测项目均按照时长计费。

预约功能在LIMS 实施时拓展到了每一个检测项目，通过勾选可便捷地设置为预约项，既增加了操作的灵活性，又在一定程度上提高了测试的效率以及仪器的使用率。

2.2 样品接收和任务分配模块-更换检测人员

LIMS 搭建之初的原则要求每个岗位至少有两个检测人员，保证一人不在岗时该岗位上仍有人值守，避免“仪器等人”的资源浪费现象出现。运行过程中发现了新问题：样品一旦被接收将无法进行退回的操作，如因各种原因无法完成测试，后续流程无法继续，影响结果的上传和发放，进而可能影响研发项目的进度；为解决此类问题，增加了“更换检测人员”的功能，确保出现上述情况时可以方便地将测试转给同岗位的检测人员，保证测试的时效性。

2.3 费用核算模块-重新计算(据实)

工业研究院检测工作进行中需不断调整检测方法，因此得到一个可靠的测试结果可能花费的时间不同(如微孔吸附)，同一项测试测试的元素个数有差异(如ICP)，测试的组分数也会变化(如GC 或GC-MS 等)，原位测试的预约时间和实用时间也存在偏差(如原位XRD 和原位XPS)，致使占用的各类资源不同，产生的费用也不同，综合考虑后采用公式1进行测试完成后实际费用计算。静态数据录入时公式1可以直接输入，后期使用时输入c 值，点击“计算费用”即可，使实际费用与占用资源数量成正比。

式中：a 为每样品费或测试的基础费用(如ICP 1000元/样品，包含5个元素)；b 为加收费率，元/工时、元素、成分等(如100元/元素)；c 为实际工时/元素/成分等(在结果录入时输入，如7)；k 为基础费用中包含的工时/元素/成分等(如5)。

举例说明：1个ICP 测试共测7种元素，费用=1000+100×(7-5)=1200 元，测试完成提交结果后可以输入实际c 值(7)，计算实际费用即可得到费用1200元，该值自动替代最初数值。

2.4 统计查询模块-定制查询语句

对于所进行的各个研发项目需要定期统计测试数量、测试费用以监控项目的的资源和预算使用情况，各级领导也需要了解各项目使用分析表征资源的情况，核算分析表征中心的全人工成本以及布局新设备的购置方向，这些需求均可通过LIMS中的统计查询功能找到数据支持。除了常规的查询语句外，在前期的需求调研中要尽可能考虑到可能用到的查询组合，如同一个项目下提过测试申请的人员，每项申请的数量，费用的多少等。针对这部分的需求调研，建议除了参与LIMS 项目的核心成员外，要集思广益，收集来自研发项目团队和领导层等各方面的需求，认真梳理、分析，尽可能做到所有需求都能有对应的查询语句来实现，为管理提供决策依据，做到事半功倍。

3 结语

针对工业研究院的实际情况，在LIMS 搭建过程中通过测试申请模块(特殊信息需求、预约)、样品接收和任务分配模块(更换检测人员)、费用核算模块(据实重新计算)、统计查询模块(定制查询语句)进行定制、二次开发，成功实现了预期功能，有效提高了分析测试工作的管理水平，期望过程中得到的经验可为有类似需求的单位提供一定的借鉴。