略談實驗室信息管理系統(tǒng)的設計及實現(xiàn)

計算機技術(shù)的進步，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)的檢驗技術(shù)也從手工分析發(fā)展到儀器分析，檢驗項目大量增加，對數(shù)據(jù)的準確性和報出時間的要求越來越嚴格，數(shù)據(jù)處理量急速增加，原來的人工管理模式在這種形式下已顯得不太適應，使用計算機完成數(shù)據(jù)的收集、分析和處理的管理手段應運而生。在這一背景下，實驗室信息管理系統(tǒng)（LIMS）開始出現(xiàn)，并在實際應用中得到了快速發(fā)展，成為一項嶄新的實驗室管理與應用技術(shù)。 一、實驗室信息管理系統(tǒng)（LIMS）簡介 實驗室信息管理系統(tǒng)，即LIMS，是LaboratoryInformationManagem entSystem的縮寫，它是指通過計算機網(wǎng)絡將實驗室的分析儀器連起來，通過建立以實驗室為中心的分布式管理體系，根據(jù)科學的實驗室管理理論和計算機數(shù)據(jù)庫技術(shù)，建立完善的質(zhì)量保證體系，實現(xiàn)檢驗數(shù)據(jù)網(wǎng)絡化共享、無紙化記錄與辦公、資源與成本管理、人員量化考核，為實驗室管理水平的整體提高和實驗室的全面管理提供先進的技術(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)計分析、數(shù)據(jù)合格與否的自動判定、輸出與發(fā)布、報表管理、網(wǎng)絡管理等模塊。這些功能滿足了實驗室檢驗工作的基本需要，功能比較單一，因而計算機網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)一般比較簡單，但比較容易實現(xiàn)，投資比較少，設計好后，一般可以在較長的時間里不需要對網(wǎng)絡軟硬件進行改變。實驗室可以不配備或是配備比較少的計算機網(wǎng)絡與數(shù)據(jù)庫維護人員。在計算機應用廣泛普及的今天，許多單位自己就可以設計這種軟件。 2．實驗室全面管理型 除了第一類的功能外，這類LIMS軟件與網(wǎng)絡一般還可以增加：樣品管理、資源（材料、設備、備品備件、固定資產(chǎn)管理等）管理、事務（如工作量統(tǒng)計與工資獎金管理、文件資料和檔案管理）管理等模塊，組成一套完整的實驗室綜合管理體系和檢驗工作質(zhì)量監(jiān)控體系，除了能夠?qū)崿F(xiàn)對檢驗數(shù)據(jù)嚴格管理和控制外，還能夠滿足實驗室的日常管理要求，功能比較全面，網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)相應要復雜一些，實現(xiàn)起來要困難一些，投資比較大，而且，往往需要專業(yè)單位與實驗室合作開發(fā)設計。另外，由于實驗室的機構(gòu)設置、職責、管理思路和其他特點可能會隨著時間的改變而發(fā)生變化，可能需要經(jīng)常對網(wǎng)絡軟硬件進行改變。因此，實驗室一般需要配備專業(yè)的維護與再開發(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)歷了以下以幾個階段： （1）雛形期：60年代末期70年代初期。這一時期是LIMS設計思想的產(chǎn)生時期，實驗室的數(shù)據(jù)管理仍然停留在手工記錄階段。 （2）商品化時期：70年代中期80年代末期。這一時期的LIMS系統(tǒng)操作一般集中在中心計算機上完成，可以實現(xiàn)一般的數(shù)據(jù)管理與統(tǒng)計分析功能，數(shù)據(jù)處理能力比較小，手工處理的工作量仍然比較大，其它功能還沒有實現(xiàn)。這個時代的計算機語言和網(wǎng)絡技術(shù)還不夠發(fā)達，計算機的價格比較昂貴，需要專業(yè)的技術(shù)人員編寫與維護程序。 （3）功能完善時期：80年代末期90年代中后期。伴隨著這一時期計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，LIMS技術(shù)進入一個嶄新的發(fā)展時期。此時，計算機（PC機）價格開始大幅度下降、而性能卻大幅度提高，基于第三方的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫技術(shù)與網(wǎng)絡技術(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。由于實驗室規(guī)模一般都不大，隨著MS、Windows、WindowsNT操作系統(tǒng)的興起，基于該平臺開發(fā)的LIMS開始流行，LIMS開始從DOS平臺、UNIX平臺逐步過渡到Windows、WindowsNT平臺，這個時期的產(chǎn)品一般都具有良好的用戶界面，操作比較簡單，功能比較全面，性能價格比較好，吸引了越來越多的用戶。由于新一代數(shù)據(jù)庫和面向?qū)ο笤O計軟件的大量涌現(xiàn)，通過簡單學習，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)簡單設計數(shù)據(jù)管理軟件、建設結(jié)構(gòu)簡單的網(wǎng)絡。 （4）網(wǎng)絡化產(chǎn)品的興起：90年代后期21世紀。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)絡技術(shù)的應用遍及各種工業(yè)技術(shù)當中。新一代的數(shù)據(jù)庫設計與網(wǎng)絡設計都或多或少帶上了Internet的特點。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，這些最新的計算機網(wǎng)絡技術(shù)在LIMS系統(tǒng)中的應用，代表了今后LIMS技術(shù)的發(fā)展方向。 LIMS技術(shù)的使用可以帶來許多顯而易見的效益，比如：自動進行數(shù)據(jù)審核和超標數(shù)據(jù)監(jiān)測、提高分析數(shù)據(jù)的準確性；工作效率大為提高；降低實驗室成本消耗；通過對大量樣品數(shù)據(jù)的綜合統(tǒng)計分析，可以清楚地觀察到數(shù)據(jù)的變化趨勢、有效監(jiān)測產(chǎn)品質(zhì)量，為解決出現(xiàn)不合格生產(chǎn)產(chǎn)品及生產(chǎn)工藝變化提供科學依據(jù)。借助計算機技術(shù)，實驗室內(nèi)部實現(xiàn)網(wǎng)絡化全面管理，實現(xiàn)管理和檢驗工作的有效監(jiān)督管理，提高整體工作水平。 四、LIMS的設計特點 適應現(xiàn)代化企業(yè)發(fā)展的實驗室必須要建立起完備的質(zhì)量管理體系，因而需要一套科學的LIMS軟件，它應既能滿足目前的業(yè)務狀況，又能適應未來不斷增長業(yè)務需求，具有靈活的可擴充性。因此，大規(guī)模的LIMS軟件技術(shù)，往往要在經(jīng)驗豐富的實驗室管理人員的協(xié)助下，集多位計算機專業(yè)人員共同開發(fā)設計而成。 根據(jù)國內(nèi)外優(yōu)秀的LIMS技術(shù)應用的成功經(jīng)驗，可以總結(jié)出近幾年設計的LIMS具備以下幾個最基本特點： （1）技術(shù)上具有先進性、高效性、實用性、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)布過程中不會出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失、改變的問題。 （3）界面友好，操作簡便，使用Web數(shù)據(jù)庫技術(shù)和統(tǒng)一的瀏覽器界面。 （4）自動化程度高，網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)設計簡單。