LIMS系统在橡塑制品检测行业中的应用
2022-06-09
摘要：随着科研和生产技术的不断发展，人们对分析测试的要求无论在样品数量、分析周期、分析项目和数据准确性等方面都提出了更高的标准，各类实验室希望用系统化的实验室管理系统逐步替换原有的人工管理模式。国家橡塑密封工程技术研究中心实验室通过实施、应用LIMS系统，实现了集样品管理、质量管理、人员、客户、仪器连接、数据管理、报表管理等诸多模块为一体的实验室综合管理和产品质量监控系统。
关键词：LIMS；橡塑制品检测；前处理
中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）06-0084-03
1 概述
随着科研和生产技术的不断发展，人们对分析检测的要求无论在样品数量、分析周期、分析项目和数据准确性等方面都提出了更高的标准。很多密封行业检测机构虽然技术精湛、管理精细，但还停留在人员手工检测、记录、传输数据，这样容易发生混乱数据准备性存在误差，检测数据无法进行智能统计分析、工作效率较低、样品的传递秩序性不强，。
国家橡塑密封工程技术研究中心是橡塑密封制品检测和标准化制定基地，该中心实验室是中国合格评定国家认可委员会（CNAS）认可的实验室，是第三方检测机构。提供橡塑材料与制品、汽车用橡胶制品，复合材料，夹布织物，原材料、油品、密封胶等检测分析服务。
由于在检测过程中涉及较多的前处理检测工序，例如检测一个O型橡胶圈，需要根据使用环境，在仪器检测前，要经过老化、耐油、耐水等多项前处理，这些前处理工序短的几小时，长的高达一年，而且检测参数繁多，这些前处理数据很难实现自动取数并将数据回传系统，数据杂乱，完全依赖手工抄写试验条件，记录实验结果。一个数据的检测结果往往要打多个电话沟通，导致工作效率低，报告中难免出现口误和笔误。为了解决这些问题，实施应用实验室信息管理势在必行。
实验室信息管理系统LIMS（Laboratory Information Management System）是以数据库为核心，结合网络技术，通过对样品检测流程、数据处理及报告、标准仪器设备和客户信息等要素的综合管理，按照标准化实验室管理规范，建立一个全面规范的管理体系，实现实验室信息化管理。
2 业务流程
当需要产生新的检测任务时，首先人工根据待检项目进行报价，然后通过电话或检验单联系通知实验室人员进行检测，检测完成后数据通过电话或填写报告单的形式，向送检单位进行报送。具体的检测业务流程如下图：
3 系统实施应用
3.1 系统结构框架
系统采用C/S+B/S结构，符合当前技术的发展方向，只需在服务器更新系统就可以完成对整个系统的更新升级，无需每个客户端安装。系统和数据库都部署在LINUX平台，保证了系统的稳定性和数据的安全性；支持Web ervice、HTTP、文件直接存储，提供接口与erp、OA等其它系统对接。
3.2 系统功能框架
3.3 系统功能
根据对系统目标的分析，按照ISO/IEC 17025 的要求，结合中心实验室《质量手册》要求，将系统分为检测管理和业务管理两部分。检测管理重点解决业务流程、数据的采集、数据的输入、数据的审核、数据的计算、结果的判定以及综合查询和统计报表的生成等功能。业务管理主要是基础资料管理维护。
在检测管理中根据业务需求细分为业务受理、报验查询、样品登记管理、制样登记、样品流转登记、待检样品查询、待检样品批次管理、结果查询、报告查询等细功能。
其中对样品可以进行交叉式数据查询，人员的操作权限划分较细，按岗位与人员进行划分。其主要功能如下：
3.3.1送检管理
包含报价单位管理、送检受理、计费管理、默认送检、送检查询、样品查询、收费管理、送检模板、项目组合九个子模块。
新增检测样品，可以手工录入首次信息，对于送检的单位可以通过查询历史单、报检模板来进行快速、批量受理报验。对于检测项目的选择，具有多种查询选择方式，比如对项目进行打包、可以按项目的名称（标准、类别）进行查询。
计费管理可通过报验单号直接关联到前期的报价单、连接税控机后可直接打印发票。功能可见图3
3.3.2检测管理
包含分样管理、新增前处理、前处理查询、按项目录入、按样品录入、结果复核、新增留样、留样查询等子功能模块。
当接收到样品时根据待检项目内容对样品进行制样、分样，需要进行前处理的样品进行父子二级条码管理，随时可根据条码追溯到样品的检测状态及检测结果，因对样品实行了二级条码管理，保证了样品的有序性。
橡塑制品特有的前处理检测工序，处理时间久，处理参数广泛，SMART LIMS对前处理进行了单独管理，提前在系统中录入前处理条件，通过报验码将前处理条件、设备与后期的检测项目进行关联，并通过LED显示屏实时显示前处理工序的任务进行状态，实现了预警功能。功能见图4
图谱采集：系统会自动采集仪器检测完毕产生的数据，且被检测员标定好的峰值图谱。在图谱存放时，系统可以自动识别是质控样、待测样还是矫正表图谱。如果是质控样和校正表图谱，系统会自动存储到批次信息下面，已被批次信息共享；如果是待测样图谱，系统会自动存储到待测样图谱下。系统可以处理平行样图谱、两条校正曲线的图谱。
数据采集：系统在采集图谱（数据或者报告、曲线页面）时，同时把图谱（数据或者报告、曲线页面）的PDF文件发送到IM服务器，系统会根据预设的规则把检测数据从报告从取出，并回传到实验室管理系统中。对于特殊结果， IM服务器也可以根据预设，转换为特定结果。
结果确认：自动从仪器上采集试验数据，自动录入结果中，根据预先设置检测标准，自动计算各项检测数值，并进行的给了不合格判定，系统会有图标给予醒目提示。对于即将超期或已经超期的信息，系统通过不同颜色予以预警。在录入界面会显示待处理的项目总数和样品总数，对于检测员工作的安排提供直接依据。支持把符合条件的所有数据导出Excel。 原始记录单生成：生成和审核原始记录单的时候，可以自动对文件进行电子签名。在查看原始记录单时，可以同时查看从仪器端获取到的待测样图谱和公共图谱.
3.3.3报告管理
用Open Office作为自动生成检测报告的解决方案。根据不同客户提前制定好报告模板，LIMS会自动把客户信息、样品信息、检测信息等现关信息填充到文档中。在实际编制报告时，可以对报告的美观样式进行调整。实验室管理系统可以自动存储不同状态下的检测报告，用来索源。系统在处理报告时，提供了批处理功能，如批拟稿、批审核、批签发和批打印。批签发时，系统会自动把签发人的电子签名写入系统；批打印报告时，系统可以设批打印首页和批打印其他页的功能。
3.3.4数据维护
检测标准维护
可以按照实验室要求建立各类国家检测标准，在原始化验单和报告中自动根据站点数据进行评价。
建立检测标准档案。
对检测结果的判定的维护
检测项目维护：可以方便设置化验项目所用分析方法的基本参数、参数间关系、参数的上下限值、参数单位、参数计算公式、参数的有效位数、参数修约规则等内容以及检测项目的判定规则、预警规则等。
检测项目参数维护中，提供了大量批量修改功能，也提供了导出EXCEL功能。对于暂时未使用的项目，可以暂停。
单位转换维护：为达到自动修约功能，建立每个单位之间的转换关系。
节假日管理：自动计算检测周期，可以通过节假日的管理实现。节假日管理，可以把工作日变为休息日；也可以把休息日变为工作日。对于周期性休息日，可以设为每年重复。
3.3.5设备管理
建立实验室仪器设备基本档案，记录仪器维护、校准、修理、零部件等信息。也包括仪器集成的基本参数配置。通过扩展开发，仪器管理内容还可包括仪器到货验收记录、仪器设备启用登记、仪器设备故障登记、仪器设备检修记录、巡检记录和仪器设备报废登记等；可以对仪器的校准日期、校准间隔、维护日期、维护间隔进行管理，当需要校准或维护时，系统会自动通过系统及现场LED显示屏提醒相关人员。
3.3.6质量管理
采用审计功能来实现对系统数据（原始记录单、检测报告、样品信息等）修改情况进行跟踪，可以把样品检测流程进行还原，每一步都有记录。系统中的任何数据只要设置了审计功能，该数据在修改时系统就会自动记录下来什么人什么时候进行了修改，并且要求用户说明修改的原因。
质量控制：实验室管理系统包含有质量控制批管理工具。这个工具允许用户标示批中的样品，已做的测试及将用作QC样品的样品。当标示完毕后，用户可以按批输入QC数据的分析结果。系统将自动进行规格检查，并标示出不合规格的结果。异常的结果将自动报告给相关的管理人员。在结果确认时，QA管理人员可以对样品，测试项目以及QC数据进行审核。软件允许用户随时创建实验室所需的控制图。
简单的质控图可以通过查询统计功能实现。
质量抱怨：质量投诉管理把客户的信息反馈给质量管理部门，质量管理部门根据情况进行处理，并将处理后的结果反馈给抱怨部门。
3.7公务管理
可在内部平台进行实时沟通，邮件收发管理，可按部门划分为系统通知、中心通知、部门通知三类，实现通知阅读的范围管理，未读通知，系统会在一登陆时，明细提示。按照日期管理自己的工作安排，或者常用提醒。在首页会自动显示未来三天内的日程信息。
3.8查询统计
组合查询：通过配置“显示字段”、“查询条件”、和“排序字段”进行组合查询；在查询条件配置中，提供了输入、选择等多种方式；对于查询结果，如果超过300行，会直接导出到Excel中，对未超过300行的结果；会直接显示在网页中，同时也支持Excel的导出个功能。
自定义查询：对于高级用户，系统支持直接输入SQL语句进行查询统计。
固定报表：对于周期性强且相对固定报表，系统可以直接当作模板维护进去，输出方式可以是 word、 excel和pdf等对于固定报表，系统支持指定时间让自动运行查询，并自动发送到相关者的系统邮箱内。
3.9系统维护
具备多层组织机构、人员基本信息、权限管理等管理功能可根据岗位、角色进行交叉授权，保证了操作的安全性能；
4 应用效果
LIMS实施后，中心实验室分析检测工作情部有了较大改善，如表1所示
5 结论
通过LIMS的实施应用，规范了检测业务流程、提高分析速度和分析质量，优化实验方法，确保分析检验结论的准确性，加快质量信息的传递和资料的保存，充分利用仪器资源和人力资源，实现了大部分联网仪器的数据自动采集。降低了手工管理的工作量，提高了统计效率，并可随时灵活的分析各种统计结果。极大的提升了中心实验室的管理能力和检测、校准水平，缩短检测样品的周期，减少检测成本，提高工作效率，降低人工成本；通过实验室业务流程管理、事务管理，监控样品生产周期，实现实验室业务流程信息化，并为客户提供客观、公正、及时准确的专业分析服务。
参考文献：
[1] 崔学坤.LIMS针对检测实验室检测可溯源性的应用与研究[J].微型电脑应用，2012，28（8）：47-50.
关键词：LIMS；橡塑制品检测；前处理
中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）06-0084-03
1 概述
随着科研和生产技术的不断发展，人们对分析检测的要求无论在样品数量、分析周期、分析项目和数据准确性等方面都提出了更高的标准。很多密封行业检测机构虽然技术精湛、管理精细，但还停留在人员手工检测、记录、传输数据，这样容易发生混乱数据准备性存在误差，检测数据无法进行智能统计分析、工作效率较低、样品的传递秩序性不强，。
国家橡塑密封工程技术研究中心是橡塑密封制品检测和标准化制定基地，该中心实验室是中国合格评定国家认可委员会（CNAS）认可的实验室，是第三方检测机构。提供橡塑材料与制品、汽车用橡胶制品，复合材料，夹布织物，原材料、油品、密封胶等检测分析服务。
由于在检测过程中涉及较多的前处理检测工序，例如检测一个O型橡胶圈，需要根据使用环境，在仪器检测前，要经过老化、耐油、耐水等多项前处理，这些前处理工序短的几小时，长的高达一年，而且检测参数繁多，这些前处理数据很难实现自动取数并将数据回传系统，数据杂乱，完全依赖手工抄写试验条件，记录实验结果。一个数据的检测结果往往要打多个电话沟通，导致工作效率低，报告中难免出现口误和笔误。为了解决这些问题，实施应用实验室信息管理势在必行。
实验室信息管理系统LIMS（Laboratory Information Management System）是以数据库为核心，结合网络技术，通过对样品检测流程、数据处理及报告、标准仪器设备和客户信息等要素的综合管理，按照标准化实验室管理规范，建立一个全面规范的管理体系，实现实验室信息化管理。
2 业务流程
当需要产生新的检测任务时，首先人工根据待检项目进行报价，然后通过电话或检验单联系通知实验室人员进行检测，检测完成后数据通过电话或填写报告单的形式，向送检单位进行报送。具体的检测业务流程如下图：
3 系统实施应用
3.1 系统结构框架
系统采用C/S+B/S结构，符合当前技术的发展方向，只需在服务器更新系统就可以完成对整个系统的更新升级，无需每个客户端安装。系统和数据库都部署在LINUX平台，保证了系统的稳定性和数据的安全性；支持Web ervice、HTTP、文件直接存储，提供接口与erp、OA等其它系统对接。
3.2 系统功能框架
3.3 系统功能
根据对系统目标的分析，按照ISO/IEC 17025 的要求，结合中心实验室《质量手册》要求，将系统分为检测管理和业务管理两部分。检测管理重点解决业务流程、数据的采集、数据的输入、数据的审核、数据的计算、结果的判定以及综合查询和统计报表的生成等功能。业务管理主要是基础资料管理维护。
在检测管理中根据业务需求细分为业务受理、报验查询、样品登记管理、制样登记、样品流转登记、待检样品查询、待检样品批次管理、结果查询、报告查询等细功能。
其中对样品可以进行交叉式数据查询，人员的操作权限划分较细，按岗位与人员进行划分。其主要功能如下：
3.3.1送检管理
包含报价单位管理、送检受理、计费管理、默认送检、送检查询、样品查询、收费管理、送检模板、项目组合九个子模块。
新增检测样品，可以手工录入首次信息，对于送检的单位可以通过查询历史单、报检模板来进行快速、批量受理报验。对于检测项目的选择，具有多种查询选择方式，比如对项目进行打包、可以按项目的名称（标准、类别）进行查询。
计费管理可通过报验单号直接关联到前期的报价单、连接税控机后可直接打印发票。功能可见图3
3.3.2检测管理
包含分样管理、新增前处理、前处理查询、按项目录入、按样品录入、结果复核、新增留样、留样查询等子功能模块。
当接收到样品时根据待检项目内容对样品进行制样、分样，需要进行前处理的样品进行父子二级条码管理，随时可根据条码追溯到样品的检测状态及检测结果，因对样品实行了二级条码管理，保证了样品的有序性。
橡塑制品特有的前处理检测工序，处理时间久，处理参数广泛，SMART LIMS对前处理进行了单独管理，提前在系统中录入前处理条件，通过报验码将前处理条件、设备与后期的检测项目进行关联，并通过LED显示屏实时显示前处理工序的任务进行状态，实现了预警功能。功能见图4
图谱采集：系统会自动采集仪器检测完毕产生的数据，且被检测员标定好的峰值图谱。在图谱存放时，系统可以自动识别是质控样、待测样还是矫正表图谱。如果是质控样和校正表图谱，系统会自动存储到批次信息下面，已被批次信息共享；如果是待测样图谱，系统会自动存储到待测样图谱下。系统可以处理平行样图谱、两条校正曲线的图谱。
数据采集：系统在采集图谱（数据或者报告、曲线页面）时，同时把图谱（数据或者报告、曲线页面）的PDF文件发送到IM服务器，系统会根据预设的规则把检测数据从报告从取出，并回传到实验室管理系统中。对于特殊结果， IM服务器也可以根据预设，转换为特定结果。
结果确认：自动从仪器上采集试验数据，自动录入结果中，根据预先设置检测标准，自动计算各项检测数值，并进行的给了不合格判定，系统会有图标给予醒目提示。对于即将超期或已经超期的信息，系统通过不同颜色予以预警。在录入界面会显示待处理的项目总数和样品总数，对于检测员工作的安排提供直接依据。支持把符合条件的所有数据导出Excel。 原始记录单生成：生成和审核原始记录单的时候，可以自动对文件进行电子签名。在查看原始记录单时，可以同时查看从仪器端获取到的待测样图谱和公共图谱.
3.3.3报告管理
用Open Office作为自动生成检测报告的解决方案。根据不同客户提前制定好报告模板，LIMS会自动把客户信息、样品信息、检测信息等现关信息填充到文档中。在实际编制报告时，可以对报告的美观样式进行调整。实验室管理系统可以自动存储不同状态下的检测报告，用来索源。系统在处理报告时，提供了批处理功能，如批拟稿、批审核、批签发和批打印。批签发时，系统会自动把签发人的电子签名写入系统；批打印报告时，系统可以设批打印首页和批打印其他页的功能。
3.3.4数据维护
检测标准维护
可以按照实验室要求建立各类国家检测标准，在原始化验单和报告中自动根据站点数据进行评价。
建立检测标准档案。
对检测结果的判定的维护
检测项目维护：可以方便设置化验项目所用分析方法的基本参数、参数间关系、参数的上下限值、参数单位、参数计算公式、参数的有效位数、参数修约规则等内容以及检测项目的判定规则、预警规则等。
检测项目参数维护中，提供了大量批量修改功能，也提供了导出EXCEL功能。对于暂时未使用的项目，可以暂停。
单位转换维护：为达到自动修约功能，建立每个单位之间的转换关系。
节假日管理：自动计算检测周期，可以通过节假日的管理实现。节假日管理，可以把工作日变为休息日；也可以把休息日变为工作日。对于周期性休息日，可以设为每年重复。
3.3.5设备管理
建立实验室仪器设备基本档案，记录仪器维护、校准、修理、零部件等信息。也包括仪器集成的基本参数配置。通过扩展开发，仪器管理内容还可包括仪器到货验收记录、仪器设备启用登记、仪器设备故障登记、仪器设备检修记录、巡检记录和仪器设备报废登记等；可以对仪器的校准日期、校准间隔、维护日期、维护间隔进行管理，当需要校准或维护时，系统会自动通过系统及现场LED显示屏提醒相关人员。
3.3.6质量管理
采用审计功能来实现对系统数据（原始记录单、检测报告、样品信息等）修改情况进行跟踪，可以把样品检测流程进行还原，每一步都有记录。系统中的任何数据只要设置了审计功能，该数据在修改时系统就会自动记录下来什么人什么时候进行了修改，并且要求用户说明修改的原因。
质量控制：实验室管理系统包含有质量控制批管理工具。这个工具允许用户标示批中的样品，已做的测试及将用作QC样品的样品。当标示完毕后，用户可以按批输入QC数据的分析结果。系统将自动进行规格检查，并标示出不合规格的结果。异常的结果将自动报告给相关的管理人员。在结果确认时，QA管理人员可以对样品，测试项目以及QC数据进行审核。软件允许用户随时创建实验室所需的控制图。
简单的质控图可以通过查询统计功能实现。
质量抱怨：质量投诉管理把客户的信息反馈给质量管理部门，质量管理部门根据情况进行处理，并将处理后的结果反馈给抱怨部门。
3.7公务管理
可在内部平台进行实时沟通，邮件收发管理，可按部门划分为系统通知、中心通知、部门通知三类，实现通知阅读的范围管理，未读通知，系统会在一登陆时，明细提示。按照日期管理自己的工作安排，或者常用提醒。在首页会自动显示未来三天内的日程信息。
3.8查询统计
组合查询：通过配置“显示字段”、“查询条件”、和“排序字段”进行组合查询；在查询条件配置中，提供了输入、选择等多种方式；对于查询结果，如果超过300行，会直接导出到Excel中，对未超过300行的结果；会直接显示在网页中，同时也支持Excel的导出个功能。
自定义查询：对于高级用户，系统支持直接输入SQL语句进行查询统计。
固定报表：对于周期性强且相对固定报表，系统可以直接当作模板维护进去，输出方式可以是 word、 excel和pdf等对于固定报表，系统支持指定时间让自动运行查询，并自动发送到相关者的系统邮箱内。
3.9系统维护
具备多层组织机构、人员基本信息、权限管理等管理功能可根据岗位、角色进行交叉授权，保证了操作的安全性能；
4 应用效果
LIMS实施后，中心实验室分析检测工作情部有了较大改善，如表1所示
5 结论
通过LIMS的实施应用，规范了检测业务流程、提高分析速度和分析质量，优化实验方法，确保分析检验结论的准确性，加快质量信息的传递和资料的保存，充分利用仪器资源和人力资源，实现了大部分联网仪器的数据自动采集。降低了手工管理的工作量，提高了统计效率，并可随时灵活的分析各种统计结果。极大的提升了中心实验室的管理能力和检测、校准水平，缩短检测样品的周期，减少检测成本，提高工作效率，降低人工成本；通过实验室业务流程管理、事务管理，监控样品生产周期，实现实验室业务流程信息化，并为客户提供客观、公正、及时准确的专业分析服务。
参考文献：
[1] 崔学坤.LIMS针对检测实验室检测可溯源性的应用与研究[J].微型电脑应用，2012，28（8）：47-50.