實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)在糧油企業(yè)的應(yīng)用

譚 磊，劉杲華，盧偉東，陳 磊

（中糧黃海糧油工業(yè)（山東）有限公司，山東日照 276808）

實(shí)驗(yàn)室信息系統(tǒng)管理軟件（Laboratory Information Management System，LIMS）從20世紀(jì)60年代發(fā)展至今，借助計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用，已實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集、處理、分析以及相關(guān)實(shí)驗(yàn)室管理信息的網(wǎng)絡(luò)化[1]。在發(fā)達(dá)國(guó)家，LIMS被普遍應(yīng)用于制藥、石油、化工、環(huán)保、供水、醫(yī)療、采礦、商檢、電力及教育和科研單位等行業(yè)，并取得了可觀的收益[2]。我國(guó)的實(shí)驗(yàn)室信息管理研究從20世紀(jì)80年代開始起步，基本上采用的是學(xué)習(xí)、緊跟國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的方法[1]。進(jìn)入21世紀(jì)以來，實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)發(fā)展迅速，基于Internet技術(shù)的新產(chǎn)品開始得到廣泛應(yīng)用，用戶可以方便地利用移動(dòng)客戶端等無線設(shè)備隨時(shí)掌握實(shí)驗(yàn)室的信息，為實(shí)驗(yàn)室管理人員提供了極大的便利[3]。實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)政府和第三方檢驗(yàn)、藥品檢驗(yàn)行業(yè)都有了較廣泛的應(yīng)用，但在食品行業(yè)特別是糧油行業(yè)應(yīng)用相對(duì)較少[4]。本文通過總結(jié)糧油企業(yè)實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)的建設(shè)過程和關(guān)注點(diǎn)，為糧油行業(yè)實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)的建立提供經(jīng)驗(yàn)參考。

1 LIMS系統(tǒng)的建設(shè)依據(jù)

中糧黃海糧油工業(yè)（山東）有限公司采用的實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)供應(yīng)商為山東滬康信息科技有限公司，LIMS系統(tǒng)的建設(shè)是以《檢測(cè)和校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室能力的通用要求》（ISO/IEC17025：2017）為基礎(chǔ)，以ASTM E1578-93和實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量管理體系為設(shè)計(jì)依據(jù)，結(jié)合了 GB/T 15481—2000、CNAS—CL01：2006等規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)及準(zhǔn)則，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)，將實(shí)驗(yàn)室的業(yè)務(wù)流程和資源等以合理方式進(jìn)行管理[5]。

2 LIMS系統(tǒng)框架

按照糧油加工企業(yè)質(zhì)量管理的相關(guān)要求和特點(diǎn)，質(zhì)量信息管理系統(tǒng)框架主要為系統(tǒng)基礎(chǔ)平臺(tái)、檢驗(yàn)業(yè)務(wù)流程管理和實(shí)驗(yàn)室資源管理3層結(jié)構(gòu)，如圖1所示。

圖1 質(zhì)量信息管理系統(tǒng)架構(gòu)

2.1 系統(tǒng)基礎(chǔ)平臺(tái)

系統(tǒng)基礎(chǔ)平臺(tái)是LIMS系統(tǒng)的基本模塊，其通過連接實(shí)驗(yàn)室內(nèi)各類儀器設(shè)備，實(shí)現(xiàn)儀器的檢驗(yàn)結(jié)果自動(dòng)傳輸至系統(tǒng)中，再憑借計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的計(jì)算、匯總和分析，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)的全面管理，有效提升實(shí)驗(yàn)室的自動(dòng)化管理水平[6]。實(shí)驗(yàn)室信息管理各子系統(tǒng)具體介紹如下。

2.1.1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

基礎(chǔ)數(shù)據(jù)板塊是系統(tǒng)正常開展運(yùn)行的根本，涵蓋檢測(cè)項(xiàng)目、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、采樣點(diǎn)管理和方案管理等信息，見圖2。將產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、取樣頻次、取樣方案、需檢測(cè)項(xiàng)目的固定信息、供應(yīng)商的信息等全部提前錄入系統(tǒng)，后期系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)可直接調(diào)用，將手寫記錄轉(zhuǎn)化為電子版，將各種模板、標(biāo)準(zhǔn)以信息方式存入系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)一次性錄入，無限制使用。

圖2 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理內(nèi)容

2.1.2 用戶管理

主要用于注冊(cè)用戶賬號(hào)、系統(tǒng)登錄、維護(hù)基本信息、定義角色等，用戶的電子簽章和人臉識(shí)別在此處錄入，檢測(cè)記錄和報(bào)告審批可直接調(diào)用電子簽章，用戶可通過掃碼快速自動(dòng)登錄系統(tǒng)，無需單獨(dú)錄入賬號(hào)和密碼[7]。

2.1.3 角色管理

創(chuàng)建用戶的角色，系統(tǒng)支持一個(gè)用戶多個(gè)角色。系統(tǒng)在角色管理模塊中可以設(shè)置每一個(gè)角色或用戶能夠進(jìn)入的各功能模塊，并細(xì)化到使用模塊中各功能都必須經(jīng)過授權(quán)。系統(tǒng)化繁為簡(jiǎn)，簡(jiǎn)單易用，授權(quán)功能自由開關(guān)，根據(jù)個(gè)性需求，自由調(diào)整流程，靈活定義，經(jīng)角色授權(quán)后，每一用戶在控制臺(tái)能看到的只有自己角色范圍內(nèi)的功能模塊，分類管理系統(tǒng)信息，維護(hù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的安全性。

2.1.4 工作流配置

系統(tǒng)支持工作流，用戶可通過配置實(shí)現(xiàn)流程的變化，如增加或減少工作流程或制定不同的用戶或角色。

2.2 檢驗(yàn)業(yè)務(wù)流程管理

檢測(cè)業(yè)務(wù)是LIMS系統(tǒng)應(yīng)用頻率最高、覆蓋數(shù)據(jù)量最大的板塊，在基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的支持下，通過該板塊的操作，實(shí)現(xiàn)了檢測(cè)記錄電子化、檢驗(yàn)報(bào)告自動(dòng)合成和審批、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和變化趨勢(shì)圖生成等功能，系統(tǒng)檢測(cè)流程如圖3所示。子系統(tǒng)主要包括以下功能。

圖3 系統(tǒng)檢測(cè)流程

2.2.1 樣品登錄

對(duì)待取樣、待檢測(cè)樣品進(jìn)行登記，用戶可根據(jù)實(shí)際需求將樣品分為原料樣品、輔料樣品、過程樣品、環(huán)境樣品和包材樣品等，從項(xiàng)目庫(kù)中選擇檢驗(yàn)項(xiàng)目或從項(xiàng)目模板庫(kù)中選擇標(biāo)準(zhǔn)對(duì)應(yīng)項(xiàng)目模板，支持打印二維碼或條形碼樣式的樣品標(biāo)簽，標(biāo)簽可掃碼查看信息。

2.2.2 任務(wù)分配

通過預(yù)設(shè)方式自動(dòng)分配任務(wù)至相應(yīng)檢測(cè)崗位，同時(shí)支持手工方式進(jìn)行檢驗(yàn)任務(wù)的分配。在企業(yè)實(shí)驗(yàn)室中，若取樣和檢測(cè)人員相對(duì)固定，人員無需進(jìn)行細(xì)化工作內(nèi)容分配，該功能主要配合用戶角色權(quán)限開展檢測(cè)流程。

2.2.3 結(jié)果錄入和計(jì)算

系統(tǒng)支持從儀器中自動(dòng)采集檢驗(yàn)結(jié)果，檢驗(yàn)結(jié)果類型包括數(shù)字、字符、附件圖片等。支持結(jié)果的處理，包括修約、計(jì)算、判定等，對(duì)于無法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)采集的數(shù)據(jù)，支持手工方式的結(jié)果錄入，錄入可在PC端，也可通過平板電腦實(shí)現(xiàn)，不合格數(shù)據(jù)可通過改變顏色和信息推送通知到響應(yīng)角色。

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)信息傳輸技術(shù)以及信息管理技術(shù)的日漸成熟，實(shí)驗(yàn)室業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)處理以及實(shí)驗(yàn)室事務(wù)管理進(jìn)入了一個(gè)全新發(fā)展模式。昔日的手工計(jì)算效率極其低下，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的手工處理也存在人工失誤，降低了檢測(cè)結(jié)果的精確性，系統(tǒng)通過自動(dòng)計(jì)算完美實(shí)現(xiàn)了替代。

2.2.4 結(jié)果審核

通過工作流程設(shè)置可實(shí)現(xiàn)不同級(jí)別的檢測(cè)結(jié)果審核，審核結(jié)果時(shí)可對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)核查看，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)異?；蝈e(cuò)誤具備回退功能，審核過程通過電子簽名保障數(shù)據(jù)操作安全。

2.2.5 報(bào)告編制

編制人可在線編制報(bào)告，查詢檢驗(yàn)進(jìn)度，自動(dòng)生成結(jié)論，合成原始記錄，原始記錄涵蓋采樣、設(shè)備、檢驗(yàn)員等信息，對(duì)于多字符文字判定的檢測(cè)結(jié)果可增加手動(dòng)判定，識(shí)別不易識(shí)別的字符，靈活掌握。

2.2.6 報(bào)告審核

通過工作流程設(shè)置可實(shí)現(xiàn)不同級(jí)別和權(quán)限的報(bào)告審核，審核報(bào)告時(shí)可對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)核查看，發(fā)現(xiàn)異常或者錯(cuò)誤具備回退功能，審核過程通過電子簽名保障數(shù)據(jù)操作安全。

2.2.7 報(bào)告發(fā)放

系統(tǒng)同時(shí)生成PDF版本的電子報(bào)告歸檔，分用戶報(bào)告和完整報(bào)告，完整報(bào)告包含原始記錄、流轉(zhuǎn)單、委托單等附件。通過接口將LIMS系統(tǒng)和一卡通系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)，檢驗(yàn)報(bào)告可由LIMS系統(tǒng)直接推送到檢驗(yàn)報(bào)告系統(tǒng)。在發(fā)貨時(shí)定義好發(fā)貨罐號(hào)后，提貨司機(jī)通過刷卡可實(shí)現(xiàn)一鍵索取對(duì)應(yīng)的檢驗(yàn)報(bào)告，實(shí)現(xiàn)發(fā)貨隨車檢驗(yàn)報(bào)告的智能化派送，提高效率，提升客戶滿意度。

2.2.8 統(tǒng)計(jì)分析

LIMS系統(tǒng)在實(shí)驗(yàn)室運(yùn)行一段時(shí)間后，隨著檢測(cè)數(shù)據(jù)的積累，系統(tǒng)內(nèi)存儲(chǔ)了大量的檢測(cè)數(shù)據(jù)，依據(jù)物料名稱、具體指標(biāo)、時(shí)間段、供應(yīng)商等關(guān)鍵字的篩選系統(tǒng)能夠?qū)@些數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，可以看到篩選區(qū)間內(nèi)數(shù)據(jù)的變化趨勢(shì)圖，結(jié)合生產(chǎn)加工工藝參數(shù)和原料品質(zhì)，能系統(tǒng)分析加工產(chǎn)品的質(zhì)量，便于開展大數(shù)據(jù)分析，其中豆粕粗纖維變化趨勢(shì)圖如圖4所示。

圖4 豆粕粗纖維變化趨勢(shì)圖

2.2.9 數(shù)據(jù)展示

通過LED屏幕可將主要數(shù)據(jù)在屏幕進(jìn)行展示，如榨油車間水分、蛋白，精煉車間酸值、色澤，化學(xué)品的庫(kù)存和出庫(kù)情況、在崗人員有效工作量等，并根據(jù)需要以柱狀圖、折線圖等圖表進(jìn)行呈現(xiàn)，便于數(shù)據(jù)的快速查看和應(yīng)用，同時(shí)可以起到很好的提示和宣傳效果，LED屏幕展示示例如圖5所示。

圖5 LED屏幕展示示例圖

2.3 實(shí)驗(yàn)室資源管理

2.3.1 人員管理

實(shí)驗(yàn)室人員基本信息管理可將用戶的各類基礎(chǔ)信息維護(hù)入系統(tǒng)，涵蓋學(xué)歷、培訓(xùn)、榮譽(yù)、工作經(jīng)歷、論文專利、職稱和科研專題項(xiàng)目等，另外檢測(cè)項(xiàng)目授權(quán)和設(shè)備使用授權(quán)也可以在用戶管理中完成。在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部管理上，人員每日工作量可以通過和檢測(cè)項(xiàng)目關(guān)聯(lián)，以提前預(yù)設(shè)的檢測(cè)時(shí)間為依據(jù)，結(jié)合每日開展的試驗(yàn)數(shù)量統(tǒng)計(jì)當(dāng)日工作量，當(dāng)日有效工作時(shí)間體現(xiàn)在大屏上，方便管理層依據(jù)工作量對(duì)員工當(dāng)日工作開展考核，實(shí)現(xiàn)人力效能管理。

2.3.2 儀器管理

可建立儀器設(shè)備檔案庫(kù)，信息包括儀器編號(hào)（出廠序列號(hào)）、儀器名稱、儀器類型、規(guī)格型號(hào)、生產(chǎn)廠家、精密度、購(gòu)置日期、儀器責(zé)任人、放置地點(diǎn)、使用狀態(tài)（正常、停用、報(bào)廢等，以不同色彩表示儀器狀態(tài)）和檢定/校準(zhǔn)信息等；儀器維護(hù)、期間核查、檢定記錄和日常使用記錄管理實(shí)現(xiàn)電子化，可以把儀器的說明書、作業(yè)指導(dǎo)書等作為附件鏈接到系統(tǒng)中。

2.3.3 化學(xué)品和標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)管理

對(duì)化學(xué)品和標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行管理登記，基本信息包括名稱、批號(hào)、來源、證書信息、使用說明、有效期限和庫(kù)存量等，并對(duì)其使用情況進(jìn)行管理，記錄領(lǐng)用人、領(lǐng)用量等信息，并提供超限量值的預(yù)警提示。

2.3.4 質(zhì)量管理

質(zhì)量管理板塊主要針對(duì)質(zhì)量不合格和內(nèi)審不合格等涉及的異常情況進(jìn)行處理，涵蓋質(zhì)量控制、評(píng)審控制、內(nèi)審計(jì)劃、內(nèi)部質(zhì)量控制和不合格處理流程等信息，能有效和實(shí)驗(yàn)室管理做好產(chǎn)品質(zhì)量控制和體系管理的對(duì)接。

2.3.5 文件管理

將現(xiàn)有體系文件分類上傳，在用版本和作廢版本有效區(qū)分，不同體系文件分類存放，方便查詢和應(yīng)用。

2.3.6 培訓(xùn)管理

將培訓(xùn)課件上傳到系統(tǒng)，參訓(xùn)人可通過賬號(hào)調(diào)用電子簽章實(shí)施登錄簽字，個(gè)人學(xué)習(xí)記錄將自行歸檔到個(gè)人信息中，無需再次統(tǒng)計(jì)，系統(tǒng)支持線上對(duì)培訓(xùn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。

2.3.7 環(huán)境管理

通過系統(tǒng)在線記錄實(shí)驗(yàn)室的溫濕度信息，通過與實(shí)驗(yàn)室每個(gè)房間的溫濕度氣壓監(jiān)測(cè)儀的系統(tǒng)進(jìn)行集成，將實(shí)驗(yàn)室的溫度、濕度、氣壓等信息采集到系統(tǒng)中，可進(jìn)行實(shí)時(shí)查看，并可引用到原始記錄與報(bào)告中，并根據(jù)用戶設(shè)定的最高溫、最低溫限制，進(jìn)行預(yù)警提示，對(duì)超過預(yù)警的數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，相關(guān)示例如圖6所示。

圖6 溫濕度信息示例圖

2.3.8 樣品管理

通過系統(tǒng)管理留樣樣品、檢驗(yàn)樣品和檢驗(yàn)余樣。留樣信息包括樣品名稱、樣品批次、樣品狀態(tài)（已檢，待檢）、留樣時(shí)間、地點(diǎn)、貯存條件、留樣期限、留樣數(shù)量和留樣人等。系統(tǒng)可提前提醒留樣到期日期，并可以記錄留樣的處置方式、處理程序等。系統(tǒng)提供留樣批量處置的功能，并在處置完成后記錄處置時(shí)間、處置人、處置方式等信息。

3 結(jié)語

糧油行業(yè)實(shí)驗(yàn)室通過信息化系統(tǒng)的建立，有助于實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)無紙化辦公、信息化管理和自動(dòng)化運(yùn)行，能大幅提升實(shí)驗(yàn)室的整體工作效率。系統(tǒng)同時(shí)能夠提高檢測(cè)計(jì)算效率、數(shù)據(jù)可靠性、時(shí)效性和操作規(guī)范性，并通過替代手工計(jì)算有效降低檢驗(yàn)報(bào)告中各類數(shù)據(jù)錯(cuò)誤的發(fā)生概率，在保持最低運(yùn)行成本的情況下獲取最大的經(jīng)濟(jì)效益。LIMS系統(tǒng)以其自身強(qiáng)大的功能，將實(shí)驗(yàn)室的人、機(jī)、料、法、環(huán)全流程管理有效整合，實(shí)現(xiàn)報(bào)表自動(dòng)生成、數(shù)據(jù)自動(dòng)統(tǒng)計(jì)分析、信息自動(dòng)推送、檢驗(yàn)過程智慧監(jiān)控，對(duì)于現(xiàn)代化企業(yè)的實(shí)驗(yàn)室管理具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。