實驗室信息管理系統在糧油企業的應用

譚 磊，劉杲華，盧偉東，陳 磊

（中糧黃海糧油工業（山東）有限公司，山東日照 276808）

實驗室信息系統管理軟件（Laboratory Information Management System，LIMS）從20世紀60年代發展至今，借助計算機網絡技術的應用，已實現了數據采集、處理、分析以及相關實驗室管理信息的網絡化[1]。在發達國家，LIMS被普遍應用于制藥、石油、化工、環保、供水、醫療、采礦、商檢、電力及教育和科研單位等行業，并取得了可觀的收益[2]。我國的實驗室信息管理研究從20世紀80年代開始起步，基本上采用的是學習、緊跟國外先進技術的方法[1]。進入21世紀以來，實驗室信息管理系統發展迅速，基于Internet技術的新產品開始得到廣泛應用，用戶可以方便地利用移動客戶端等無線設備隨時掌握實驗室的信息，為實驗室管理人員提供了極大的便利[3]。實驗室信息管理系統在國內政府和第三方檢驗、藥品檢驗行業都有了較廣泛的應用，但在食品行業特別是糧油行業應用相對較少[4]。本文通過總結糧油企業實驗室信息管理系統的建設過程和關注點，為糧油行業實驗室信息管理系統的建立提供經驗參考。

1 LIMS系統的建設依據

中糧黃海糧油工業（山東）有限公司采用的實驗室信息管理系統供應商為山東滬康信息科技有限公司，LIMS系統的建設是以《檢測和校準實驗室能力的通用要求》（ISO/IEC17025：2017）為基礎，以ASTM E1578-93和實驗室質量管理體系為設計依據，結合了 GB/T 15481—2000、CNAS—CL01：2006等規范標準及準則，結合網絡化技術，將實驗室的業務流程和資源等以合理方式進行管理[5]。

2 LIMS系統框架

按照糧油加工企業質量管理的相關要求和特點，質量信息管理系統框架主要為系統基礎平臺、檢驗業務流程管理和實驗室資源管理3層結構，如圖1所示。

圖1 質量信息管理系統架構

2.1 系統基礎平臺

系統基礎平臺是LIMS系統的基本模塊，其通過連接實驗室內各類儀器設備，實現儀器的檢驗結果自動傳輸至系統中，再憑借計算機技術實現數據的計算、匯總和分析，從而實現對實驗室數據的全面管理，有效提升實驗室的自動化管理水平[6]。實驗室信息管理各子系統具體介紹如下。

2.1.1 基礎數據

基礎數據板塊是系統正常開展運行的根本，涵蓋檢測項目、質量標準、采樣點管理和方案管理等信息，見圖2。將產品質量標準、取樣頻次、取樣方案、需檢測項目的固定信息、供應商的信息等全部提前錄入系統，后期系統運行時可直接調用，將手寫記錄轉化為電子版，將各種模板、標準以信息方式存入系統，實現一次性錄入，無限制使用。

圖2 基礎數據管理內容

2.1.2 用戶管理

主要用于注冊用戶賬號、系統登錄、維護基本信息、定義角色等，用戶的電子簽章和人臉識別在此處錄入，檢測記錄和報告審批可直接調用電子簽章，用戶可通過掃碼快速自動登錄系統，無需單獨錄入賬號和密碼[7]。

2.1.3 角色管理

創建用戶的角色，系統支持一個用戶多個角色。系統在角色管理模塊中可以設置每一個角色或用戶能夠進入的各功能模塊，并細化到使用模塊中各功能都必須經過授權。系統化繁為簡，簡單易用，授權功能自由開關，根據個性需求，自由調整流程，靈活定義，經角色授權后，每一用戶在控制臺能看到的只有自己角色范圍內的功能模塊，分類管理系統信息，維護系統數據的安全性。

2.1.4 工作流配置

系統支持工作流，用戶可通過配置實現流程的變化，如增加或減少工作流程或制定不同的用戶或角色。

2.2 檢驗業務流程管理

檢測業務是LIMS系統應用頻率最高、覆蓋數據量最大的板塊，在基礎數據的支持下，通過該板塊的操作，實現了檢測記錄電子化、檢驗報告自動合成和審批、基礎數據統計和變化趨勢圖生成等功能，系統檢測流程如圖3所示。子系統主要包括以下功能。

圖3 系統檢測流程

2.2.1 樣品登錄

對待取樣、待檢測樣品進行登記，用戶可根據實際需求將樣品分為原料樣品、輔料樣品、過程樣品、環境樣品和包材樣品等，從項目庫中選擇檢驗項目或從項目模板庫中選擇標準對應項目模板，支持打印二維碼或條形碼樣式的樣品標簽，標簽可掃碼查看信息。

2.2.2 任務分配

通過預設方式自動分配任務至相應檢測崗位，同時支持手工方式進行檢驗任務的分配。在企業實驗室中，若取樣和檢測人員相對固定，人員無需進行細化工作內容分配，該功能主要配合用戶角色權限開展檢測流程。

2.2.3 結果錄入和計算

系統支持從儀器中自動采集檢驗結果，檢驗結果類型包括數字、字符、附件圖片等。支持結果的處理，包括修約、計算、判定等，對于無法實現自動采集的數據，支持手工方式的結果錄入，錄入可在PC端，也可通過平板電腦實現，不合格數據可通過改變顏色和信息推送通知到響應角色。

隨著計算機技術、網絡信息傳輸技術以及信息管理技術的日漸成熟，實驗室業務數據處理以及實驗室事務管理進入了一個全新發展模式。昔日的手工計算效率極其低下，實驗數據的手工處理也存在人工失誤，降低了檢測結果的精確性，系統通過自動計算完美實現了替代。

2.2.4 結果審核

通過工作流程設置可實現不同級別的檢測結果審核，審核結果時可對原始數據進行復核查看，發現數據異常或錯誤具備回退功能，審核過程通過電子簽名保障數據操作安全。

2.2.5 報告編制

編制人可在線編制報告，查詢檢驗進度，自動生成結論，合成原始記錄，原始記錄涵蓋采樣、設備、檢驗員等信息，對于多字符文字判定的檢測結果可增加手動判定，識別不易識別的字符，靈活掌握。

2.2.6 報告審核

通過工作流程設置可實現不同級別和權限的報告審核，審核報告時可對原始數據進行復核查看，發現異常或者錯誤具備回退功能，審核過程通過電子簽名保障數據操作安全。

2.2.7 報告發放

系統同時生成PDF版本的電子報告歸檔，分用戶報告和完整報告，完整報告包含原始記錄、流轉單、委托單等附件。通過接口將LIMS系統和一卡通系統相關聯，檢驗報告可由LIMS系統直接推送到檢驗報告系統。在發貨時定義好發貨罐號后，提貨司機通過刷卡可實現一鍵索取對應的檢驗報告，實現發貨隨車檢驗報告的智能化派送，提高效率，提升客戶滿意度。

2.2.8 統計分析

LIMS系統在實驗室運行一段時間后，隨著檢測數據的積累，系統內存儲了大量的檢測數據，依據物料名稱、具體指標、時間段、供應商等關鍵字的篩選系統能夠對這些數據進行統計和分析，可以看到篩選區間內數據的變化趨勢圖，結合生產加工工藝參數和原料品質，能系統分析加工產品的質量，便于開展大數據分析，其中豆粕粗纖維變化趨勢圖如圖4所示。

圖4 豆粕粗纖維變化趨勢圖

2.2.9 數據展示

通過LED屏幕可將主要數據在屏幕進行展示，如榨油車間水分、蛋白，精煉車間酸值、色澤，化學品的庫存和出庫情況、在崗人員有效工作量等，并根據需要以柱狀圖、折線圖等圖表進行呈現，便于數據的快速查看和應用，同時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 實驗室資源管理

2.3.1 人員管理

實驗室人員基本信息管理可將用戶的各類基礎信息維護入系統，涵蓋學歷、培訓、榮譽、工作經歷、論文專利、職稱和科研專題項目等，另外檢測項目授權和設備使用授權也可以在用戶管理中完成。在實驗室內部管理上，人員每日工作量可以通過和檢測項目關聯，以提前預設的檢測時間為依據，結合每日開展的試驗數量統計當日工作量，當日有效工作時間體現在大屏上，方便管理層依據工作量對員工當日工作開展考核，實現人力效能管理。

2.3.2 儀器管理

可建立儀器設備檔案庫，信息包括儀器編號（出廠序列號）、儀器名稱、儀器類型、規格型號、生產廠家、精密度、購置日期、儀器責任人、放置地點、使用狀態（正常、停用、報廢等，以不同色彩表示儀器狀態）和檢定/校準信息等；儀器維護、期間核查、檢定記錄和日常使用記錄管理實現電子化，可以把儀器的說明書、作業指導書等作為附件鏈接到系統中。

2.3.3 化學品和標準物質管理

對化學品和標準物質進行管理登記，基本信息包括名稱、批號、來源、證書信息、使用說明、有效期限和庫存量等，并對其使用情況進行管理，記錄領用人、領用量等信息，并提供超限量值的預警提示。

2.3.4 質量管理

質量管理板塊主要針對質量不合格和內審不合格等涉及的異常情況進行處理，涵蓋質量控制、評審控制、內審計劃、內部質量控制和不合格處理流程等信息，能有效和實驗室管理做好產品質量控制和體系管理的對接。

2.3.5 文件管理

將現有體系文件分類上傳，在用版本和作廢版本有效區分，不同體系文件分類存放，方便查詢和應用。

2.3.6 培訓管理

將培訓課件上傳到系統，參訓人可通過賬號調用電子簽章實施登錄簽字，個人學習記錄將自行歸檔到個人信息中，無需再次統計，系統支持線上對培訓進行評價。

2.3.7 環境管理

通過系統在線記錄實驗室的溫濕度信息，通過與實驗室每個房間的溫濕度氣壓監測儀的系統進行集成，將實驗室的溫度、濕度、氣壓等信息采集到系統中，可進行實時查看，并可引用到原始記錄與報告中，并根據用戶設定的最高溫、最低溫限制，進行預警提示，對超過預警的數據進行記錄，相關示例如圖6所示。

圖6 溫濕度信息示例圖

2.3.8 樣品管理

通過系統管理留樣樣品、檢驗樣品和檢驗余樣。留樣信息包括樣品名稱、樣品批次、樣品狀態（已檢，待檢）、留樣時間、地點、貯存條件、留樣期限、留樣數量和留樣人等。系統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。系統提供留樣批量處置的功能，并在處置完成后記錄處置時間、處置人、處置方式等信息。

3 結語

糧油行業實驗室通過信息化系統的建立，有助于實驗室實現無紙化辦公、信息化管理和自動化運行，能大幅提升實驗室的整體工作效率。系統同時能夠提高檢測計算效率、數據可靠性、時效性和操作規范性，并通過替代手工計算有效降低檢驗報告中各類數據錯誤的發生概率，在保持最低運行成本的情況下獲取最大的經濟效益。LIMS系統以其自身強大的功能，將實驗室的人、機、料、法、環全流程管理有效整合，實現報表自動生成、數據自動統計分析、信息自動推送、檢驗過程智慧監控，對于現代化企業的實驗室管理具有十分重要的現實意義。