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實驗室信息管理系統(tǒng)使用現(xiàn)狀及發(fā)展探討

文檔作者：熊貝貝, 丁晶, 梁通雯, 林燕奎*, 喬彬文檔來源：深圳出入境檢驗檢疫局食品檢驗檢疫技術(shù)中心深圳市食品安全檢測技術(shù)研發(fā)重點實驗室,		點擊數(shù)：	更新時間： 2025年07月02日
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上一篇：食品安全抽檢監(jiān)測工作相關(guān)問題初探

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第5 卷第 11 期食 品安全質(zhì)量檢測學(xué)報Vol. 5 No. 11
2014 年11 月Journal of Food Safety and Quality Nov. , 2014
基金項目: 國家質(zhì)檢總局科技計劃基金項目(2014IK145)、深圳檢驗檢疫局科技計劃項目(SZ2014223)
Fund: Supported by the Scientific and Technological Project of the General Administration of Quality Supervision, Inspection and Quarantine of
the People's Republic of China (2014IK145) and the Science and Technology Fund of CIQ-Shenzhen (SZ2014223)
*通訊作者: 林燕奎, 副主任技師, 主要研究方向為食品安全檢測與實驗室信息化研究。E-mail: 247580680@qq.com
*Corresponding author: LIN Yan-Kui, Associate Chief Technician, Food Inspection Center of Shenzhen Entry-Exit Inspection &amp;amp; Quarantine
Bureau, Room 1313, CIQ Building A, 1011, Fuqiang Road, Futian District, Shenzhen 518045, China. E-mail: 247580680@qq.com
實驗室信息管理系統(tǒng)使用現(xiàn)狀及發(fā)展探討
熊貝貝, 丁晶, 梁通雯, 林燕奎*, 喬彬
(深圳出入境檢驗檢疫局食品檢驗檢疫技術(shù)中心深圳市食品安全檢測技術(shù)研發(fā)重點實驗室, 深圳 518045)
摘要: 實驗室信息管理系統(tǒng)(laboratory information management system, LIMS)出現(xiàn)于二十世紀七十年代末。
經(jīng)過三十多年的發(fā)展, LIMS 從最初實現(xiàn)的流程管理、數(shù)據(jù)存儲等簡單功能, 發(fā)展到目前涵蓋實驗室管理體系各
個方面的自動化、信息化系統(tǒng), 無論在設(shè)計思路, 技術(shù)手段等方面都有巨大的進步, 從根本上規(guī)范了實驗室的
業(yè)務(wù)流程, 提高了運行效率, 節(jié)省了投入成本。今后, LIMS 將利用信息技術(shù)優(yōu)勢, 通過實現(xiàn)系統(tǒng)高度集成、數(shù)
據(jù)移動處理、智能分析等手段, 朝著更加專業(yè)化、智能化的方向發(fā)展, 逐漸完善成為一個功能完備的復(fù)雜系統(tǒng)。
本文介紹了LIMS 的發(fā)展概況與國內(nèi)目前的使用現(xiàn)狀, 同時根據(jù)國內(nèi)LIMS 的應(yīng)用情況剖析了存在問題, 并著
重就LIMS 今后的發(fā)展努力方向提出相關(guān)建議。
關(guān)鍵詞: 實驗室; 數(shù)字化; 信息化; 自動化; 系統(tǒng)
Research on current application status and development of laboratory info
rmation management system
XIONG Bei-Bei, DING Jing, LIANG Tong-Wen, LIN Yan-Kui*, QIAO Bin
(Shenzhen Key Laboratory of Detection Technology R &amp;amp; D on Food Safety, Food Inspection and Quarantine Center, Shenzhen
Entry-Exit Inspection and Quarantine Bureau, Shenzhen 518045, China)
ABSTRACT: Laboratory information management system (LIMS) was created in the late 1970s. Over 30
years development, LIMS has developed from primary process management, data storage and other simple
functions, to an advanced laboratory management system which include all aspects of automation and information
system. The system has made a great progress either on design or techniques, fundamentally standardized
the operation process, improved operating efficiency, and decreased the invesment cost. In future,
LIMS will develop into a professional, intelligent, and full-featured systems through realization of highly
integrated systems, mobile data processing, and intelligent analysis based on advanced information technology.
This article describes the development situation of LIMS and current domestic situation, at the same
time analyzes the problems according to the application situation of domestic LIMS, and gives an emphasis
on related comments and suggestions on the future development direction of LIMS.
KEY WORDS: laboratory; digitization; information; automation; system
3510 食品安全質(zhì)量檢測學(xué)報第 5 卷
1 引 言
實驗室信息管理系統(tǒng)(laboratory information management
system, LIMS)是運用計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、快速數(shù)據(jù)處
理技術(shù)、數(shù)據(jù)存儲技術(shù)等對實驗室進行全方位管理的計算
機軟、硬件系統(tǒng)。通過它, 實驗室可以達到數(shù)據(jù)自動化運
行、信息化規(guī)范管理和業(yè)務(wù)無紙化的目的, 對規(guī)范實驗室
業(yè)務(wù)流程、提高工作效率、降低運行成本起到至關(guān)重要的
作用[1,2]。LIMS 適用于檢驗、檢疫、石油、化工、制藥、
環(huán)保、供水、醫(yī)療、采礦、冶金、海關(guān)、煙草、釀酒、飲
料、食品、電力及教育和科研單位等各行業(yè)的分析測試實
驗室[3,4]。
LIMS 作為實驗室信息化、自動化運行基礎(chǔ)中最核心
的系統(tǒng), 在誕生的三十多年來, 隨著檢測儀器自動化程度、
實驗室人員設(shè)備規(guī)模及檢測數(shù)據(jù)處理能力的提高而逐步發(fā)
展, 在全世界范圍內(nèi)取得了令人驚嘆的技術(shù)進展和應(yīng)用成
就, 為各種規(guī)模實驗室的高效、科學(xué)的運作以及各類信息
的存貯、交流和二次加工利用提供了強有力的平臺, 從而
促進了實驗室及所在企業(yè)/機構(gòu)工作的各個環(huán)節(jié)能夠?qū)崿F(xiàn)
全面量化評價和質(zhì)量目標(biāo)管理[5-7]。LIMS 引發(fā)了世界各國
各行各業(yè)實驗室在管理機制、組織結(jié)構(gòu)、檢測技術(shù)方面的
巨大而深刻的變革。
如何利用信息化的優(yōu)勢, 圍繞實驗室的檢測流程, 開
發(fā)規(guī)范高效的應(yīng)用系統(tǒng), 是實驗室信息化發(fā)展的主要方向
[8]。LIMS 系統(tǒng)作為與實驗室檢測關(guān)聯(lián)最密切的系統(tǒng), 從實
驗室收樣到出具檢測報告, 還有質(zhì)量體系、內(nèi)審?fù)鈱?、?
員管理、設(shè)施環(huán)境、設(shè)備和標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)、量值溯源和校準(zhǔn)、
樣品管理、記錄、投訴管理等重要內(nèi)容, 都基于LIMS 系
統(tǒng)貫穿的業(yè)務(wù)流程[9,10]。換句話說, LIMS 系統(tǒng)的發(fā)展快慢,
決定著實驗室信息化的發(fā)展進程[11]。
2 LIMS 發(fā)展概況
世界上最早的LIMS 用戶是上世紀七十年代末發(fā)達國
家的化工、石油、制藥等生產(chǎn)型企業(yè), 這些LIMS 是由各
個企業(yè)的實驗室在相關(guān)計算機軟件開發(fā)商的幫助下, 或者
利用自身的技術(shù)力量自行開發(fā)的系統(tǒng), 是各個企業(yè)內(nèi)部為
實驗室的具體業(yè)務(wù)專門定做的軟件, 并沒有統(tǒng)一的設(shè)計思
路與標(biāo)準(zhǔn), 不能推廣至其他實驗室使用[12,13]。由于這類系
統(tǒng)在開發(fā)之日起就有一定的局限性, 并因功能較少, 軟件
升級和維護困難, 無法滿足實驗室不斷變化的需求, 在面
世幾年后慢慢地被淘汰。經(jīng)過一段時間的發(fā)展, 國外出現(xiàn)
了基于客戶/服務(wù)器(C/S)和終端/服務(wù)器(T/S)結(jié)構(gòu)的商業(yè)化
LIMS 軟件,較第一代LIMS 軟件有了長足的進步, 系統(tǒng)已
經(jīng)有了簡單的流程標(biāo)準(zhǔn), 客戶的業(yè)務(wù)需求能夠基本涵蓋,
還可以對實驗室的個性需求進行專項開發(fā), 并且軟件維護
升級、技術(shù)支持較容易, 使用壽命較長[14-16]。商品化LIMS
的出現(xiàn), 為實驗室管理人員帶來了巨大的方便, 也初步規(guī)
范了實驗室業(yè)務(wù)流程、提高了工作效率, LIMS 在實驗室的
重要性開始慢慢凸顯。
早期的LIMS 以大中型計算機為主, 不僅價格昂貴,
還需要投入不菲的維護費用, 并未得到大面積推廣。進入
20 世紀90 年代以后, 隨著微型計算機的普及, LIMS 的造
價得到極大的下降, LIMS 在發(fā)達國家迅速得到推廣[17]。
目前, LIMS 在發(fā)達國家廣為接受, 美國每年都會召開一
次LIMS 大會, 詳細討論LIMS 的有關(guān)問題, 并提出LIMS
下一步的發(fā)展方向。
在國內(nèi), LIMS 在20 世紀90 年代才開始為人們所知,
在石油、化工等行業(yè)也進行了初步推廣, 但總體來說遠沒
有達到普及的程度[18]。經(jīng)過二十余年的發(fā)展, 國內(nèi)LIMS
目前正處于普及階段, 特別是加入WTO 后, 我國產(chǎn)品要
取得進入發(fā)達國家市場的許可證的前提之一就是企業(yè)及其
實驗室必須達到相關(guān)的質(zhì)量管理國際標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的要求,
而LIMS 正是用來實施這一目標(biāo)的利器,各行業(yè)實驗室對
LIMS 上線的需求日益迫切[19,20]。
3 實驗室LIMS 目前存在問題
目前, 國內(nèi)外各種LIMS 產(chǎn)品的技術(shù)開發(fā)水平參差不
齊。多數(shù)LIMS 產(chǎn)品還是停留在實現(xiàn)業(yè)務(wù)流程電子化、數(shù)
據(jù)存儲、工作任務(wù)安排等簡單的應(yīng)用層面, 再深層次的應(yīng)
用少之又少, 特別是針對實驗室體系相關(guān)的應(yīng)用開發(fā), 大
部分LIMS 都是點到即止, 并未開發(fā)出較好的應(yīng)用功能
[21,22]。盡管如此, 這些產(chǎn)品基本上可以達到實驗室自動化
運行、信息化管理的要求, 對實驗室提高工作效率、降低
運行成本起到很大的作用。這也正好比較符合目前國內(nèi)絕
大多數(shù)實驗室的要求[23]。這些實驗室的情況是: 儀器設(shè)備
配備比較好, 分析測試任務(wù)很繁重, 迫切需要LIMS 來提
供輔助管理支持, 提高工作效率、降低運行成本[24]。
隨著中國經(jīng)濟的騰飛, 國內(nèi)各行業(yè)實驗室業(yè)務(wù)也在快
速發(fā)展, 實驗室管理方式慢慢由粗放型向精細型轉(zhuǎn)變。經(jīng)
筆者調(diào)查, 隨著近幾年國內(nèi)分析測試實驗室的高速發(fā)展、
行業(yè)質(zhì)量監(jiān)管規(guī)范的日益提升以及政策性業(yè)務(wù)管理需求的
不斷深入, 傳統(tǒng)的LIMS 無論是系統(tǒng)功能還是運營模式,
都越來越無法滿足實驗室的業(yè)務(wù)需求[25,26]。目前的LIMS
產(chǎn)品在一個實驗室應(yīng)用超過五年就會大大降低輔助管理作
用。因此, 借助于最新的計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)開發(fā)低成本、高
效率的LIMS, 已成為將來LIMS 發(fā)展的必然趨勢,
4 國內(nèi) LIMS 發(fā)展努力的方向
國內(nèi)真正的LIMS 應(yīng)用始于20 世紀90 年代, LIMS 研
究與國外相比滯后了15 年, 但近年來信息化建設(shè)和軟件技
術(shù)的發(fā)展促進了國內(nèi)LIMS 的開發(fā)和應(yīng)用, 部分有自主產(chǎn)
權(quán)的商品化LIMS 軟件應(yīng)用在各個行業(yè)[27], 但總體來說,
第11 期熊貝貝, 等: 實驗室信息管理系統(tǒng)使用現(xiàn)狀及發(fā)展探討 3511
國內(nèi) LIMS 的開發(fā)還處于初級階段, 筆者認為: 未來的實
驗室LIMS 應(yīng)當(dāng)具有高度專業(yè)化、智能化、系統(tǒng)化、自動
化及多學(xué)科交叉的功能。本文就檢測實驗室關(guān)心的具體問
題, 為國內(nèi)LIMS 的發(fā)展努力方向提出以下幾點意見。
4.1 Client/Server( 客戶端/ 服務(wù)器, C/S) 結(jié)構(gòu)向
Browser/Server(瀏覽器/服務(wù)器, B/S)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換
由于客戶對軟件發(fā)展技術(shù)的逐漸了解, 除了產(chǎn)品實
現(xiàn)功能方面, 用戶也逐漸對軟件的結(jié)構(gòu)提出要求。系統(tǒng)是
B/S 還是C/S 結(jié)構(gòu)變成客戶關(guān)心的一個問題[28]。從技術(shù)的
角度來說, 傳統(tǒng)C/S 結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的優(yōu)點是開發(fā)簡單、調(diào)試方
便、運行速度相對快, 但執(zhí)行體積大、部署不易, 且易與
DLL 版本出現(xiàn)沖突的缺點也非常明顯; B/S 結(jié)構(gòu)可將所有
的運算能力與數(shù)據(jù)處理程序集中在Web 服務(wù)器中進行, 進
而利用瀏覽器構(gòu)建Web 應(yīng)用。B/S 結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)有著C/S 結(jié)
構(gòu)無法取代的優(yōu)勢, 如升級和更新方便、跨平臺、不受客
戶端環(huán)境影響的使用環(huán)境、維護成本低, 數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)邏輯
可以保持同步等[29], 并且B/S 結(jié)構(gòu)是應(yīng)用于廣域網(wǎng)的應(yīng)
用。特別是從用戶的角度出發(fā), B/S 結(jié)構(gòu)軟件更受歡迎[30]。
服務(wù)器資源擴展便捷、升級和更新簡便、可以跨平臺, 不
受客戶端環(huán)境影響的開發(fā)環(huán)境。
4.2 基于開發(fā)平臺的模塊化開發(fā)模式
盡量避免源代碼開發(fā)方式, 這是在技術(shù)上先進與否
的重要指標(biāo)[31]。軟件的開發(fā)方式非常重要, 原因其實非常
簡單, 就像是在蓋房子, 通過源代碼直接開發(fā)軟件, 就像
是在用沙子砌墻, 不夠堅固, 后期調(diào)整維護也很麻煩; 而
通過開發(fā)平臺進行模塊化開發(fā)的軟件, 由于事前做好了很
多的“磚頭”(已經(jīng)開發(fā)了很多模塊), 所以在給做軟件時,
就像是在使用磚頭砌墻, 通過各個模塊的堆砌來完成整個
軟件的開發(fā), 這樣做出來的軟件才能穩(wěn)定又靈活, 調(diào)整與
維護也較為容易。
4.3 簡單易用的工作流配置
目前大部分 LIMS 在安裝后都要做大量的用戶化工
作, 即由IT 專業(yè)人員編寫一些程序滿足用戶特定的需求,
而用戶的這些要求往往是需要經(jīng)常變動的, 因為IT 編程
人員很難完全理解實驗室運作的詳細機制, 為LIMS 的
用戶化帶來了一定的難度[32]。因此, 將來的LIMS 要實現(xiàn)
在安裝后只需按照用戶的具體要求進行簡單的工作流配
置功能, 這個過程中, 用戶不需要編寫任何程序, 實驗室
工作人員在接受簡單的培訓(xùn)后就可以完成工作流的設(shè)計
等工作, 并能根據(jù)實驗室工作要求的變化隨時更改工作
流配置。
4.4 儀器的聯(lián)接與控制
多年來, LIMS 的儀器聯(lián)接功能一直是廣大用戶關(guān)注
的焦點。如何正確采集各類品牌型號分析儀器的數(shù)據(jù)是
LIMS 技術(shù)的關(guān)鍵之一, 也是LIMS 實施過程中最昂貴、最
艱難的一環(huán)[33]。目前國內(nèi)少數(shù)LIMS 開發(fā)商開發(fā)的產(chǎn)品已
可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集功能, 實現(xiàn)了原始數(shù)據(jù)處理的無紙化,
但LIMS 對分析儀器的控制功能一直是國內(nèi)外LIMS 面臨
的技術(shù)難題, 一直未有好的解決方案, 有待LIMS 開發(fā)商
進一步攻堅開發(fā)。
4.5 高效的數(shù)據(jù)流處理方式
運用數(shù)字信息化手段來整合實驗室的各項資源, 實
現(xiàn)從上機到數(shù)據(jù)處理的全自動化處理, 有效提高數(shù)據(jù)處理
效率、降低出錯率, 實現(xiàn)圖譜智能分析、儀器設(shè)備的檢測
數(shù)據(jù)自動獲取與計算修約、自動報告結(jié)果等智能化步驟,
顛覆傳統(tǒng)的手工處理方式, 將檢測人員從繁重的錄入、計
算等工作中解放出來, 并解決實驗室檢測信息孤島問題;
進一步還可以實現(xiàn)移動終端進行遠程圖譜分析、數(shù)據(jù)處理
等功能[34,35]。
4.6 具備標(biāo)準(zhǔn)化的軟件接口
開放性的體系結(jié)構(gòu), 可以讓LIMS 輕松地與其他不同
語言開發(fā)的系統(tǒng)進行無縫集成[36]。在體系結(jié)構(gòu)的層面上,
無論軟件是本地的(在本系統(tǒng)內(nèi))還是遠程的(在直接系統(tǒng)
外), 都具備與其他系統(tǒng)的進行數(shù)據(jù)交換的功能, 滿足實驗
室各項擴展需求的要求。
4.7 滿意的客戶體驗
對于普通使用人員, 滿意的客戶體驗就是軟件的全
部。這既是降低軟件推廣難度的一種最重要方法, 又是提
高工作效率的一個最有效的武器, 更是上級關(guān)心下屬的一
種實際體現(xiàn)[37]?？蛻趔w驗的主要表現(xiàn)有四個: 首先是統(tǒng)一
的界面。所有的人員、所有的崗位、所有的權(quán)限都是一致
的界面, 不會由于陌生而感到厭煩, 進而拒絕使用, 更不
會增加培訓(xùn)的成本; 其次是以工作任務(wù)為核心的設(shè)計, 最
貼近實驗室的實際工作, 每個人都最先看到自己的工作任
務(wù), 打開任務(wù)就是像打開郵件一樣的方便; 第三是靈活的
強大的批處理功能, 從根本上提高客戶的工作效率; 最后
是強大的提醒功能, 例如結(jié)果或報告應(yīng)發(fā)未發(fā)、新工作任
務(wù)的提醒, 方便客戶對各項工作的有效控制。
4.8 高度的安全性
通過有效的方式防止對數(shù)據(jù)庫和服務(wù)器的未經(jīng)授權(quán)
的訪問。軟件的安全性通常在用戶選擇軟件之初不受重視
[38], 往往是數(shù)據(jù)積累到一定程度后, 領(lǐng)導(dǎo)才會真正意識到
軟件安全性的重要性, 正如一個家庭沒錢的時候很少去考
慮買保險箱一樣?？墒堑搅四莻€時候再去考慮安全性, 就
有很多漏洞難以避免。完善的LIMS 在設(shè)計之初就應(yīng)該考
慮到數(shù)據(jù)的安全性, 很多的安全策略、規(guī)定, 需要同軟件開
發(fā)一起實施, 這也是優(yōu)秀的LIMS 為實驗室提供的又一有
力保障[39]。
3512 食品安全質(zhì)量檢測學(xué)報第 5 卷
5 LIMS 后期發(fā)展展望
LIMS 已經(jīng)成為實驗室建設(shè)不可缺少的一部分。隨著
我國實驗室信息化道路的不斷拓展和信息技術(shù)的不斷發(fā)展,
相信在不久的將來, LIMS在實驗室會扮演越來越重要的角
色[40]。通過不斷發(fā)展, LIMS 在提升實驗室管理水平、促進
實驗室業(yè)務(wù)發(fā)展等方面起到舉足輕重的作用。
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(責(zé)任編輯: 楊翠娜)
作者簡介
熊貝貝, 工程師, 主要研究方向為實
驗室數(shù)字信息化研究。
E-mail: 25429705@qq.com
林燕奎, 副主任技師, 主要研究方向
為食品安全檢測與實驗室信息化研究。
E-mail: 247580680@qq.com

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