环境监测实验室信息管理系统建设——以上海市环境监测中心为例

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第 19 卷 　 第 4期

环境监测管理与技术

2007 年 8 月

环境监测实验室信息管理系统建设
— — — 以上海市环境监测中心为例
王向明 ,伏晴艳 ,刘红 ,谢争 (上海市环境监测中心 ,上海 　200030 )
摘　 要 : 简述了实验室信息管理系统 (L I M S) 的

概念和建设 L I M S的现实意义 , 着重介绍了上海市环境监测中心实施
LI M S的过程和体会 ,分析了环境监测实验室在 L I M S选型和实施过程中需要注意的问题及 L I M S对现行工作的影响 , 并对

需进一步完善的功能提出了建议 。 关键词 : 实验室信息管理系统 ; 环境监测 ; 上海市 中图分类号 : X830 　　　 文献标识码 : C 　　　 文章编号 : 1006 2 2009 ( 2007 ) 04 - 0004 - 05

Establishm en t of L I M S for Env ironm en ta l M on itor in g — — —Applica tion in Shangha i Env ironm en ta l M on itor in g Cen ter
WANG Xiang2 m ing, FU Q ing2yan, L I U Hong, X IE Zheng
( S hangha i Environm en ta l M on itoring Cen ter, S hangha i 200030, Ch ina )

Abstract: The concep t of Laboratory Information M anagement System ( L I M S ) and the relevant p ractical functions were introduced in this paper . Based on the app lication of the L I M S in Shanghai EnvironmentalMonito2 ring Center, the key issues on the selection and i m p lem entation of the L I M S in environmental monitoring labora2 tory were analyzed. Together w ith the experience and lesson from p ractice of the L I M S, the potential im pact on the current work was emphasized to make suggestion for imp rovement of the L I M S in the sim ilar sectors . Key words: Laboratory information m anagement system (L I M S) ; Environmental monitoring; Shanghai

　　 实验室信息管理系统 (L I M S) 是采用科学的管 理思想和先进的数据库技术 ,实现分析数据自动采 集和传输 、 在线过程控制和权限管理的面向各类分 析检测部门的专业信息系统 , 它集样品管理 、 资源 管理 、 事务管理 、 网络管理 、 数据管理 (采集 、 传输 、 ) 处理 、 输出 、 发布 和报表管理等诸多模块为一体 , 组成一套完整的信息化实验室综合管理和产品质 量监控体系 。随着环境监测业务标准化建设和业 务量的快速发展 , L I M S 在环境监测部门的应用价 值和潜在作用日益显现 。上海市环境监测中心为 了提高监测信息化及实验室管理水平 ,组织实施了 LI M S项目 ,取得了良好的成效 。
1 　L I M S的作用

整体运行水平 、 管理水平 , 特别是管理工具提出了 更高的要求 。建设一套先进的既能满足目前的业 务状况 ,又能适应未来不断增长的业务需求的环境 监测 L I M S,是实验室建立完备的质量管理体系的 重要技术支撑 ,是体现实验室管理规范化和运作现 [1] 代化的标志 。建设 L I M S的作用在于 : ( 1 )规范和优化样品分析的工作流程 , 使其严 格遵循 ISO 17025、 ISO 9002 等标准的质量保证体 系 ,与国际接轨 ,从而提升实验室管理水平 ,加快决 策速度 ; ( 2 )替换原有的数据传递模式 , 通过仪器采集 减少手动录入数据的麻烦 ,从而减少分析人员的工 作量 , 提高数据传递的工作效率 , 增强数据的安
收稿日期 : 2007 - 01 - 06; 修订日期 : 2007 - 05 - 17 作者简介 : 王向明 ( 1966 —) , 女 , 山东荷泽人 , 高级工程师 , 本 科 ,从事环境监测质量管理工作 。

随着我国加入 W TO , 环境监测部门的实验室 认可工作得到了全面促进 ,标准化建设对实验室的
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全性 ; ( 3 )监督实验室各项管理制度的实施情况 , 缩 短检验周期 , 避免信息的不一致性和信息孤岛现 象 ,降低实验室管理和运行的成本 ; ( 4 )实现数据不落地 、 报告自动生成 、 测试结 果及时反馈和数据的快速查询统计 、 工作自动提 醒 ,从而提高测试结果的准确性和数据的利用率 , 进而提高工作效率 、 用户满意度及系统的可扩展性 和可溯源性 ; ( 5 )规范实验室的业务流程 , 实现仪器校准管 理、 标准物质管理 、 人员上岗证管理及库存管理等 , 使整个管理体系的运行更趋规范 。
2 　L I M S的选型 2. 1 　 选型原则

同的服务对象 , 监测因子涉及水 、 气、 声、 生物和污 染源 ,实验室的过程管理不仅涉及实验室内部的分 析检测过程 ,还包括污染源和环境的现场采样 。因 此 ,环境监测实验室通常具有流程长 、 周期长 、 流程 复杂且多变 、 监测类别多且分析方法不确定等特 点 。由此 ,在选择 L I M S软件和实施方时应充分考 虑软件的二次开发和定制的灵活性 ,同时还需重视 实施方在环境监测领域的已有经验 ,特别要获得不 同用户对软件 、 今后发展能力及服务满意度的第三 方评价意见 。
2. 3 　 选型体会

上海市环境监测中心对于 L I M S 的选型工作 持续了一年 ,这是一个漫长而艰难的过程 , 同时也 [3] 是对 L I M S从知之甚少到逐步了解的过程 , 是一 个用户与 L I M S供应商相互增进了解的过程 , 以及 一个不断自我反思的过程 ,包括为什么要建 L I M S; 它可以解决什么问题 ; 可以达到怎样的目标 ; 内部 管理方面需要作怎样的改变或改进等 。在 L I MS 选型过程中的体会为 : ① 软件项目的实施比硬件项 目所付出的人力 、 时间代价大得多 ; ②好的 L I MS 必须是融合了先进的实验室管理思想并经过大量 用户验证的完善产品 ; ③ 用户必须明确自身的需求 和实验室的管理特点 , 选择真正适合自己的 L I MS 产品 。
3　 上海市环境监测中心现行 L I M S的特色

实验室应根据自身的需求特点 , 包括工作领 域、 组织架构 、 质量目标 、 体系运行 、 业务流程 、 设备 配置 、 人员组成 、 工作类型和工作量变化等因素 ,确 定是自建系统还是购买商业化软件产品 ,慎重比较 两种选择的风险性 。如果最终决定购买商业化软 件产品 ,则需考虑以下因素 : ① 明确公司的实力 和实施经验 , 了解其背景 、 业务发展状况 、 从业经 验、 人员构成和技术力量 ; ② 了解软件的适应性 ,包 括软件架构 ( C / S、 B / S 或混合型 ) 、 所用的编程语 言及其生命力 ,以及其他在用软件 (主要是与分析 仪器的接口能力 ) 及与数据库的集成能力 , 系统的 可扩展性和安全性 ; ③ 产品价格的合理性及售后服 务水平 。 2. 2 　 实施商的选择 可靠的设计对于任何 L I M S 软件开发而言都 非常关键 ,实验室必须明确自身对于 L I M S的需求 和期望 ,选择一个有实力的软件实施商作为合作伙 伴 。所谓的实力 ,指供应商对于数据库和业务流程 的设计有较为深刻的理解 ,有一批富有经验的软件 工程师和技术支持工程师作为其技术支撑 ,并且能 不断地根据外部需求进行技术创新 ,如将软件移植 到最新的平台上 、 采用最新的编程技术和增加或完 善 LI M S的功能等 ,这样的软件产品才具有良好的 发展前景和持续的竞争力 。同时 ,在与用户的合作 开发过程中能够注重团队合作 , 售后服务规范完 善 ,如通过 ISO 9002 系列的体系认证等 。 在我国 ,环境监测实验室是近年来新发展成立 的专业实验室 ,由于面向政府 、 社会和企业 3 种不
[2]

通过选型 , 上海市环境监测中心最终确定了 Starlim s ( V9 版 ) 为 L I M S 软件产品 , 北京三维天地 科技有限公司为系统实施商 ,系统架构为实验室内 部 C / S与实验室外部 B / S 相结合 , 可随时进行中 英文之间的切换 。目前 ,已上线试运行的系统涵盖 了除财务科以外的其余 11 个管理及技术科室共 34 种岗位 ,涵盖了“ 三同时 ” 验收监测 、 社会委托监 测、 环境质量常规监测 、 污染源监督监测 、 突击抽查 监测 、 安全优质农产品检测 、 专项监测 、 环境污染纠 纷仲裁监测和信访监测等主要业务类型 。针对 “ 三同时 ” 验收监测和社会委托监测等业务类型 , 在原有的 Starlim s产品基础上还开发了业务受理 模块和综合报告审核模块 。此外 ,系统还实现了分 析数据自动采集 、 样品跟踪 、 条码支持及与原有环 境质量监测数据库之间的数据导入和导出等功能 。 该系统通过接口实现了与原有外部项目管理信息 系统和环境监测综合数据库的连接 , 连接方式见
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图 1。

监测中心最主要的业务是“ 三同时 ” 验收监测 和社会委托监测 , 其中以“ 三同时 ” 验收监测业务 流程最为复杂和完整 (见图 2 ) 。此业务流程可分 成 3 大部分 ,即项目管理 、 样品分析和报告审核 ,在 系统中用 16 个步骤实现 (见图 3 ) 。其他类型的业 务流程大致相同 ,只是根据任务特点有所简化 。目 前 ,该 L I M S流程设计既满足了项目管理的要求 , 也符 合 ISO 17025 的 要 求 , 数 据 审 核 具 有 可 追 溯性 。

图 1 　L I M S系统与外部项目管理信息系统的连接示意

图 2　 “ 三同时 ” 验收监测和社会委托监测业务操作流程

4 　L I M S与其他数据库及分析仪器的接口

在实施 L I M S的过程中 , 直接采集各种分析仪 器产生的数据是一项重要内容 ,能够远程控制分析 仪器一直是分析人员的梦想 , 这也是过去 20 余年 来 LI M S实施过程中最艰难的一环 。随着通讯协 议标准化和仪器工作站开放式接口的进步 ,市场上 现有的 L I MS产品一般都能支持其他任何基于
W indow s操作系统的第三方接口软件 。因此 , 只要
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分析仪器具备通用的标准接口 ,采用内部的直接捕 集软件 (D irect Cap ture U tility, DCU ) 即可实现与分 析仪器的双向通信且比较稳定
[4]

。具备 RS232 接

口的分析仪器需通过转换器连接到局域网 , 此时
LI M S工作站和转换器的 IP 必须在相同的网段 ,仪

器的端口设置必须和转换器的虚拟端口一致 ,数据 的自动采集会受到转换器设置和网络的影响 。 因此 ,对于正 在建 设或 已建 成 L I M S 的 实验

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行的完整性和工作完成的时效性 。 ( 4) L I M S中每一项工作每个环节的完成时间 都会由系统自动予以记录 ,对工作完成的时效性提 出了更严格的要求 。 ( 5 )作为用户 ,必须配专人 (具有一定 IT技术 的技术人员 )担当系统管理员的角色 ,从项目实施 开始 ,全程参与 L I M S的开发 、 上线和实施 , 以便掌 握 LI M S的关键维护技能 , 实现用户随时进行必要 的管理 、 维护和信息更新 , 以及协调或解决部分应 用方面的问题 。环境监测实验室涉及水 、 气、 声、 生
图 3　 “ 三同时 ” 验收监测和社会委托监测业务
LI M S操作流程

物等多环境因子的监测业务 ,可以同期培训专业监 测人员承担专业业务领域的系统管理员 。
6　 实施 L I M S的体会 LI M S的实施必须建立在良好的前期工作基础

室 ,为确保仪器与 L I M S 的成功联机 , 在购买分析 仪器时必须考虑以下数据接口问题 : ① 分析仪器是 否带有工作站软件 , 如果有 , 是否能提供仪器结果 的导出功能 , 工作站软件的结果导出是否方便灵 活 ,或串口的操作是否复杂 ; ② 购买国外进口设备 时 ,要求仪器供应商提供中文版工作站软件 , 确保 采集数据和 L I M S系统兼容 ; ③ 仪器导出的文件是 否为国际通用的标准格式 (ASC II等形式 ) ; ④ 如果 上述条件都不能满足 ,则应要求仪器生产商提供串 口导出的文件形式及相关导出参数 。
5　 建设 L I M S的实验室需应对的变化 LI M S是提升实验室质量管理水平的重要手

上 ,包括慎重的产品选型 、 详尽的内部需求调研 、 完 整的方案设计 、 科学的功能设计 、 合理的推进计划 等 。L I M S只是实现实验室规范化和信息化管理的 重要 载 体 之 一 , 其 成 功 实 施 必 须 依 赖 于 用 户 对 LI M S目标和作用的客观理解 , 需要供需双方的紧 密合作和相互学习 。在选择一家有实力的实施商 的前提下 ,还必须充分明确用户在 L I M S项目中的 关键因素 ,强调用户在 L I M S实施和运行过程中不 可推卸的核心作用 。上海市环境监测中心在近一 年的实施过程中 ,充分体会和认知到 , L I M S工程首 先是一项体现领导层决策 、 团队合作精神和规范化 管理的管理提升工程 ,其次才是实现实验室管理体 系信息化的系统工程 。具体的体会包括 : ( 1) L I M S是对实验室质量管理的信息化和规 范化提升 ,关系到实验室的生存 、 发展和日常运作 , 是一项典型的“ 一把手 ” 团队工程 。用户应做到领 导重视 、 责任到位 、 有令必行 ; 每个涉及 L I M S应用 的部门负责人都要调整心态 , 积极面对新的挑战 , 真正支持 L I M S 的实施 , 并将工作落实到人 ; 组建 内部的 L I M S工作团队 ,成立项目实施的领导小组 和技术小组 ,以确保项目的推进 。 ( 2 )按规范的项目管理方法控制质量 、 进度和 费用 ,正确把握项目的需求 、 范围和目标 ,做好各部 门的组织 、 协调工作 , 坚持开发人员和用户之间的 例会制度 ,及时做好重要会议 、 事件的记录 ,签署双 方的备忘录 。 ( 3 )制订一个科学可行的实施计划 , 该计划必 须切合自身需要和实际状况 ,并作为指导双方工作
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段 ,而其本身又需在一个良好的管理机制下运作才 能发挥应有的作用 , 这也意味着 L I M S的实施必定 会对实验室原有的管理模式 、 工作流程乃至思维方 式带来不小的冲击 ,在项目实施初期对现行工作造 成一定的影响 ,主要包括 : ( 1 )所有监测任务的信息如被监测方资料 、 监 测方案 、 监测方法 、 采样准备等内容的输入都集中 于系统前端 ,相对实验室分析人员而言 , 位于系统 前端的业务受理人员 、 项目负责人和样品准备人员 的工作难度和工作量剧增 ,对其业务水平的要求也 明显提高 。 ( 2 )系统的严密性减少了任务安排的随意性 , 但也增加了任务进入系统后再作变更的难度 ,变更 程序较复杂 ,时间会有所拖延 。 ( 3 )作为系统运行重要一环的静态数据表必 须确保信息全面完整和随时进行更新维护 ,一旦信 息有变化 ,必须尽快输入 L I M S,否则会影响系统运

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的依 据 , 便 于 相 关 人 员 处 理 好 日 常 业 务 工 作 和 LI M S实施工作之间的关系 , 也便于考核双方的工 作进度 。 ( 4 )作为优秀的 L I M S 供应商 , 所指派的开发 人员应具备良好的沟通能力和学习能力 ,掌握环境 监测 业 务 的 基 本 知 识 , 具 备 丰 富 的 大 型 实 验 室 LI M S实施经验 ,理解和优化用户的需求 ,并在最短 时间内予以解决 。 (5) L I M S 需要强大的实施和维护 、 升级服务 等技术支持 ,无论是自行开发还是采购通用商业软 件 ,均需争取足够的资金保障 , 并预留 5%以上的 年度系统维护升级费用 ,保障系统的动态完善 。 此外 ,如果实验室以过于复杂的设想和过于庞 大的规模作为 L I M S项目建设的开端 , 则会对项目 实施带来诸多不利 。建议用户选择灵活性强的软 件或设计架构 ,以内部实验室数据报告生成为核心 业务 , 由易到难 , 逐步推进 L I M S 的实施和升级 。 切忌领导和技术人员抱着怀疑和尝试的应付态度 , 这将直接导致实验室对项目的投入不足或支持不 能持续 。
7　 需进一步完善的功能 LI M S作为一种崭新的实验室信息管理综合应

便捷 ,以附件形式上传是一种较为简单可行的解决 办法 ,这类测试的原始记录也可暂不进入系统 , 同 样以附件形式上传 。 ( 3) L I M S是与实验室检测活动关联度最高的 系统 ,今后在系统运行中如何建立并实施有效的数 据保护程序 ,以保证所有数据和信息的准确性 、 完 整性和保密性 ,特别是根据用户需求进行了二次开 发的系统 ,如何开展软件测评或系统认证工作 , 以 验证其可靠性和安全性 ,都是需要供应商和用户共 同研究的技术问题 ,这些问题也必须与实验室认可 准则中的“ 数据控制 ” 条款结合考虑 。 综上所述 , L I M S的建设是一项涉及面广 、 影响 范围大 、 既花精力又花资金的系统工程 , 任何一个 LI M S通用产品都要根据用户的需求进行二次开 发 ,进而成为一个定制产品 , 开发过程需要 L I MS 供应商和用户双方共同构想 、 设计 、 协调 、 决策和落 [6 - 7] 实 。虽然目前 L I M S在环境监测实验室中的推 进仍然困难重重 ,但鉴于其广阔的应用前景 , L I MS 必将成为促使中国环境监测实验室管理水平提升 、 与市场竞争机制接轨 、 与国际惯例接轨 、 与科学化 管理体系接轨的重要手段和工具 。
[参考文献 ]
[1]　 沈艺 . 环境监测实验室信息管理系统的构建与实施 [ J ]. 环境
[5]

用技术 ,其本身也在不断的反省和创新中得到发展 和提高 。系统既存在一些共性问题 ,在不同的应用 领域又会面对某些个性问题 ,这些问题与 L I M S的 选型并无直接关系 , 而是所有的 L I M S产品在今后 的研发过程中都必须深入思考和积极应对 ,也需要 实验室有充分的思想准备 。通过此次 L I M S 建设 实践 ,提出以下问题和建议 : ( 1 )环境监测特有的复杂计算过程和判定过 程在 L I M S中的实现仍存在困难 。如现场监测项 目特别是在烟尘烟气监测结果中 ,等效排放浓度的 计算逻辑过程较为复杂 ,基础数据的设计需理清每 个参数之间的相互关系 ,烟尘烟气测试结果的自动 判定也因为评价过程的复杂性而存在较多问题 。 ( 2 )生物毒性鉴别 、 群落分析等以文字表达为 主的报告在 L I M S 中的流转不如数值型报告直观

监测管理与技术 , 2006, 18 ( 4) : 4 - 6.
[2]　 武敬 ,杨建华 . 实验室信息管理系统初探 [ J ]. 资源环境与工

程 , 2004, 18 ( 3) : 68 - 73.
[3]　 杨海鹰 . 基于 L I M S平台的应用技术探讨 [ J ]. 现代科学仪器 , 2006, 6 ( 12) : 12 - 16. [4]　 傅学胜 . 国际上 L I M S的最新进展和发展趋势 [ J ]. 现代科学

仪器 , 2002, 82 ( 2) : 17 - 20.
[5]　 张志檩 ,王群 ,王海芹 . 化工实验室信息管理系统 L I M S[M ].

北京 : 化工出版社 , 2006.
[6]　 王合生 1 环境监测信息化建设分析 — — — 走中国式环境监测

信息化建设道路 [ J ] 1 环境监测管理与技术 , 2006, 18 ( 5 ) : 1
- 31 [7]　 尚凡一 1 实验室信息管理系统的开发及应用 [ J ] 1 环境监测

管理与技术 , 2000, 12 ( 4) : 4 - 51 本栏目责任编辑 　 姚朝英

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