实验室信息管理系统在粮油企业的应用

谭 磊，刘杲华，卢伟东，陈 磊

（中粮黄海粮油工业（山东）有限公司，山东日照 276808）

实验室信息系统管理软件（Laboratory Information Management System，LIMS）从20世纪60年代发展至今，借助计算机网络技术的应用，已实现了数据采集、处理、分析以及相关实验室管理信息的网络化[1]。在发达国家，LIMS被普遍应用于制药、石油、化工、环保、供水、医疗、采矿、商检、电力及教育和科研单位等行业，并取得了可观的收益[2]。我国的实验室信息管理研究从20世纪80年代开始起步，基本上采用的是学习、紧跟国外先进技术的方法[1]。进入21世纪以来，实验室信息管理系统发展迅速，基于Internet技术的新产品开始得到广泛应用，用户可以方便地利用移动客户端等无线设备随时掌握实验室的信息，为实验室管理人员提供了极大的便利[3]。实验室信息管理系统在国内政府和第三方检验、药品检验行业都有了较广泛的应用，但在食品行业特别是粮油行业应用相对较少[4]。本文通过总结粮油企业实验室信息管理系统的建设过程和关注点，为粮油行业实验室信息管理系统的建立提供经验参考。

1 LIMS系统的建设依据

中粮黄海粮油工业（山东）有限公司采用的实验室信息管理系统供应商为山东沪康信息科技有限公司，LIMS系统的建设是以《检测和校准实验室能力的通用要求》（ISO/IEC17025：2017）为基础，以ASTM E1578-93和实验室质量管理体系为设计依据，结合了 GB/T 15481—2000、CNAS—CL01：2006等规范标准及准则，结合网络化技术，将实验室的业务流程和资源等以合理方式进行管理[5]。

2 LIMS系统框架

按照粮油加工企业质量管理的相关要求和特点，质量信息管理系统框架主要为系统基础平台、检验业务流程管理和实验室资源管理3层结构，如图1所示。

图1 质量信息管理系统架构

2.1 系统基础平台

系统基础平台是LIMS系统的基本模块，其通过连接实验室内各类仪器设备，实现仪器的检验结果自动传输至系统中，再凭借计算机技术实现数据的计算、汇总和分析，从而实现对实验室数据的全面管理，有效提升实验室的自动化管理水平[6]。实验室信息管理各子系统具体介绍如下。

2.1.1 基础数据

基础数据板块是系统正常开展运行的根本，涵盖检测项目、质量标准、采样点管理和方案管理等信息，见图2。将产品质量标准、取样频次、取样方案、需检测项目的固定信息、供应商的信息等全部提前录入系统，后期系统运行时可直接调用，将手写记录转化为电子版，将各种模板、标准以信息方式存入系统，实现一次性录入，无限制使用。

图2 基础数据管理内容

2.1.2 用户管理

主要用于注册用户账号、系统登录、维护基本信息、定义角色等，用户的电子签章和人脸识别在此处录入，检测记录和报告审批可直接调用电子签章，用户可通过扫码快速自动登录系统，无需单独录入账号和密码[7]。

2.1.3 角色管理

创建用户的角色，系统支持一个用户多个角色。系统在角色管理模块中可以设置每一个角色或用户能够进入的各功能模块，并细化到使用模块中各功能都必须经过授权。系统化繁为简，简单易用，授权功能自由开关，根据个性需求，自由调整流程，灵活定义，经角色授权后，每一用户在控制台能看到的只有自己角色范围内的功能模块，分类管理系统信息，维护系统数据的安全性。

2.1.4 工作流配置

系统支持工作流，用户可通过配置实现流程的变化，如增加或减少工作流程或制定不同的用户或角色。

2.2 检验业务流程管理

检测业务是LIMS系统应用频率最高、覆盖数据量最大的板块，在基础数据的支持下，通过该板块的操作，实现了检测记录电子化、检验报告自动合成和审批、基础数据统计和变化趋势图生成等功能，系统检测流程如图3所示。子系统主要包括以下功能。

图3 系统检测流程

2.2.1 样品登录

对待取样、待检测样品进行登记，用户可根据实际需求将样品分为原料样品、辅料样品、过程样品、环境样品和包材样品等，从项目库中选择检验项目或从项目模板库中选择标准对应项目模板，支持打印二维码或条形码样式的样品标签，标签可扫码查看信息。

2.2.2 任务分配

通过预设方式自动分配任务至相应检测岗位，同时支持手工方式进行检验任务的分配。在企业实验室中，若取样和检测人员相对固定，人员无需进行细化工作内容分配，该功能主要配合用户角色权限开展检测流程。

2.2.3 结果录入和计算

系统支持从仪器中自动采集检验结果，检验结果类型包括数字、字符、附件图片等。支持结果的处理，包括修约、计算、判定等，对于无法实现自动采集的数据，支持手工方式的结果录入，录入可在PC端，也可通过平板电脑实现，不合格数据可通过改变颜色和信息推送通知到响应角色。

随着计算机技术、网络信息传输技术以及信息管理技术的日渐成熟，实验室业务数据处理以及实验室事务管理进入了一个全新发展模式。昔日的手工计算效率极其低下，实验数据的手工处理也存在人工失误，降低了检测结果的精确性，系统通过自动计算完美实现了替代。

2.2.4 结果审核

通过工作流程设置可实现不同级别的检测结果审核，审核结果时可对原始数据进行复核查看，发现数据异常或错误具备回退功能，审核过程通过电子签名保障数据操作安全。

2.2.5 报告编制

编制人可在线编制报告，查询检验进度，自动生成结论，合成原始记录，原始记录涵盖采样、设备、检验员等信息，对于多字符文字判定的检测结果可增加手动判定，识别不易识别的字符，灵活掌握。

2.2.6 报告审核

通过工作流程设置可实现不同级别和权限的报告审核，审核报告时可对原始数据进行复核查看，发现异常或者错误具备回退功能，审核过程通过电子签名保障数据操作安全。

2.2.7 报告发放

系统同时生成PDF版本的电子报告归档，分用户报告和完整报告，完整报告包含原始记录、流转单、委托单等附件。通过接口将LIMS系统和一卡通系统相关联，检验报告可由LIMS系统直接推送到检验报告系统。在发货时定义好发货罐号后，提货司机通过刷卡可实现一键索取对应的检验报告，实现发货随车检验报告的智能化派送，提高效率，提升客户满意度。

2.2.8 统计分析

LIMS系统在实验室运行一段时间后，随着检测数据的积累，系统内存储了大量的检测数据，依据物料名称、具体指标、时间段、供应商等关键字的筛选系统能够对这些数据进行统计和分析，可以看到筛选区间内数据的变化趋势图，结合生产加工工艺参数和原料品质，能系统分析加工产品的质量，便于开展大数据分析，其中豆粕粗纤维变化趋势图如图4所示。

图4 豆粕粗纤维变化趋势图

2.2.9 数据展示

通过LED屏幕可将主要数据在屏幕进行展示，如榨油车间水分、蛋白，精炼车间酸值、色泽，化学品的库存和出库情况、在岗人员有效工作量等，并根据需要以柱状图、折线图等图表进行呈现，便于数据的快速查看和应用，同时可以起到很好的提示和宣传效果，LED屏幕展示示例如图5所示。

图5 LED屏幕展示示例图

2.3 实验室资源管理

2.3.1 人员管理

实验室人员基本信息管理可将用户的各类基础信息维护入系统，涵盖学历、培训、荣誉、工作经历、论文专利、职称和科研专题项目等，另外检测项目授权和设备使用授权也可以在用户管理中完成。在实验室内部管理上，人员每日工作量可以通过和检测项目关联，以提前预设的检测时间为依据，结合每日开展的试验数量统计当日工作量，当日有效工作时间体现在大屏上，方便管理层依据工作量对员工当日工作开展考核，实现人力效能管理。

2.3.2 仪器管理

可建立仪器设备档案库，信息包括仪器编号（出厂序列号）、仪器名称、仪器类型、规格型号、生产厂家、精密度、购置日期、仪器责任人、放置地点、使用状态（正常、停用、报废等，以不同色彩表示仪器状态）和检定/校准信息等；仪器维护、期间核查、检定记录和日常使用记录管理实现电子化，可以把仪器的说明书、作业指导书等作为附件链接到系统中。

2.3.3 化学品和标准物质管理

对化学品和标准物质进行管理登记，基本信息包括名称、批号、来源、证书信息、使用说明、有效期限和库存量等，并对其使用情况进行管理，记录领用人、领用量等信息，并提供超限量值的预警提示。

2.3.4 质量管理

质量管理板块主要针对质量不合格和内审不合格等涉及的异常情况进行处理，涵盖质量控制、评审控制、内审计划、内部质量控制和不合格处理流程等信息，能有效和实验室管理做好产品质量控制和体系管理的对接。

2.3.5 文件管理

将现有体系文件分类上传，在用版本和作废版本有效区分，不同体系文件分类存放，方便查询和应用。

2.3.6 培训管理

将培训课件上传到系统，参训人可通过账号调用电子签章实施登录签字，个人学习记录将自行归档到个人信息中，无需再次统计，系统支持线上对培训进行评价。

2.3.7 环境管理

通过系统在线记录实验室的温湿度信息，通过与实验室每个房间的温湿度气压监测仪的系统进行集成，将实验室的温度、湿度、气压等信息采集到系统中，可进行实时查看，并可引用到原始记录与报告中，并根据用户设定的最高温、最低温限制，进行预警提示，对超过预警的数据进行记录，相关示例如图6所示。

图6 温湿度信息示例图

2.3.8 样品管理

通过系统管理留样样品、检验样品和检验余样。留样信息包括样品名称、样品批次、样品状态（已检，待检）、留样时间、地点、贮存条件、留样期限、留样数量和留样人等。系统可提前提醒留样到期日期，并可以记录留样的处置方式、处理程序等。系统提供留样批量处置的功能，并在处置完成后记录处置时间、处置人、处置方式等信息。

3 结语

粮油行业实验室通过信息化系统的建立，有助于实验室实现无纸化办公、信息化管理和自动化运行，能大幅提升实验室的整体工作效率。系统同时能够提高检测计算效率、数据可靠性、时效性和操作规范性，并通过替代手工计算有效降低检验报告中各类数据错误的发生概率，在保持最低运行成本的情况下获取最大的经济效益。LIMS系统以其自身强大的功能，将实验室的人、机、料、法、环全流程管理有效整合，实现报表自动生成、数据自动统计分析、信息自动推送、检验过程智慧监控，对于现代化企业的实验室管理具有十分重要的现实意义。