孫魯云，陳孝權(quán)

(大益集團(tuán)勐海茶業(yè)有限責(zé)任公司 技術(shù)中心實(shí)驗(yàn)室，云南 勐海 666200)

化學(xué)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

孫魯云，陳孝權(quán)

(大益集團(tuán)勐海茶業(yè)有限責(zé)任公司 技術(shù)中心實(shí)驗(yàn)室，云南 勐海 666200)

化學(xué)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室日常工作內(nèi)容豐富，日常業(yè)務(wù)涉及的數(shù)據(jù)量較大，采用信息化管理的方式可以整合各方資源，以實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室高效管理的目的。結(jié)合化學(xué)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室實(shí)際工作需要，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)。從系統(tǒng)需求分析開(kāi)始，介紹了化學(xué)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，包括系統(tǒng)應(yīng)用的背景、功能模塊、業(yè)務(wù)流程、數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)等，并基于C/S模式，利用SQLServer 和VB.NET實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)功能模塊涉及文件、樣品、試劑耗材、設(shè)備、檢驗(yàn)、人員等，基本覆蓋實(shí)驗(yàn)室管理的各方面，能夠滿足實(shí)驗(yàn)室信息化管理的要求。

檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室；信息管理系統(tǒng)；系統(tǒng)設(shè)計(jì)；C/S模式

實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)(laboratory information management system, LIMS)以實(shí)驗(yàn)室分析測(cè)試工作為中心，運(yùn)用數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)整合各方面信息資源。針對(duì)高校實(shí)驗(yàn)室的信息管理系統(tǒng)大多數(shù)會(huì)考慮實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理、科研平臺(tái)管理等功能，且系統(tǒng)用戶多為教師、學(xué)生[1-3]，這些功能模塊對(duì)專(zhuān)業(yè)從事檢測(cè)的實(shí)驗(yàn)室不適用，而檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室所需要的業(yè)務(wù)受理、樣品管理等模塊在高校實(shí)驗(yàn)室的信息管理系統(tǒng)中又不具備，兩者有共性也有不同。本文利用軟件工程的方法，結(jié)合VB.NET編程技術(shù)和SQL Server 數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù),采用C/S模式開(kāi)發(fā)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室的高效管理。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1 系統(tǒng)需求分析

根據(jù)《檢測(cè)和校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室能力認(rèn)可準(zhǔn)則》對(duì)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室的要求，并結(jié)合本實(shí)驗(yàn)室實(shí)際情況，進(jìn)行系統(tǒng)需求分析。檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室的主要職能是以客戶需求為中心，為客戶提供準(zhǔn)確、可靠的檢測(cè)數(shù)據(jù)和結(jié)果。實(shí)驗(yàn)室的日常管理涉及人(人員)、機(jī)(設(shè)備)、料(樣品、消耗性材料、試劑)、法(方法、抽樣)、環(huán)(環(huán)境、設(shè)施)與測(cè)(數(shù)據(jù)核查)等要素。為此，檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)應(yīng)包括人員管理、儀器管理、樣品管理、試劑管理、耗材管理、文件管理與數(shù)據(jù)報(bào)告等。系統(tǒng)用戶可分為文件管理員、業(yè)務(wù)及樣品管理員、儀器管理員、試劑管理員、耗材管理員、檢驗(yàn)員、部門(mén)管理人員及系統(tǒng)管理員等。

1.2 系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)，如圖1所示。系統(tǒng)功能包括文件管理、業(yè)務(wù)與樣品管理、試劑與耗材管理、檢驗(yàn)、綜合信息管理與系統(tǒng)管理等。

圖1 系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖

1.2.1 文件管理模塊

文件管理模塊即實(shí)驗(yàn)室文件信息庫(kù)，方便對(duì)文件的增添、查詢、更新等。文件屬性信息包括文件編號(hào)、名稱(chēng)、來(lái)源、版本、收到/生效日期、所在文件夾編號(hào)、文件柜編號(hào)、借閱狀態(tài)與附件等。當(dāng)產(chǎn)生新的文件時(shí)，文件管理員新添文件信息；需要查閱時(shí)，輸入文件關(guān)鍵詞，系統(tǒng)就可檢索到具體的文件，并顯示出此文件存放的“文件柜號(hào)”和“文件夾號(hào)”。如需借閱，再進(jìn)行借閱登記，文件管理員修改文件的借閱狀態(tài)并添加借閱人。此模塊還可實(shí)現(xiàn)電子文檔的上傳與下載，方便實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部電子文檔的共享。

1.2.2 業(yè)務(wù)與樣品模塊

業(yè)務(wù)受理員根據(jù)客戶填寫(xiě)的委托檢驗(yàn)單，制定樣品檢驗(yàn)計(jì)劃，經(jīng)技術(shù)負(fù)責(zé)人審核后，通知檢驗(yàn)員完成檢驗(yàn)，并對(duì)樣品的檢驗(yàn)進(jìn)度進(jìn)行實(shí)時(shí)查詢。檢驗(yàn)員根據(jù)檢驗(yàn)計(jì)劃，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成檢驗(yàn)。業(yè)務(wù)統(tǒng)計(jì)模塊根據(jù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)已有信息，可按時(shí)間、檢測(cè)項(xiàng)目與人員對(duì)檢測(cè)工作量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，為實(shí)驗(yàn)室日常管理提供參考依據(jù)。樣品管理員負(fù)責(zé)樣品信息的添加、修改與查詢等。

1.2.3 試劑與耗材管理模塊

該模塊下設(shè)基礎(chǔ)信息庫(kù)、入庫(kù)與領(lǐng)用、統(tǒng)計(jì)報(bào)表及采購(gòu)管理，具有入庫(kù)登記、領(lǐng)取登記、庫(kù)存量實(shí)時(shí)查詢、使用量統(tǒng)計(jì)、自動(dòng)預(yù)警、需求量上報(bào)與匯總等功能。基礎(chǔ)信息庫(kù)包含試劑與耗材的基本信息，由試劑/耗材管理員在試劑、耗材入庫(kù)前創(chuàng)建。入庫(kù)與領(lǐng)用模塊主要實(shí)現(xiàn)試劑耗材入庫(kù)及領(lǐng)用信息的添加、查看、導(dǎo)出、修改和刪除。統(tǒng)計(jì)報(bào)表包括消耗量統(tǒng)計(jì)與庫(kù)存統(tǒng)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)按時(shí)間、試劑、人員與檢測(cè)項(xiàng)目等進(jìn)行多方面的統(tǒng)計(jì)。采購(gòu)管理模塊包括采購(gòu)申請(qǐng)及供應(yīng)商名錄信息，具體工作流程如下：檢驗(yàn)員根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)及工作需求提出采購(gòu)請(qǐng)求，部門(mén)管理人員審核，制定采購(gòu)計(jì)劃，并根據(jù)供應(yīng)商名錄確定供應(yīng)商等工作完成試劑、耗材的采購(gòu)[4]。該模塊管理員在試劑、耗材入庫(kù)前將待入庫(kù)的試劑或耗材的基本信息錄入基本信息表，入庫(kù)后登記入庫(kù)表；檢驗(yàn)員領(lǐng)用前，登記領(lǐng)用表(系統(tǒng)顯示狀態(tài)為申請(qǐng)待領(lǐng)用)，領(lǐng)用時(shí)由管理員審核，并修改領(lǐng)用狀態(tài)，提交后，系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算并顯示相應(yīng)試劑或耗材的庫(kù)存量，同時(shí)將庫(kù)存量保存至庫(kù)存表。試劑/耗材管理員每次登錄系統(tǒng)時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行庫(kù)存量檢查和有效期檢查，將現(xiàn)有庫(kù)存量與最低庫(kù)存量比較，當(dāng)前日期與有效使用截止期比較，并將結(jié)果反饋給試劑/耗材管理員。對(duì)試劑管理而言，以往管理模式容易產(chǎn)生的問(wèn)題包括：因試劑庫(kù)存不足而影響檢測(cè)進(jìn)度；因試劑失效影響檢測(cè)質(zhì)量。該模塊的管理模式能夠很好地預(yù)防以上問(wèn)題的發(fā)生。

1.2.4樣品檢驗(yàn)?zāi)K

該模塊主要實(shí)現(xiàn)樣品檢測(cè)項(xiàng)目原始數(shù)據(jù)的采集、計(jì)算、結(jié)果的查詢、檢驗(yàn)報(bào)告的生成與打印等。檢驗(yàn)員將檢驗(yàn)原始記錄錄入或?qū)胂到y(tǒng)，系統(tǒng)根據(jù)預(yù)設(shè)公式計(jì)算出檢驗(yàn)結(jié)果。對(duì)平行測(cè)定的樣品計(jì)算差值，與標(biāo)準(zhǔn)比較，若差值不符合重復(fù)性要求或結(jié)果不在常規(guī)范圍內(nèi)，系統(tǒng)給出提示。若符合要求，系統(tǒng)將數(shù)據(jù)提交，并修改樣品的檢驗(yàn)狀態(tài)。檢驗(yàn)報(bào)告是檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室為客戶提供的最終產(chǎn)品。能否出具準(zhǔn)確、及時(shí)、規(guī)范的檢驗(yàn)報(bào)告反映出實(shí)驗(yàn)室的檢測(cè)與管理水平的高低。以往人工出具檢驗(yàn)報(bào)告具有步驟繁瑣、容易出錯(cuò)、效率低等不足，現(xiàn)有系統(tǒng)能夠整合樣品、檢驗(yàn)結(jié)果等信息，并根據(jù)預(yù)設(shè)的檢驗(yàn)報(bào)告樣式出具準(zhǔn)確、規(guī)范的檢驗(yàn)報(bào)告。

1.2.5 綜合信息管理與系統(tǒng)管理模塊

綜合信息管理模塊包括人員基本信息、培訓(xùn)記錄、消息收發(fā)、儀器管理等。其中，儀器管理模塊包括儀器信息庫(kù)、維護(hù)記錄、儀器預(yù)約等。儀器管理員負(fù)責(zé)對(duì)儀器信息進(jìn)行更新。對(duì)于貴重儀器，儀器使用人通過(guò)系統(tǒng)提出預(yù)約申請(qǐng)，系統(tǒng)根據(jù)儀器現(xiàn)有使用及預(yù)約情況作出反饋。系統(tǒng)管理模塊實(shí)現(xiàn)的功能包括用戶信息的添加、刪除、修改，用戶權(quán)限、數(shù)據(jù)庫(kù)備份等。

1.3 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)來(lái)說(shuō)非常重要。數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)將直接對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)的效率以及實(shí)現(xiàn)的效果產(chǎn)生影響[5]。根據(jù)系統(tǒng)需求分析和功能模塊設(shè)計(jì)，本系統(tǒng)需要的主要數(shù)據(jù)表見(jiàn)表1。

表1 數(shù)據(jù)表說(shuō)明

2 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用

2.1 實(shí)現(xiàn)方法

本系統(tǒng)前臺(tái)程序設(shè)計(jì)采用VB.NET語(yǔ)言，后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)采用SQL Server,利用sqlConnection對(duì)象與數(shù)據(jù)庫(kù)連接。系統(tǒng)涉及的各類(lèi)報(bào)表利用水晶報(bào)表(crystal reports)來(lái)實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)主界面如圖2所示。

在用戶權(quán)限管理方面，采用基于角色的訪問(wèn)控制(role-based access control，RBAC)，根據(jù)“用戶-角色-權(quán)限”的授權(quán)模型對(duì)用戶進(jìn)行權(quán)限控制[6]，設(shè)置基本權(quán)限、高級(jí)權(quán)限、系統(tǒng)管理員權(quán)限。不同角色的用戶系統(tǒng)權(quán)限不同，登錄系統(tǒng)后顯示的功能菜單不盡相同，有效防止非授權(quán)操作。

圖2 系統(tǒng)主界面

在防止用戶誤操作方面，該系統(tǒng)采用檢查-執(zhí)行-檢查的機(jī)制。當(dāng)用戶向系統(tǒng)輸入信息時(shí)，進(jìn)行有效性驗(yàn)證，包括字段類(lèi)型驗(yàn)證和含義驗(yàn)證，例如將一些文本框限制輸入整數(shù)型或日期型。指令執(zhí)行后，對(duì)返回結(jié)果進(jìn)行含義檢查，例如在檢驗(yàn)項(xiàng)目模塊，如果系統(tǒng)計(jì)算后的結(jié)果超出常規(guī)范圍，則進(jìn)行異常值提示，以便用戶進(jìn)一步核對(duì)數(shù)據(jù)。

2.2 應(yīng)用簡(jiǎn)況

該系統(tǒng)已在本實(shí)驗(yàn)室得到應(yīng)用，用戶為實(shí)驗(yàn)室全員。系統(tǒng)使用頻率較高，在實(shí)驗(yàn)室日常工作中發(fā)揮著重要作用。從系統(tǒng)運(yùn)行的效果來(lái)看，該系統(tǒng)較傳統(tǒng)的管理模式有很大改進(jìn)，且系統(tǒng)界面友好，操作簡(jiǎn)便，能夠滿足檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室目前的工作需求。較以往工作方式的改進(jìn)主要體現(xiàn)在管理的信息化與自動(dòng)化方面。信息化表現(xiàn)為查詢檢索效率的提升。以試劑、耗材管理為例，以往紙質(zhì)管理模式較難做到實(shí)時(shí)查詢庫(kù)存量，且實(shí)現(xiàn)成本較高，而現(xiàn)行LIMS模式能夠容易解決查詢困難問(wèn)題。自動(dòng)化表現(xiàn)為計(jì)算的自動(dòng)化。以原始檢測(cè)記錄為例，以往需要檢驗(yàn)員使用計(jì)算器或Excel計(jì)算，效率較低，同時(shí)，存在信息共享不便的問(wèn)題，而現(xiàn)行LIMS模式將計(jì)算公式內(nèi)置到系統(tǒng)中，并且授權(quán)用戶可方便核查數(shù)據(jù)。

3 結(jié)束語(yǔ)

檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)的應(yīng)用對(duì)實(shí)驗(yàn)室自身管理與發(fā)展十分必要，它提高了檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室工作效率和管理水平。隨著新技術(shù)的應(yīng)用,該系統(tǒng)可通過(guò)結(jié)合其他技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步擴(kuò)展，以適應(yīng)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室管理的新需求。本文系統(tǒng)設(shè)計(jì)部分對(duì)采用其他編程語(yǔ)言或數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)仍然適用。

致謝：實(shí)驗(yàn)室肖海軍主任提供了系統(tǒng)功能開(kāi)發(fā)的思路并督促完成，實(shí)驗(yàn)室同事在系統(tǒng)需求分析以及試運(yùn)行階段提出了很多寶貴建議，在此一并致謝!

[1] 雷霆,焦旭東,于健.基于B/S架構(gòu)的實(shí)驗(yàn)室綜合管理系統(tǒng)的應(yīng)用設(shè)計(jì)[J].實(shí)驗(yàn)室科學(xué),2012,15(2):134-137.

[2] 肖鵬博,盧艷青.高校開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù),2011,9(5):57-59.

[3] 王賢川,曾敏,王學(xué)寶,等.分析測(cè)試中心實(shí)驗(yàn)室信息管理平臺(tái)建設(shè)探究[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索,2012,31(1):158-160.

[4] 毛東英,王志偉.淺談加強(qiáng)我院實(shí)驗(yàn)室試劑耗材管理[J].中國(guó)醫(yī)療設(shè)備,2012,27(12):112-113,109.

[5]豈興明,矯津毅,銀華強(qiáng),等. Visual Basic.NET項(xiàng)目開(kāi)發(fā)寶典[M].北京：電子工業(yè)出版社，2007.

[6]姜宇鋒,付鈺,吳曉平.基于RBAC的權(quán)限系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].計(jì)算機(jī)與數(shù)字工程,2009,37(6):98-101.

Design and Realization of Chemical Testing Laboratory Information Management System

SUN Luyun, CHEN Xiaoquan

(Lab of Technology Center, Menghai Tea Industry Co.Ltd,TAETEA Group,Menghai 666200, China)

The routine work of chemical testing laboratory management is very rich, and a large amount of data is involved. The information-based management system,integrating resources from all sources, makes the laboratory management more efficient.Chemical testing laboratory information management system was designed and developed combining actual work needs of laboratory. Requirement analysis, project and structure of the information management system which included background of the system,system module, business processes and database design, were detailed.Chemical testing la boratory information management system was developed by adopting SQL Server and VB.NET,based on C/S mode.Systematic function module involved documents,samples, supplies and reagents,equipment, testing, person and mainly included all areas of laboratory management in order to meet the requirements of laboratory management.

testing laboratory; information management system; system design；C/S mode

2013-10-27；修改日期: 2014-06-04

云南省企業(yè)技術(shù)中心創(chuàng)新能力建設(shè)項(xiàng)目(2009 D1037)。

孫魯云(1989-),男，學(xué)士，助理統(tǒng)計(jì)師，主要從事統(tǒng)計(jì)應(yīng)用、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)與應(yīng)用的工作。

TP311

A

10.3969/j.issn.1672-4550.2015.03.022