实验室监测业务管理系统简单方案.docx

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实验室监测业务管理系统简单方案

实验室监测业务管理系统方案

一、概述

1.建设背景

我国各级环境监测站承担着对污染源、地表水、大气、土壤等各类环境要素的实验室监（检）测业务工作，其业务工作包括例行监测、委托监测及委托检测等综合监测业务，是环境监测数据获取的主要途径。

实验室监（检）测业务工作与自动监控相互结合、相互弥补，形成了相对全面、客观、及时的反映区域环境质量与污染源变化的监测体系。

实验室监（检）测业务工作流程复杂、多变，仅采用传统的纸质资料流转的方式，很难达到对监测信息的传输、处理、深入挖掘分析，与环境管理现代化的要求相差甚远。

环境监测实验室监测业务管理系统即E-LIMS系统正是基于各级监测站信息化管理的需求，采用科学的管理思想和先进的数据库、工作流等技术，实现以实验室为核心的整体环境的全方位管理。

它集任务管理、采样管理、样品管理，资源管理，事务管理，数据管理（采集、传输、处理、输出、发布）等诸多模块为一体，组成一套完整的实验室综合管理和产品质量监控体系，既能满足外部的日常管理要求，又保证实验室分析数据的严格管理和控制。

通过它，实验室可以达到自动化运行、信息化管理的目的，对提高实验室工作效率、降低运行成本起到至关重要的作用。

2.建设原则

为实现各级环境监测站对本系统的要求，充分保障系统建设的连续性、完整性、实用性、可维护性和安全性，系统建设结合环保监测站业务的实际工作，遵循“统一规划、相互协调、分步组织实施”的原则和思路，合理进行资源配置，避免重复建设、重复开发等浪费现象。

其设计原则有以下几点：

（1）采用先进技术手段，适应监测业务的发展趋势

在系统设计时充分考虑到系统的扩充性，将长期的规划和现实的需求统一考虑，便于适应当前和未来一段时间监测业务的发展需求。

同时，采用功能模块化的设计思想，采用网络技术，使系统不会在监测站科室职能和人员发生变化时而影响业务的进行，只要通过调整科室的部分职能模块和部分人员，即可完成科室

的工作调整，而不需要对系统结构进行大的调整。

（2）满足各级环境监测站对环境监测信息处理的要求

在统筹规划、统一标准、统一规范的基础上，以服务环境管理和政府决策为宗旨，强调数据的完整性、一致性和共享性。

开发覆盖区县站、衔接省站、国家站，利用率高的环境监测信息管理应用系统和环境信息资源共享数据库，以应用促发展，整体提高环境监测信息资源的开发利用水平。

（3）与现有的业务处理流程吻合

环境监测业务信息管理是环境监测信息管理系统开发工作的灵魂，因此，业务软件开发必须扣住监测业务工作这条主线，与当前的监测站的监测业务流程相吻合。

3.设计依据

◇国际标准ISO/IEC17025:

1999

◇中国国家标准GB/T15481-2000

◇《检测和校准实验室能力的通用要求》ISO/IEC17025:

2005-5-15

◇《实验室资质认定评审准则》（国认实函[2006]141号

◇《检测/校准实验室能力认可准则》（CNAS-CL01:

2006）

◇《环境监测管理办法》（环保总局令第39号）

◇《污染源监测管理办法》（环发[1999]246号）

◇《环境信息标准化手册》（ISBN:

9787556622110）

◇《环境信息网络管理维护规范》（HJ461-2009）

◇《环境数据库设计与运行管理规范》（HJ/T419-2007）

◇《环境信息系统集成技术规范》（HJ/T418-2007）

◇《环境信息分类与代码》（HJ/T417-2007）

◇《环境信息术语》（HJ/T416-2007）

二、总体设计

1.建设目标

（1）实现环境监测业务全流程监控和管理

本系统涵盖了从环境监（检）测计划制订与维护、采样现场记录、样品交接

登记、样品处置管理、质量控制管理、监（检）测工作分配、样品分析管理、分析结果审核、质量控制、结果汇总统计、监（检）测报告生成等模块。

实现了对环境监测业务的信息化、流程化、规范化，对各类监（检）测业务中的每一个环节都能做到可追根溯源，实现了环境监测业务全流程监控和管理。

极大地提高了环境监（检）测站（实验室）的规范化，提高了监（检）测数据的准确性和监测业务工作效率。

（2）建立基于国际、国家标准的环境监测业务处理知识库

环境监（检）测样品的分析是环境监（检）测实验室的核心业务步骤。

在样品分析步骤中，本系统能自动提取采样环节登记的样品及所需做分析的项目的相关参数，并自动从环境监测业务处理知识库中筛选该分析项目的分析方法、分析依据、计算公式、处置方法、最低检出限等标准信息，在分析人员通过分析设备得到分析数据并录入到系统中后，系统可实现自动计算与匹配，得到计算及综合分析结果，满足国家实验室标准中的检出限标准。

大大减轻了分析岗位人员的计算与查找的工作量，避免了人为的误差。

（3）实现环境监（检）测数据质量控制的追根溯源，提高分析数据的可靠

性

本系统中建立了添加密码平行样、添加密码质控样、添加平行样、添加质控

样等多种质控方法，在计划编制和检测分析过程，根据质量控制规范，可随时添加QC平行样，分析员依据分析方法知识库，严格进行多种手段质控。

在分析科室外部，质量管理科可以通过系统可以为所测样品中的任一样品做自控平行样或自控标准样，不定期地将盲样作为一个新的任务下达，分析科室完成分析后的数据将上传到系统中，系统对结果进行比较，质量管理科可以据此判断分析科室的分析质量情况，实现对环境监（检）测数据质量控制的追根溯源。

（4）实现管理的便捷化与可视化，实现对样品的全生命周期管理

本系统基于Labware工作平台，基于强大并灵活可定制、可维护的原始记录模板完成整个实验室业务的过程管理，实现从样品登记、样品分配、样品检测、样品接收、样品结果录入、到项目结束的样品的全生命周期管理。

整个过程中对样品进行标准的三级审核和多级审批，保证了样品的可用性。

整个平台提供各种样本各种检验流程所有步骤的电子化、自动化功能，具备完善的安全机制、全面

的审计跟踪机制、数据完整性、电子记录电子签名等功能，使得系统的使用更加的便捷、易用，而且图表化的界面，使得系统更加直观。

2.总体架构

本系统是根据环境监测站的各项具体的业务工作及其流程，依据《检测能力建设通用要求（GB/T15481）》和ISO/IEC导则17025的要求，依据各级环境监测站现行有效的通用的质量手册和程序文件以及记录表格的格式，结合实验室管理需求而设计。

能满足中国环境监测总站对地表水、大气、土壤、污染源等实验室监测业务的最新的行业标准的要求。

系统建设以信息安全管理保障体系、运维管理制度与流程规范、服务协同机制以及标准规范体系等为保障，实现对各类环境监测要素实验室监（检）测数据的管理、备份、访问和安全管理。

围绕实验室业务流程，涵盖了从任务通知、计划编制、现场采样、质量控制、样品交接、样品分析、报告管理、样品信息管理、统计报表、数据上报的全过程计算机协同管理，质量控制手段贯穿体现于整个监测业务流程。

完全满足监测管理科、采样科、分析科、质控科、档案科、行政主管部门等各类用户的需求。

图1总体架构

3.实验室基本检验流程

系统特点：

◆无固定流程

◆流程自定义

◆流程灵活可修改

◆全面的实验室业务功能

◆图形用户界面

◆微软Office的操作方式

◆鼠标+键盘相结合方式

以上特点给用户的直观体验就是操作简单、方便，图形结合展示，工作人员登录系统一看便知要干什么，目前任务处于什么状态。

流程灵活可修改，用户只要维护好原始记录表，做好人员职责划分，即可完成全面的实验室业务功能。

4.样品生命周期管理

三、建设内容

1.产品概述

本系统以国际标准ISO/IEC17025:

1999、中国国家标准GB/T15481-2000

《检测和校准实验室能力的通用要求》为依据，结合样品在实验室中的实际流程而设计。

系统基于LabWare国际标准的实验室平台开发，具备强大的原始记录表定制与维护功能，用户操作界面直观、易读，具备操作方便、数据共享、安全可靠等特点，实现了对环境监测专题要素的例行环境监测和委托环境监测业务，涵盖从任务通知、计划下发、现场采样、样品交接、样品分析、质量控制、报告编制、报告审核、报告签发、质控数据统计、原始记录表管理、数据上报等的全过程计算机协同管理，实现监测业务管理规范化。

2.系统首页

系统首页以可视化的工作流形式展示各类环境监测要素，以及各监测要素三个重点流程环节，这样用户可以很直观、方便的进行相应的操作如直接操作采样、监测或实验室分析。

目前该系统涉及到的监测要素包括水环境质量监测、污染源监测、空气环境质量监测和土壤环境质量监测，为各级环境监测站的质控科、采样科、实验室、

档案室等不同科室的业务人员提供信息化业务管理平台。

注：

水环境质量监测、污染源监测、空气环境质量监测和土壤环境质量监测区别最大的是各类监测要素因检测项目不同，各检测项目用到的分析方法不同，因此内嵌于系统中的原始记录表的模板有很大的不同。

原始记录表模板为用户带来很大的便利，是本系统的一大亮点，各流程类似。

图2系统首页

3.环境要素监测

3.1.工作流程介绍

环境要素监测主要是为了完成对地表水、空气、污染源、土壤等的监测并生成符合国家标准的原始记录表，主要包含下发任务通知书、检测计划编制、样品采集、样品检测、原始记录维护、签发报告等。

3.2.任务通知书

图3水环境质量监流程

针对委托性监测和临时性监测，可以通过任务通知书新建任务，包括时间、任务来源、任务性质、监测内容、质控要求、承担科室、任务完成时间、任务下发科室、任务下达者、任务创建时间等，为后续现场采样时提供一个参考。

3.3.计划编制

对环境质量监测计划的制定，是环境质量监测任务下达的前提，一般情况下，环境质量例行监测均需通过制定计划下达任务。

根据权限对环境质量监测计划进行添加、修改、删除、浏览、查询操作，不同权限的用户显示的功能有所不同。

计划编号是系统按照年份自动编号，不可修改。

监测管理人员在计划编制中，可选择监测站点，为该站点添加样品信息、分配操作人、添加调度样品、打印标签、添加密码样等操作。

该阶段主要工作是计划制定、样品分配和任务下发。

3.4.样品采集

计划编制完毕，任务下发后，采样人员登录系统后，默认进入采样流程界面，在该界面可以看到相应的分配的需要采样的信息。

包括计划任务、计划的样品信息、以及样品交接记录表三部分，三部分内容关联同步变化。

可以进行计划备注、样品标签打印、样品交接、创建原始记录并对原始记录复核和审核。

该功能实现

对样品的采集管理以及完成样品的交接。

3.5.样品检测

样品收集完成后，进入样品检测阶段。

具备实验室分析条件的人员依据账号密码登陆系统后，默认进入样品检测流程。

在该页面，工作人员可以直观的看到自己的样品处理量，包括登记的数量、收集的数量、完成的数量和复核的数量。

在该阶段需要工作人员完成的工作主要是样品检测分析以及原始记录表的

数据维护功能，在样品检测分析中需要完成质控工作。

工作人员可以查看所有未接收的样品信息，并对其进行条码扫描录入或者一键批量录入，可以对实验检测分析过程进行质量控制，并对实验分析结果进行登记、复核与审核，并查看监测站点的检测分析报告。

3.6.质控统计

质控统计实现对原始记录表的查看、对质控样品的查询、对质控结果进行报表输出等，是对质控过程的监督管理。

主要包括实验审核、质控样品查询、创建质控报表。

3.7.报告管理

报告管理是整个实验室监测业务管理的最后一个环节，需要对报告进行编制、复核、审核、签发、打印，最后经档案室归档。

报告可以多种格式，多种类型，多种输出方式。

其中报告格式可以是水晶报表、PDF格式、与MSOffice的集成、数据探查器等格式。

输出方式可以是直接打印、发送电子邮件、存盘、网上发布或者导出到其它应用等。

4.样品信息管理

样品信息管理可以实现对例行监测、委托检测/监测或临时性监测任务的样品信息的管理。

除了可以在计划编制过程中添加样品外，还可以通过样品管理流程处理样品信息登记、样品接收、结果录入、样品审核等操作，以此满足不同客户对样品信息的管理需求。

4.1.样品登记

样品登记可通过手动或自动调度，可通过模板登记、网络批量登记以及各种扫条形码登记。

最常用的模板登记，在样品登记时，首先根据样品信息选择相应的模板，进行样品信息维护，如处理单元、样品名称、取样点、产品、取样类型、取样类别、站点等信息登记，然后在检测项目编辑器界面，添加分析，选择样品需要检测的项目，完成样品检测项目的选择，也可以通过添加检测单，依据检测单维护好的检测项目添加到该样品中，这样完成整个样品登记。

4.2.样品分配

样品登记后，需要对样品进行分配，以实现后续的样品分析。

样品可以实现自动、手动、在线监测分配，根据检验项目可选择添加检测单，实现样品的各检测项目的合理分配。

4.3.样品接收

添加完样品后，需要接收完成后才可以进行检测结果录入、审核等操作。

通过查看样品功能，选择要接收的样品，以完成样品接收工作。

样品状态包括未收到、未完成、处理中、已完成、已批准、已驳回、已取消等。

可以通过直接查询标签Id和文件夹的方式查询需要的样品。

4.4.结果录入

样品接收完成后，可通过样品结果录入功能菜单，将检测项目的样品浓度、保证值、不确定值的信息输入，保存后，完成样品结果信息的录入工作。

结果录入可以通过标准录入、网格录入、仪器结果导入、结果文件导入等多种方式实现。

4.5.样品复核

系统具备标准的三级审核和多级审批功能。

样品录入结果后，需要实验室负责人对实验结果进行复核。

通过复核功能菜单，在样品库中选择需要复核的样品信息后，进行批准，完成样品的复核。

复核完成后，样品编号前面会显示绿色对勾标记。

5.数据上报

随着国家对环境质量的上收管理，下级监测站的监测数据需要上报给上级环境主管部门，因此系统内置了各种上报数据的报表模板，可通过工作簿操作自动生成相应格式的报告，并在此报告中，可以根据时间条件进行过滤选择，查询输

出自己需要的上报数据，并直接上报。

6.仪器数据自动采集

本系统支持与实验室仪器对接的功能，可以直接接入仪器的原始分析数据。

可实现仪器数据的自动采集、自动计算、自动比对，将仪器分析界面数据自动处理后，接入本平台的原始记录表中，此功能减少人为录入结果的麻烦，大大提高实验室工作效率。

7.基础数据维护

基础数据维护功能，需要通过管理员进入表资源管理器界面进行维护。

基础数据维护包括人员管理、仪器管理、标准品/试剂管理、站点管理、文档管理、项目人员管理等。

四、系统特点

1.遵循实验室相关规范

LIMS的设计与实现遵循ISO/IEC17025检测和校准实验室要求，符合中国

《国家认可实验室》标准，融合了环境监测QA/QC核心工作流程和站体系文件的要求，贯穿环保行业手工监测业务全过程。

2.基于变化的因素设计数据库

随着环境监测业务的发展，机构、人员、监测内容、监测数据统计属性、环境评价与污染源排放执行标准、数据修约规则等因素处于不停变化的状态，要求业务系统的流程管理、统计分析、报告管理等功能模块具有灵活处理这些变化的能力，避免系统受这些变化因素影响而陷入不适用的境地。

我们在系统研发阶段对未来可能发生变化的因素进行全面深入的考量，以数据库管理方式对它们进行动态管理。

在LIMS采用的解决方法是，将所有能考虑到的变化因素归到基础信息数据库管理功能模块进行统一管理，并建立调用关联逻辑，以支持其它功能模块的应用。

3.建立全省统一的环境信息编码

要实现全省监测信息的快速上报、检索、统计分析，必须建立全省统一的环境信息编码，LIMS根据《环境信息标准化手册》（中国标准出版社），依据国家

的标准和各省的地方特色，建立起全省统一的环境信息编码。

4.实现监测报告的灵活处理功能

为适应不同阶段、不同监测站、不同要求的需要，在保证系统相关数据库原始数据不受影响和应用必须满足质量管理规定要求的前提条件下，从监测报告的输出、格式和内容等方面，充分实现监测报告的灵活处理。

五、案例介绍

实验室监测业务管理系统已应用于多个地市的环境保护监测站，目前平台应用于以下地市：

济南、滕州、德州、淄博、临沂、滨州、济宁等地市。

该产品获得以下奖励：

◆2011年荣获济南市科学技术进步奖；

◆荣获国家科学技术委员会科技成果鉴定证书；

◆获得国家软件著作权；