实验室信息管理系统(LIMS)的选型及实施

1、实验室信息管理系统（LIMS）的选型及实施摘要:实验室信息管理系统将实验室的样品、人员、仪器、试剂耗材、标准方法和环境等资源要素有机结合起来，可以实 现业务流程、资源、数据等全面、规范、高效的管理，为实验室管理水平的整体提高和全面协调提供先进的技术支持。本文从 选型和实施的角度出发，明确了 LIMS选型和实施的过程及注意点，最后以天目湖先进储能技术研究院测试分析中心实验室 为实施案例展示了西门子Unilab 7.5产品的界面及功能。关键词:实验室;信息管理系统;选型;实施1实验室信息管理系统（LIMS）简述1.1概念实验室信息管理系统（Laboratory Information Manage

2、ment System，简称LIMS）是以实验室管理为 核心，根据ISO/IEC 17025国际标准,采用先进的计 算机技术和科学的实验室管理方法，将实验室的样 品、人员、仪器、试剂耗材、标准方法和环境等业务要 素有机结合起来，以实现业务流程、资源、数据等全 面、规范、高效管理的信息化集成系统。LIMS基于计算机局域网将实验室的测试仪器 连接起来，以样品接收、样品测试、数据采集与录入、 过程记录复核、最终结果审核、报告签发等业务流程 管理为核心并建立完善的质量保证体系，将实验室 的样品、人员、仪器、试剂耗材、标准方法和环境等资 源要素进行科学的信息化管理，为实验室管理水平 的整体提高和实验室的

3、全面协调提供先进的技术 支持2。1.2发展历程实验室信息管理系统LIMS从上世纪70年代 末开始，发展到现在已经有40多年的历史了。随着 计算机软硬件和网络技术的发展，结合科学先进的 实验室管理方法,LIMS系统有了长足的发展。具体 来看,LIMS的发展主要分为以下4个阶段。第一阶段:初级LIMS产品，由软件公司为用户 定制化开发个性化产品，存在很多缺点例如维护成 本高、功能不全、无法升级，难以满足用户不断不断 变化的需求。第二阶段:商品化LIMS产品，以客户 端/服务器（C/S）结构为基础的LIMS系统,缺点在 于客户端软件需要IT人员根据业务人员的需求在 原有的基础上进行二次开发，且C/S

4、结构的客户端 维护成本较高。第三阶段:配置型LIMS产品，第三 阶段的产品在第二阶段的基础上进行了优化，用户 的具体需求只需要在客户端软件上做一些简单的配 置就可以实现，无需编程;缺点在于C/S结构的客 户端维护成本较高。第四阶段：以浏览器/服务器 （B/S）结构为基础的配置型LIMS产品，这种系统的 优势在于用户需求可以通过简单配置灵活实现，且 无需安装客户端软件，只需对服务器进行维护即可， 极大地降低了后期维护的工作量2。随着未来数据挖掘、人工智能技术的发展, LIMS系统将变得更加智能化,更加符合用户实际应 用场景的需求。1.3作用及意义实验室信息管理系统LIMS实现了测试业务流 程的无

5、纸化记录和追踪，将实验室各个资源要素有 机结合并进行了信息化的管理，为未来数据挖掘、人 工智能技术的应用提供了基础数据。LIMS缩短了 测试业务流程的时间,降低了实验室运营的成本,从 整体上提升了实验室的运行效率和管理水平i。2实验室信息管理系统（LIMS）的选型2. 1选型基础明确实验室所属行业、类型及需求。目前实验室信息管理系统（LIMS）应用的行业 主要包括化工、医药、烟草、汽车、新材料等,应用的 实验室类型按照不同的分类标准包括一方、两方、三 方实验室以及质检型实验室和研发型实验室。 LIMS系统选型的基础首先在于明确实验室所属的 行业及类型，虽然LIMS系统的基本功能模块大同 小异，

6、但是不同行业和实验室类型的需求有较强的 针对性。例如医药行业对LIMS系统的要求首先是 质量和合规性，其次才是提高效率和降低成本;汽车 行业对LIMS系统的要求除了基本的样品测试，还 包括整包项目的验证及评估;三方实验室的主要业 务是对外提供服务,因此核心需求是提高效率、降低 成本、创造更好的盈利性;质检型实验室一般有固定 的测试方法,测试报告的模板也很明确;研发型实验 室一般没有固定的测试方法，也不需要提供严格的 测试报告。因此LIMS系统选型首先要明确实验室 所属行业及类型。明确的需求是选型成功的关键。在确定实验室 所属行业及类型的基础上，还需要进一步明确实验 室信息化管理的具体需求，例如

7、实验室的业务主要 包括哪些？除了基本的样品测试，有无整包的项目 的验证、评估及管理？整包项目与基本的样品测 试有无关联流程？需要把实验室业务的整体流程图 画出来，包括流程涉及的人员等业务要素。实验室 的仪器设备是否需要做数据自动采集？数据量有多 大？这些都需要反馈给LIMS产品供应商和实施 商。实验室哪些资源要素需要管理，有无侧重？例 如仪器设备的期间核查及校准，试剂耗材的库存提 醒等。另外LIMS系统是否涉及跨部门流程，需要 与其他系统对接？因此在启动LIMS项目后，实验 室业务人员需要详细梳理组织架构、业务流程、资源 要素、关键亮点需求等，必要的时候可以请IT部门 的同事配合解决相关技术问

8、题。2.2选型内容充分调研LIMS市场及供应商，选择合适的产 品和实施方。LIMS系统历经40多年的发展，已经形成了相 对细分的市场和具有一定品牌影响力的供应商。国 外例如赛默飞世尔的SampleManager、Labware的 LW-LIMS、雅培信息的STARLIMS、西门子的Unilab 等，国内例如三维天地、北京创腾、天禾元创等，国内 LIMS供应商的发展路径一般都是先从代理国外成 熟产品开始,然后再进行自主创新、独立开发产品。 除了调研各大供应商的市场份额和品牌影响力，还 要更加关注他们的专注领域和客户案例，例如赛默 飞世尔专注石化和制药行业一方研发和质检实验 室,近年来也有一些国际

9、第三方实验室客户。如果 供应商的专注领域和客户案例和自身实验室相像, 那么在后期项目实施的过程中就会给到更多的行业 经验分享和指导，从外部助推实验室管理水平的 提升。好的产品和实施方无疑是项目建设成功的关键 因素之一。目前选择产品主要关注其技术和价格层 面,技术层面例如系统采用什么架构,能否进行云部 署，能否进行简单灵活的流程和资源管理配置即可 满足复杂多变的需求侦戒，能否提供移动端APP实 时异地访问系统;价格层面例如系统本身的软件License 费用、实施费用以及后期维护费用，在技术满 足需求的前提下要尽量降低成本。另外LIMS产品 的供应商和实施方最好是同一个即所谓的原厂实 施，因为供应

10、商是最了解自身LIMS产品的，同时也 有利于减少沟通成本。2.3选型流程搭建团队，确定需求,考察供应商及产品,样例 系统，综合评价。搭建团队LIMS系统选型团队主要由实验室业务人员、IT 人员和采购人员组成，其中实验室业务人员包括流 程管控和资源管理两类,IT人员包括项目管理和技 术人员两类，实验室业务人员主要负责梳理业务流 程、提出资源要素管理的需求，IT人员主要负责将 业务需求转换成技术需求,判断产品的技术可实现 性和先进性，采购人员负责后期定型的商务谈判。确定需求LIMS系统具体需求主要包括业务流程管理、资 源要素管理、关键技术等，业务层面的需求主要由实 验室业务人员把控，技术层面的需求

11、主要由IT人员 把控。考察供应商及产品在了解了 LIMS市场份额和供应商品牌后，就 需要进一步考察供应商，充分调研各家供应商的公 司实力、具有代表性的行业及项目、系统总体架构、 软件界面及基本功能模块、软件费用等重要信息，并 从中筛选出3-4家意向供应商。让意向供应商联 系安排去他们具有代表性的项目客户那实地参观考 察，代表性项目最好和自身实验室行业和类型详尽， 一方面考察供应商及产品，一方面学习行业先进 经验。样例系统在考察完供应商和产品之后可以先签署意向协 议,根据实验室具体需求搭建简单的样例系统,进一 步深入地评估产品的适配性。综合评价在确定基本需求、充分调研完各家供应商和产 品之后，可

12、以从几个要素角度例如公司成立时间、注 册资本、员工人数、代表行业及项目、软件费用、系统 总体架构、界面及功能模块等综合评价供应商及产 品，最终选定1-2家意向供应商。商务谈判在确定好1-2家意向供应商后由采购负责进 行商务谈判，商务谈判主要需要注意以下问题：签署保密协议。供应商在实施系统的过程 中可能会涉及实验室的技术秘密或商业信息，因此 最好签署一份保密协议。针对项目开发功能模块应尽量争取知识产 权和系统源代码，以防供应商不履行维护服务或服 务期满后漫天要价。应提前和供应商约定后期系统的维护费用 以及系统扩容后软件License的优惠价格，防止后期 系统运营成本过高。应提前约定好富有经验的项

13、目实施人员， 防止后期有变动影响项目实施的效果。如果涉及系统集成,应提前约定好系统接口 等方面的事宜，防止后期数据互通困难或报价过高。3实验室信息管理系统(LIMS)的实施3. 1硬件选型与机房建设硬件建设主要包括实验室局域网布线工程，交 换机、路由器、服务器及备份机选型以及机房相关配 套建设例如配电、接地、UPS电源、防尘、防静电、空 调等，如果连接外网还需要考虑防火墙等安全设施 及策略。由于机房配套设施建设相对麻烦且后期需 要运营维护，因此可以考虑LIMS系统上云，由云服 务供应商提供存储、计算、安全和维护服务。由于上 云存在数据泄露的安全隐患，因此需要综合评估上 云的成本和安全性，目前大

14、多数实验室的LIMS系 统还是以本地机房为主。3.2实施步骤实验室信息管理系统(LIMS)的实施步骤主要 包括项目启动会、前期初步培训、需求调研、形成用 户需求说明书、系统功能设计报告、系统配置及开 发、系统功能单元及集成测试、系统上线及试运行、 问题整改和项目验收。LIMS系统实施主要需要注 意以下问题：建立完整全面的项目组织架构。项目组织 架构应包括项目管理委员会甲乙双方的领导、双方 项目经理、双方业务实施人员、双方IT开发及运维 人员。拟定项目实施计划及范围，把控项目实施 质量及进度，每个月至少要开1-2次汇报会议，讨 论目前的项目进度、存在的问题以及解决方案。重要的技术文档如用户需求说

15、明书、系统 功能设计报告、系统功能单元及集成测试报告和项 目验收报告应根据项目时间节点按照组织架构进行 签字并妥善保存。所有的培训、配置及测试工作应尽量让全 体实验室人员参加，以便所有人员熟悉使用系统，暴 露系统存在的问题,从而更好地优化和改进系统，完 成全部的知识转移。系统上线试运行以后应该配置一名业务和 IT人员负责系统日常的运营维护，及时解决系统遇 到的各项问题。系统上线试运行后应至少预留半年时间再 验收，充分发现系统存在的问题并解决，使得实验室 的业务开展和系统运行紧密融合。4案例中科院物理所-天目湖先进储能技术研究院测 试分析中心实验室立足锂电行业，为锂电上下游企业 提供第三方测试分

16、析服务和项目型失效分析服务，属 于锂电行业第三方科研型实验室。测试分析中心实 验室拥有价值超过1亿的仪器设备，包括SEM、TEM、 XCT、XRD、NMR、XPS、TOF-SIMS、失效分析互联互通 惰性气氛装置等。测试分析中心实验室的工程师大 多拥有硕士及以上学历,主要从事电池相关材料的形 貌、成分、结构、物化性质的表征与测量以及电池器 件、组件的性能质量评估，经验丰富。测试分析中心实验室LIMS项目从2018年12 月立项，2019年3月开始选型，到7月选择了西门 子Unilab 7. 5的LIMS产品，目前已完成LIMS系统 的实施和开发工作，进入系统功能单元和集成测试 阶段，系统上线及

17、试运行状态良好。Unilab产品采 用B/S架构和本地部署的方式，进行简单灵活的流 程和资源管理配置即可满足复杂多变的需求，可以 通过手机远程实时访问LIMS系统，系统界面如下 图所示。测试分析中心实验室LIMS系统主要包含流程 管理、资源管理和数据管理3大功能模块，其中流程 管理包括订单排程、样品接收、编码、分样、留样、入 库、测试、数据审核、原始数据与报告;资源管理包括 样品、人员、仪器、试剂耗材、标准方法和环境的实验 室资源要素；数据管理主要包括仪器连接、数据采 集、权限管理、数据完整性、质量及偏差管理、查询与 统计分析。测试分析中心实验室LIMS系统还与客 户订单预约网站集成，两者通过

18、数据接口交互请验 订单信息、客户需求变化信息、机时信息、请验订单信息审核、测试进度信息、测试数据结果，预约网站相当于前台,LIMS系统相当于后台管理系统。|Q查词Parameter Group： PR044Assign Date: 2019/11/28 Assigned By:管理员 State：可用图1天目储能-测试分析中心实验室LIMS界面n重新排程囹表和趋势 设萱图漩趋势用户和岗位 配置用户和岗位SC0320191128001气相色谱质谱联用仪GC-MS2019/11/28 10:23:30可用SCO32O191127002ZahnerWB工仙2019/11/27 15:56:05可用SC0320191127001僻工快2019/11/27 15:17:08可用SC0320191126004蔑超瞬-ic2019/11/2614:57:11可用CreationDate 4SnortDescnptionDescnptionDescriptionAssign Date含量2019/11/28 10:32:08-5总结实验室信息管理系统将实验室的样品、人员、仪 器、试剂耗材、标准方法和环境等资