Лабораторная система управления информацией

Никколо Макиавелли, "Государь"

При современном уровне развития производства требуется оперативный доступ к многообразной информации,получаемой в лаборатории. средством достижения этого служат лабораторные системы управления информацией (Laboratory Information Management System или сокращено LIMS).

В настоящее время насчитывается около 50 различных производителей подобного рода систем. Такая густонаселенность этого сектора рынка и готовность аналитических лабораторий инвестировать установку этих систем определяется тем, что обработка полученных данных и составление отчетов требует достаточно много времени. Если рассмотреть статистику по ежедневным затратам времени в аналитической лаборатории в (%), то она выглядит следующим образом:

Из этих данных видно, что обработка данных и составление отчетов - довольно трудоемкий процесс, автоматизация которого напрашивается сама собой.

Несмотря на имеющиеся трудности, в России и странах СНГ процесс технического переоснащения лабораторий не остановился: внедряются новые современные методы, аналитические приборы и вычислительная техника. Однако эффективное использование возможностей современного аналитического контроля и компьютерной техники остается невозможным ввиду применения в лаборатории "старой" системы обработки информации, которая ориентирована на классические методы анализа со сбором и обработкой данных вручную, с многочисленными записями в журналах исполнителей разного уровня.

Какие же основные недостатки "старой" системы?

• отсутствие оперативности при передаче информации о результатах анализов;
• многократное переписывание одной и той же информации вручную различными исполнителями;
• невозможность оперативного управления лабораторией, трудоемкий доступ к исходным данным;
• значительные затраты времени при обработке и расчете долгосрочных характеристик качества продукции;
• несоответствие требованиям стандарта ISO9001( международный стандарт качества, принятый в настоящее время как государственный стандарт и в России )

Понимание этих проблем еще 10 лет назад привело к тому, что ряд аналитических лабораторий крупных предприятий приступили к созданию собственных лабораторных систем управления информацией силами АСУ на вычислительной технике того времени. Сегодня, когда изменилась идеология построения баз данных, и возникли требования интеграции подобных систем, предприятия отказываются от их эксплуатации. При современной динамике развития вычислительной техники всем понятно, что создание новых, современных управления информацией и поддержание их работоспособности собственными силами предприятия потребует неоправданно больших затрат, поэтому растет интерес уже к готовым решениям.

Фирма Перкин-Элмер производит все необходимое для комплексного оснащения аналитической лаборатории, в том числе и лабораторную систему управления информацией SQL*LIMS. Данная система разрабатывается отделением фирмы PE Informatics (до недавнего времени PE Nelson). Она основана на современных промышленных стандартах и удовлетворяет всем требованиям, предъявляемым к системам такого типа. SQL*LIMS - первая из систем данного класса, установленная в России, и уже более года успешно работающая на Чепецком механическом заводе.

Фирма Перкин-Элмер накопила большой опыт создания подобных систем. Первая коммерческая версия SQL*LIMS появилась еще в 1979 году, а в 1998 году она заняла первое место в мире по количеству продаж (по отчету AII).

C 1984 года фирма заключила партнерское соглашение с корпорацией ORACLE, которая занимается производством инструментария для создания баз данных, используемых на различных компьютерных системах. Этот инструментарий является основой для создания любых баз данных, работающих на промышленных предприятиях. Он обеспечивает SQL*LIMS необходимую гибкость и позволяет настроить систему на ту работу и те потоки данных, которые существуют в лаборатории. Такая настройка не требует знания программирования и может производиться сотрудниками лаборатории простым введением определенных параметров, что создает возможность настраивать систему в процессе ее эксплуатации, следуя за теми изменениями, которые происходят в лаборатории.

В стандартном варианте система SQL*LIMS обладает следующими функциями:

• регистрация плановых и внеплановых образцов,
• отслеживание местонахождения и состояния образцов (производились ли анализы, какие анализы произведены и т.д.),
• распределение работ и ведение рабочих журналов,
• ввод результатов и обсчет их,
• автоматический ввод результатов,
• автоматическая проверка результатов на соответствие установленным пределам,
• утверждение и отбраковка результатов,
• автоматическая генерация отчетов,
• выполнение различных программ пользователя в зависимости от состояния образца,
• различные статистические отчеты о деятельности лаборатории,
• аудит деятельности лаборатории,
• архивация данных.

Регистрация образцов может производиться как автоматически, так и интерактивно, путем ввода информации в одно или несколько окон на экране компьютера. Возможна разработка нескольких сценариев запросов на регистрацию, в зависимости от того, что поступило на исследование. Может быть разработан сценарий для регистрации плановых образцов в случае, когда их тип и количество заранее известны. Возможна разработка сценария для внеплановой регистрации, когда материал неизвестен и не определены анализы, которые необходимо выполнить. Может быть составлено расписание регистрации образцов, если, например, необходимо строго соблюдать время отбора и регистрации проб. При этом система сама будет отслеживать выполнение расписания.

Внешние компьютерные системы управления технологическими процессами могут формировать информацию об образцах и продукции в SQL*LIMS автоматически.

После того, как информация об образце будет занесена в систему, возможности SQL*LIMS предусматривают исправление первоначальных требований и проведение дополнительных анализов.

Рабочий журнал позволяет сгруппировать взаимосвязанные анализы и необходимые для их проведения стандарты. С его помощью можно отслеживать количество и тип стандартов, необходимых для проведения указанных анализов. При формировании рабочего журнала его ведение может быть предписано конкретному человеку или лаборатории.

Ввод результатов осуществляется как автоматически, так и вручную. Можно вводить либо результаты конкретного анализа, а также заполнять рабочий журнал. При вводе результатов предусмотрена их автоматическая проверка на соответствие различным пределам. Например, это может быть полезно при задании сортности или автоматического отслеживания значений, величина которых ниже предела чувствительности прибора. При вводе результата, находящегося вне допустимых пределов, последний меняет цвет, что позволяет сразу же его обнаружить.

Утверждение также может производиться в автоматическом и ручном режимах. Ответственное лицо имеет возможность просмотреть результаты и принять решение об их утверждении всего лишь нажатием клавиши манипулятора "мышь". Однако принимать решение об утверждении, основываясь на сравнении результатов с заданными пределами, можно доверить и SQL*LIMS.

Следует отметить, что система строго разграничивает доступ к информации и возможности манипуляции с ней. Например, оператор может видеть и изменять только свои результаты, в то время как руководитель лаборатории имеет доступ к информации, получаемой всеми подразделениями.

Анализ деятельности лаборатории производится на основе сохраняющихся в системе данных и может состоять из различного рода статистических исследований, временных распределений. Такие исследования позволяют правильно оценить работу лаборатории и планировать ресурсы на будущее.

Все эти функции были бы бесполезны, если бы система SQL*LIMS не обладала мощной поддержкой национальных языков. В базовый комплект входит специальная утилита, позволяющая переводить и изменять любой текст, от названия полей до заголовков окон. Московское отделение фирмы Перкин-Элмер уже перевело SQL*LIMS на русский язык, и именно эта русская версия работает в Удмуртии.

Одновременно могут поддерживаться несколько языков. Кроме того, предусмотрено создание версии на основе специальной терминологии, используемой именно в данной лаборатории или подразделении. Эта информация также содержится в базе данных, и различные версии могут легко устанавливаться в отдельном подразделении, лаборатории или непосредственно самим пользователем. Такой возможностью обладает только SQL*LIMS.

Следует отметить еще одну особенность продукции PE Informatix, выгодно ее отличающую от других систем LIMS – это наличие широкого спектра дополнительных продуктов. Фирма Перкин-Элмер предлагает комплексно решать вопросы автоматизации лаборатории. В частности, она уделяла и уделяет особое внимание хроматографии, как в области разработки приборов, так и в области создания соответствующего программного обеспечения. В результате, по итогам опроса пользователей, проведенным журналом Scientific Computing&Automation, программное обеспечение для хроматографии Turbochrom уже шестой год подряд становится победителем. Для интеграции хроматографа, работающего под управлением Turbochrom, в систему SQL*LIMS, разработан пакет CONNECT^TM .

CONNECT^TM предоставляет простой способ интеграции SQL*LIMS и Turbochrom. После установки CONNECT, программа управления хроматографом становится клиентом SQL*LIMS, что позволяет ей напрямую обмениваться данными с системой SQL*LIMS. При такой конфигурации Turbochrom автоматически отслеживает информацию о зарегистрированных в SQL*LIMS образцах, что позволяет сформировать необходимый набор команд для хроматографа, после чего выполняется соответствующий анализ. Результаты могут быть просмотрены в Turbochrom и автоматически переданы в лабораторную систему управления информацией, которая выдаст соответствующий сертификат. Таким образом, различные хроматографы, включая Perkin-Elmer Autosystem XL GC, HP5890A/Series II GC, HP 6890/6890 Plus и системы для жидкостной хроматографии Perkin-Elmer могут вместе с данным программным обеспечением образовывать единый автоматизированный комплекс.

При разработке программного обеспечения ко всем приборам фирмы Перкин-Элмер всегда учитывается возможность подключения их к системе SQL*LIMS. Возможность подключения других приборов обеспечивается модулем IDM – Модулем Конструирования Прибора (Instrument Design Module).

IDM Модуль является инструментом для связи системы с прибором. Он предназначен для сбора, переработки и пересылки данных фактически с любого прибора в базу данных SQL*LIMS. Этот модуль не требует подключения какого-либо дополнительного оборудования, так как решение - чисто программное.

Хотелось бы обратить внимание еще на одно дополнительное программное обеспечение – SQL*BARCODE^TM.

SQL*BARCODE^TM – мощное средство увеличения производительности, упрощающее ввод и вывод данных. Это уникальная система позволяет работать с SQL*LIMS, используя считыватель штриховых кодов. Она облегчает монотонный труд, связанный с повторяющимися процессами в лаборатории, включающими регистрацию большого количества образцов, манипулирование связанной с ними информацией и особенно полезна для подразделений, выполняющих много рутинных анализов. При сканировании наклейки со штрих-кодом с помощью лазерного считывателя SQL*BARCODE^TM регистрирует поступление образца в лабораторию и упрощает процессы сохранения и вывода соответствующей информации. При этом уменьшается риск искажения информации из-за случайных ошибок при ее вводе.

Описанное программное обеспечение - лишь часть из того, что предлагает фирма. Даже это краткое описание дает представление о том, какое значение компания придает решению задач комплексного оборудования аналитической лаборатории и отражает мировые тенденции в обеспечении и оборудовании современной лаборатории.

Комплексная автоматизация, возможно, - не первоочередная задача в лаборатории с устаревшим парком приборов, но, в конечном итоге, и в такой лаборатории вопрос об автоматизации рано или поздно возникнет - на это указывает мировая практика. Исходя из этого, может быть уже сейчас стоит внимательно присматриваться к тому, в каком направлении идет разработка систем управления информацией, какие продукты предлагают ведущие фирмы – законодатели мод в этой области. Такая информация поможет сделать правильный выбор уже на первом этапе создания новой, современной аналитической лаборатории. Если же первый этап позади, то, возможно, время пришло?….