随着市场经济的形成和发展，产品商品化、产品标准化以及产品质量规范受到了社会、厂商和消费者的重视，承担产品生产检测、检验和产品检验认定的分析实验室的任务也在增加。因此，实验室的自动化、信息化一直得到分析科技工作者和企业生产管理人员的特别关注。

    实验室信息管理系统(LIMS，Laboratory Information Management System）是实验室现代综合管理的一种理念、技术、方法、产品和整体解决方案。是分析检测技术、仪器仪表技术、网络通信技术、计算机技术、信息技术以及现代管理技术的集成与应用。是一个专门为分析化验室或实验室设计的信息管理系统，以实验室样品分析数据的采集、录入、处理、检查、判定、存储、传输、共享、报告发布以及业务工作流程管理为核心，同时实现实验室的人员、材料、设备、技术、方法、资料档案等资源的综合管理，并与企业的综合信息管理系统集成和协同。是实验室自动化发展的必然趋势和高级阶段，是信息经济时代实验室管理的主要表现形式，是实验室信息化和企业信息化的重要组成部分，是企业信息模型（ERP、MES、PCS）中MES的重要内容，是实验室工作的重点从样品分析过程向信息管理过程的延伸、扩展、转移和提升，也是工作方式的根本性转变和提升，是实验室管理科学化、规范化、流程化、精细化、电子化、网络化、动态化、实时化和现代化的重要手段，是实验室建设以及实验室认证的重要技术基础，是工业领域（包括石油、石化、化工、制药、冶金、食品、轻工等）、农业领域、政府事业单位（包括自来水、环境监测、医疗、海关、检疫监测、食品药品监督等）以及科学研究领域检验检测的通用产品和技术。

    1、LIMS的形成

    实验室信息管理系统用于包括研发类实验室、过程测试类实验室以及质量保证类实验室等等。就工业企业而言，又分为生产过程质量检测类、环境保护安全健康检测类、试验研究检测分析类三种。一个典型的LIMS应该能够管理实验室从样品登记一直到报告最终结果的整个产品生命周期（PLM）中的各种各样的数据（PDM）。LIMS术语的第一次出现是在1982年，由于有三家公司推出LIMS产品而正式进入商业领域。在书面上是于1983年第一次出现在美国学者R.E.Dessy的论文里。其实，LIMS技术与产品的研发始于20世纪60年代末，历经了研究、发展、商品化三个阶段，走过了数十年的历程，引发了实验室在管理机制、组织结构、测试技术、数据处理等多方面的变革，已成为实验室自动化、信息化的关键技术。

    追求实验室自动化的理由很多，其根本是改进实验室的工作。改善操作规程的专业性或灵敏性，加快分析速度，提高样品处理量和数据处理效率，加强沟通和联系，简化流程以节省人工费用，满足立法机构的要求，保持与其它公司的竞争优势等。自动化能够使实验室适应工作量的增加，保证在合理的费用前提下，实现分析程序的优化、精密和准确。自动化还将科学工作者从检查、抄写之类的繁琐工作中解放出来，使他们能够腾出精力监督分析工作，并进一步推行自动化、提高自动化水平。实验室自动化的本身不是目的，而是实现目标的手段及解决实验室问题的途径。在分析化学自动化发展的每一步进程中，往往是解决了今天的瓶颈，又产生了下一步需要解决的新问题。

    实验室自动化是一个革命性的变革过程。实验室自动化牵涉到两个领域：仪器自动化和实验室管理自动化。

    仪器自动化的目的是增加样品处理量，提高数据采集效率以及加快数据处理速度。仪器自动化采取多种形式，自动进样器在许多仪器设计中已经使用了多年，灵活的机械自动化和专用的实验室自动化仪器越来越广泛地被采用，其目的在于使仪器分析的样品制备和处理快速、稳定、有效。在过去的20来年中，分析仪器趋向于广泛引入计算机和微处理器，优点是提高数据生成速度和分析数量。毫无疑问，因为可以使用价格较低廉的计算机，傅立叶变换红外（Fourier transform infrared，FTIR）等技术才得以发展。现在，绝大多数的分析仪器使用专用的微计算机，自动化的焦点已转为关注设备控制以及与其它计算机的通信。

    然而，由于仪器自动化产生了大量数据，数据分析、解释和管理就变成难题。而且分析仪器彼此之间很少或无法进行连接，因此成为实验室中的“自动化孤岛”。要克服这些问题，在这些孤岛之间建立桥梁，有效地弥补这些缝隙，数据管理是关键，则实验室信息管理系统是实现管理自动化的重要途径。由于分析工作量的增加及计算机辅助分析设备的增加，推动了数据和信息处理技术的发展。其主要通过关系数据库的应用而发展起来，而关系数据库以前主要用来提高各种业务领域的工作效率。实验室管理自动化在实验室内外产生了信息和数据的高效管理、操作和传播。

    20世纪60年代末，美国一些高等院校、研究所以及化学公司开始研究和使用大型计算机和局域网络系统处理分析化学数据，可以认为是LIMS的雏形。这些最早开发出来的LIMS主要是开发者自己内部使用，实际上是为了使实验室的数据采集和报告处理过程更加规范和顺畅，以便节省大量的时间和资源。

    到70年代，LIMS的发展进入到另一个阶段，出现了一些为客户构建的LIMS系统，主要由一些独立的系统开发商为某些特定的实验室开发，这些系统往往是一次性的解决方案，尽管符合某个实验室的具体要求，但没有更多普遍意义，还不是商品化的LIMS产品。

    此时，有一些开发商开始构建商品化的LIMS产品，到了80年代早期，终于出现了最初的商品化的LIMS解决方案。其通常是由分析仪器厂商开发，依赖自己制造的色谱运行。这些系统尽管一般都是为某个特定的行业（例如制药业）而开发，但仍旧需要很多客户化工作，以便满足特定实验室的需求，这些客户化的工作使实施LIMS的花费增多，而且延长了实施时间。

    在商品化LIMS发展的同时，PC机和网络技术的迅速发展也给实验室和LIMS带来了更多的成长空间。到了90年代，LIMS已由封闭的商品化软件转向强调用户灵活配置的开放性系统。

    接着，商品化LIMS的适应性和功能性已经达到了比较高的水平，许多著名的LIMS产品采用开放的系统结构和平台以及C/S方式，使实验室信息可以在企业级范围内访问。一些厂商也开始提供基于Web模式的LIMS。XML技术也在融入LIMS，便于信息的共享和使用。

    国内LIMS的研究工作相对于发达国家滞后了15年左右，具有自主知识产权的商品化LIMS滞后了10年左右。自80年代中期起，地矿、石化、制药、商检等领域先后引进过多套LIMS产品，这时的LIMS系统为小型机集中式结构。而90年代引进的系统，因为国内外的管理模式差异和文化内涵不同，再加上汉字处理功能较弱，也未充分发挥作用。从90年代中后期以来，国内出现了比较成熟的商品化LIMS产品，例如北京泰立化电子技术有限公司推出的LIMS产品，成功地应用于石化等多个领域。中国石化北京石油化工科学研究院、北京汇博精瑞科技有限责任公司、北京英普思科技发展有限公司、大庆金桥信息工程有限公司等也先后研究或开发了商品化LIMS。上海宝钢、济南钢铁公司，一些医院和生化部门也研发了LIMS。总之，在经历了商品化LIMS开发的萌芽阶段以后，国内LIMS已经渐渐进入成长和成熟期，同国外先进系统的差距也日益缩小。可以乐观地预示，在今后5－10年间，国内LIMS技术将更上一层楼，LIMS市场将会快速拓宽和发展。

    2、 LIMS的研究

    由于LIMS的出现是为了解决分析数据的处理问题，基本限于小范围内部使用，所以从上个世纪60年代末一直到70年代末期，LIMS只停留在初级应用阶段，很少有深入研究。这时的LIMS开发人员基本满足于自己实验室内部的数据处理过程的顺畅、时间的节省以及资源的有效利用，并且受各种软件硬件条件限制，并没有过多展望LIMS的将来，只是将LIMS作为一种实际工具。

    对LIMS的深入研究是从80年代开始。这时出现了商品化的LIMS产品，标志着LIMS研究走出了理论和小范围应用的狭窄区域，有了更广泛的空间甚至商业价值。同时，这时的计算机硬件、网络、操作系统、还有数据库技术，都开始蓬勃发展，客观上给LIMS的发展提供了肥沃的土壤。同时，实验室对数据分析和处理也已经更多地由手工操作向计算机自动处理的方向发展。另外，自70年代质量管理（QC）概念提出以来，提高分析数据质量，并纳入法制轨道，也已是大势所趋，相应标准规范陆续制定与实施，不但是高新技术的发展和产品成熟的标志，同时也在客观上为LIMS提出了更专业、更标准、更规范的要求。

    在这种形势下，很多机构和学者纷纷开展针对LIMS的系统研究。1982年，Raymond E.Dessy（美国弗吉尼亚工业研究院及州立大学化学系自动化实验室及仪器设计组）在《分析化学》第54卷上发表了关于“局域网络”两篇论文。第一篇文章阐述了实验室的网络通信问题。第二篇论文主要是与实验室管理系统相关的技术问题。以局域网络为线索，论述了数据的通信、存储、检索和维护等问题。同年，Scott R.P.W在《Trends in Analytical Chemistry（分析化学的趋势）》一书中发表了“The analytical laboratory computer as a management aid（分析实验室的计算机是管理的助手）”一文，也是早期著名的论文。R.E.Dessy于1983年又发表了两篇实验室信息管理系统的论文。第一篇论及LIMS用途、LIMS功能、条形码、数据存储、关系数据库和LIMS供应商。阐述了LIMS的产生是以微处理机控制的精密仪器采集数据为基础，和等离子光谱、原子吸收以及手工测量产生的数据一起形成数据流。作者首次提出了LIMS术语，并对原理、功能、用途作了说明。第二篇介绍了8家公司的LIMS研究成果。R.E.Dessy的经典文献是对LIMS的发展进行研究和总结的产物，也是LIMS研究走向专业化、系统化的标志。

    此后，随着LIMS产品应用的逐渐增加，各种针对LIMS的研究工作相继开展，有的着重对LIMS的宏观分析，例如LIMS对实验室管理的影响、LIMS的发展趋势等。有的主要是针对LIMS的某个相关问题，包括LIMS的技术以及实现模式、LIMS与仪器分析、LIMS的相关标准规范、LIMS与质量控制、LIMS的实施与案例、LIMS与计算机技术、LIMS的行业应用、LIMS的商业价值和前景分析等。这些工作对LIMS技术和产品的成熟与发展所起的作用是勿庸置疑的，很多研究成果通过专著、论文等形式发表，为广大LIMS开发商和用户提供了很多借鉴和参考信息。

    国外与LIMS有关的专著有近百种之多，其他主要专著还有《先进的LIMS技术：案例学习和商业机会》，由James Stafford编著。《信息时代的数据质量》，由Thomas C. Redman撰写。《实验室信息管理系统：概念、集成和实施(Laboratory Information Management System—Concepts，Integration and Implementation)》，由Robert D. McDowall等编著，1987年于美国纽约出版。这也是一本比较早、比较全面的LIMS专著。《实验室信息管理系统：针对质量保证实验室的开发和实施(Laboratory Information Management System—Development and Implementation for A quality Assurance Laboratory )》，由Mary Hinton撰写，1995年在纽约出版，是所有关于LIMS的著作中比较经典的一部。此书建立了LIMS的标准和目标；在细节上分析了质量保证的校验问题，提供了LIMS校验方法的实例；描述了研究、测试服务和制造业的不同实验室及其功能，同时介绍了这些实验室的LIMS需求；阐述了不同系统中使用的不同类型的数据；展现了如何去设计和实施一个符合实验室需求的LIMS；提供了一个LIMS开发商之间不同特点的对比表格。可以说在实验室人员和软件开发人员之间建起了一座桥梁。《实验室信息管理系统，第二版（修订和扩充版）(Laboratory Information Management Systems ，Second Edition，Revised and Expanded)》，由Christine Paszko和Elizabeth Turner撰写，2002年在美国纽约出版。《成功管理分析实验室》，由Oscar I. Milner撰写，也是一部较早的著作。《利用计算机实现实验室自动化》，由S.P. Maj撰写。《LIMS：针对实验室的实用信息技术(LIMS，Applied Information Technology for the Laboratory)》，由Richard R. Mahaffey撰写，1990年出版，这也是早期的一本专著。《LIMS：实施和管理(LIMS：Implementation and Management)》，由Allen.S. Nakagawa撰写。

    除外，还有更多数量的有关LIMS论文。与实验室和分析化学有关的期刊杂志通常会有不少与LIMS的文献。除期刊以外，有关LIMS的学术会议，每次也会收集很多相关论文并汇编成册。值得一提的是，目前随着互联网应用的普及，很多有关LIMS的文章和论述都可以在互联网上找到，很多LIMS开发商的网站以及与实验室和仪器分析有关的专业网站上都有不少LIMS的文章,为广大LIMS相关人员提供了方便的学习和交流机会。

    国内对于LIMS的研究相对于发达国家是滞后的，这也与国内LIMS应用的相对滞后有关。地矿部测试所应该是国内最早进行LIMS研究和实践的单位，国家地质试验测试中心的应志春等研究人员为把LIMS技术和理念引入中国做了大量工作。20世纪90年代以来，随着LIMS产品在国内的应用， LIMS的研究也逐渐增多，其成果也陆续发表在期刊和出版物上。目前，国内的LIMS研究已经从最初学习和借鉴国外产品和技术，发展到结合国内实际和需求的专门研究，但相关论著数量较少。1992年，应志春等主编了《实验室信息管理系统文集》，收录了国内外与LIMS有关的论文。2004年，北京三维天地科技有限公司王群博士和中国石化信息系统管理部副主任张志檩教授等主编了《实验室信息管理系统（LIMS）——原理、技术和实施指南》一书，是国内首部从LIMS原理、技术和实施进行系统阐述的论著。中国化工学会为了进一步总结LIMS的经验，宣传LIMS的技术，介绍LIMS的产品，探讨LIMS的发展，推动LIMS技术的进一步推广和应用，2006年由张志檩教授等主编、组织化学工业出版社出版了《化工实验室信息管理系统》。这是继王群博士之后国内第二本LIMS专著。《化工实验室信息管理系统》的作者或者长期从事石油化工领域信息化建设的组织、管理、开发与实施工作，或者专门从事实验室的技术工作，或者从事LIMS产品的研究和推广工作，对信息化、LIMS有很深的感情和较深的造诣。该书从突出技术性、实用性、科普性的角度出发，全面翔实地总结了LIMS的产生与沿革、LIMS产品的研究与开发、LIMS的相关标准、LIMS的功能、LIMS在企业中的地位与集成 、LIMS的实施、LIMS的应用案例以及LIMS的最近进展和发展方向。另外，并以附录的形式介绍了国内外知名的LIMS产品及厂商、LIMS的网站以及LIMS的参考书目。这是一本为从事LIMS研究的科技人员、教学人员，实施工作的工程技术人员、生产管理人员提供的一本很好的技术参考书。   

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