Statistical quality control module in a laboratory information management system

Thumbnail Image

URL

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

School of Chemical Engineering | Master's thesis
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author

Authors

Date

2010

Department

Biotekniikan ja kemian tekniikan laitos

Major/Subject

Prosessien ohjaus ja hallinta

Mcode

Kem-90

Degree programme

Language

en

Pages

xii + 107

Series

Abstract

The importance of laboratory information management systems (LIMS), the basic tools of laboratory data handling, has grown continuously during their almost three-decade lifespan. As a result of the automation and complexity of modern measurement devices and interfacing with external systems, the amount of data available in LIMS has increased and the systems have become more intelligent and feature rich. A LIMS commonly includes some statistical monitoring functionality for ensuring laboratory analysis quality. This functionality is usually implemented with basic SPC-charting. However, during the last few years, the amount and complexity of LIMS data have increased. At the same time, modern multivariate statistical analysis methods have reached a point where they are commonly applied for fault detection, prediction and monitoring. However, these methods are still rarely applied in conjunction with LIMS programs. In addition to the evolution of monitoring methods, the possibilities provided by software development have increased. With new internet based platforms, open source frameworks and increased computational power, the creation of complex calculation modules has become easier and more cost effective. The aim of this Masters Thesis was to develop a state-of-the-art, extendable, online supportive monitoring module for LIMS use. In the literature part of this master's thesis, multiple univariate and multivariate monitoring methods are presented. In addition, a brief look is also taken into LIMS history, laboratory QC and different commercial, third party monitoring applications. The experimental part of the thesis consists of development of the monitoring module. Different development phases, and the chosen technologies, architecture and development methods are discussed.

Laboratorioiden tiedonhallinnan perustyökalun, LIMS:n, tärkeys on jatkuvasti kasvanut sen liki kolmen vuosikymmenen olemassaolon aikana. Nykyaikaisten analysaattoreiden ja järjestelmäliitäntöjen myötä myös järjestelmissä olevan datan määrä, ohjelmistojen älykkyys ja monipuolisuus on kasvanut merkittävästi. LIMS sisältää usein pienen määrän statistiseen monitorointiin perustuvia laskennallisia menetelmiä, joilla pyritään valvomaan laboratorion analyysien laatua. Yleensä tämä toiminnallisuus on toteutettu SPC-korteilla. Viimeisten vuosien aikana LIMS-datan määrä ja kompleksisuus on kuitenkin kasvanut. Samaan aikaan modernit statistiset monimuuttuja-analyysit ovat saavuttaneet tilan, jossa niiden ymmärrys ja käyttö ovat vakiintuneet osaksi virheentunnistuksen, -ennustuksen ja monitoroinnin repertuaaria. Näitä menetelmiä ei kuitenkaan ole juurikaan käytetty LIMS-järjestelmien kanssa. Monitorointimenetelmien ohella myös ohjelmistokehityksen menetelmät ja mahdollisuudet ovat kasvaneet. Nykyaikaisten internet-pohjaisten ohjelmistoalustojen, vapaan lähdekoodin kirjastojen ja lisääntyneen laskentatehon myötä kompleksisten laskentaohjelmistojen kehittäminen on muuttunut helpommaksi ja halvemmaksi. Tämän diplomityön tavoitteena oli kehittää moderni, laajennettava ja online-kelpoinen monitorointimoduuli laboratorion informaatiojärjestelmien käyttöön. Työn kirjallisuusosiossa esitellään erilaisia yksi- ja monimuuttuja menetelmiä. Lisäksi luodaan katsaus LIMS järjestelmien historiaan, laboratorion laadunvalvontaan ja käydään läpi kolmannen osapuolen monitorointijärjestelmiä, jotka ovat tavalla tai toisella liitettävissä LIMS dataan. Kokeellinen osio keskittyy monitoriointimoduulin kehittämiseen. Tässä osiossa kuvataan kehitysprojektin eri vaiheet ja lisäksi keskustellaan moduulin arkkitehtuurista, käytetyistä kehitysmetodeista ja ohjelmistoteknisistä valinnoista. Ohjelmistoprojektin tuloksena kehitettiin uusi ohjelmistomoduuli. Moduulia voidaan käyttää toteuttamaan LIMS:iin erityyppisiä kehittyneitä monitorointi ja laadunvarmistus metodeita.

Description

Supervisor

Jämsä-Jounela, Sirkka-Liisa

Thesis advisor

Oinas, Raimo

Keywords

LIMS, monimuuttuja, SPC, monitorointi, multivariate, ohjelmistomoduuli, monitoring, software module

Other note

Citation

Permanent link to this item

https://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-2020122356489

Collections

[dipl] Kemian tekniikan korkeakoulu / CHEM