::: LASINFO.COM - 실험실 디지털 세상 :::

한국담배인삼공사 품질분석센타 LIMS 시스템

시스템 구축 필요성과 구축 방향
시스템 선정
시스템 구축 및 결과
시스템 구축 효과

..more information

충청남도축산위생연구소 LIMS 시스템

연구소 소개
LIMS 도입 배경
LIMS 시스템 구축
LIMS 구축 효과
향후 계획
맺음말

..more information

LG 생활건강 품질보증실험실 LIMS 시스템

LIMS 시스템 도입 배경
시스템 구축 및 결과
결론

..more information

한국담배인삼공사 품질분석센타 LIMS 시스템

품질분석센타 김영주 대리

1. 시스템 구축 필요성과 구축 방향

우리회사는 국내외의 급변하는 기업환경에 적극적으로 대응하기 위해서 그간 강력한 구조조정과 경영혁신을 이뤘다. 또한, 생산성 향상과 경영개선을 통해 원가상승 요인을 흡수하여 담배 소비자의 부담을 최소화하면서 제품의 품질을 지속적으로 향상시켜 개방된 국내시장에서의 시장고수 및 나아가 담배의 국외 수출도 지속적으로 증가시켜 나가고 있다.
우리 품질분석센타의 목표는 우리회사가 생산하는 담배 제품의 원료, 중간제품, 최종제품의 철저한 품질검사 및 생산라인과의 피드백을 통해 우리회사에서 정의된 담배제품의 품질을 지키고 생산비용을 최소화하는 것이다.

우리는 이를 위해서 현재 실험실에서 사용되고 있는 검사장비에서 생산되는 데이터를 중앙 데이터베이스로 통합시키는 '실험실 자동화' 과제를 추진하게 되었다. 그러나 과제를 준비하면서 우리는 단순한 실험실 자동화 이외에 앞으로 계속 확장되어질 품질분석센타의 업무 범위, 품질보증실험실로써 갖추어야 할 검사 시료 데이터 및 정보의 전반적 관리를 염두에 두지 않을 수 없었다.

또한, 우리 실험실의 검사장비에서 나오는 데이터의 성격은 해당 데이터들이 최종 검사 결과값으로 직접 보고되는 경우도 있는 반면, 상당수의 데이터들은 다른 검사장비를 이용한 다음 프로세스의 기본 데이터 또는 다른 검사장비에서 생산된 데이터와의 연산을 통한 별도의 최종 검사 결과값을 만들어내야 하기 때문에 단순한 검사장비 데이터 전송의 자동화만으로는 우리가 원하는 목적을 달성키 어렵다고 판단되었다.

<그림 1 > LIMS 자동 생산 보고서 1

<그림2> LIMS 자동 생산 보고서 2

또한, 실험실에서 직접 검사를 수행하는 입장에서는 업무 로드를 줄일 수 있는 시스템 도입을 원했다. 품질분석센타는 실험실 직원수에 비해 다수의 검사장비 가동과 함께 습식분석, 기기분석을 통해 나온 데이터를 여러 가지 계산식을 사용하여 처리해야 한다. 또한, 수작업을 통해 처리되는 문서작업이나 검사 데이터를 이용해 작성해야 하는 보고서의 업무로드 역시 실험실 직원에게 상당한 업무 부하를 주고 있었다. <그림 1> 과 <그림 2>는 시스템 구축 전에는 엑셀 프로그램을 이용하여 매번 작성해야 했던 보고서를 LIMS 로 자동 생산하게 된 보고서 예이다.

이러한 제한점을 없애는 동시에 품질분석센타가 지향하는 품질보증실험실을 만들어내기 위해 우리는 '실험실 자동화' 과제 내에 검사장비의 연동을 포함한 실험실의 업무 플로우와 전반적인 실험실 데이터 관리를 수행할 수 있는 실험실정보관리시스템(LIMS)을 포함시켰다.

2. 시스템 선정

다음 작업으로는 실험실 자동화를 구현할 수 있는 시스템과 이를 구축할 수 있는 외부 자원을 선택해야 했다, 우리는 WinLIMS LIMS 시스템과 ㈜랩프런티어를 시스템과 외부 구축자로 각각 선정하였는데, 선정 이유는 시스템의 질과 완료 시기를 미리 가늠할 수 없는 개발 제품에 비하여 WinLIMS는 완성된 패키지 LIMS 솔루션으로 제품 개발의 불확실성이라는 위험 요소를 제거할 수 있었고, 우리회사와 비슷한 업무를 하는 실험실을 위시한 다수의 우수 레퍼런스 사이트를 이미 가지고 있어 질적인 면에서도 우수하다는 판단이 들었기 때문이다. 또한, ISO 17025 에서 제시한 품질보증실험실의 업무 흐름을 시스템에서 지원하고 있어 ISO 9001 을 품질보증기준으로 따르는 우리 실험실의 품질보증시스템의 적용도 자연스럽게 이루어질 수 있다고 판단되었다. 검사장비의 연결에 있어서도 WinLIMS는 기기 데이터 입수 모듈을 가지고 있어 하나의 모듈 시스템 구매로 다수의 검사장비에서 나오는 데이터를 입수하는 것이 가능하기 때문에 현재 뿐 만 아니라 향후 확대될 검사장비의 통합면에서도 비용적인 이점을 줄 수 있다고 판단되었다.

3. 시스템 구축 및 결과

1) LIMS 시스템과 검사 장비의 연동
실험실 자동화 과제의 원래 목적인 검자 장비의 연동은 검사 장비에서 출력된 데이터가 기기 인터페이스 소프트웨어와 WinLIMS의 기기 데이터 입수 모듈(WinLIMS-RS2000 Instrument Server)을 통하여 지정된 WinLIMS 데이터베이스로 자동 입력되도록 연동작업이 이루어졌다.

<그림 3> 검사장비 연동과 자동 데이터 처리 프로세스

다른 실험실의 검사장비 연동과 다른 점이 있다면 앞에서도 언급했듯이 우리 실험실 검사 장비의 경우, 하나의 검사 장비에서 생산된 데이터가 어떤 데이터는 최종 검사 결과값으로, 다른 데이터는 다음 프로세스의 최종 결과값 생산을 위해 필요한 외부 데이터로 활용된다는 것인데, LIMS 시스템 구축 시, 이와 같은 데이터 프로세스 과정을 시스템 내에 미리 설정하여 위의 작업이 자동적으로 수행할 수 있도록 하였다. <그림 3> 참조

<그림 4> LIMS 와 Smoking Machine 간의 양방향 통신을 위한 인터페이스 프로그램

특정 검사장비의 경우는 검사장비 생산 데이터를 단순히 LIMS 데이터베이스로 보내주는 작업 외에도 LIMS의 시료 정보와 검사 실시 여부를 기기로 알려주는 양방향 통신이 필요했다. 이 경우는 기기 (Smoking Machine) 와 LIMS 와의 양방향 통신을 위해 별도의 인터페이스 프로그램을 개발하였다. <그림4> 참조

<그림 5> Dual Autosampler 를 장착한 Agilent 6890 GC-ChemStation 으로 부터의 데이터 입수

또한, GC의 경우, 우리 실험실은 듀얼 오토 샘플러를 설치하여 듀얼 인젝션에 의한 검사를 실시하는데, GC의 자동화는 GC 데이터시스템에서 지원하는 ChemStation Macro 를 프로그래밍하여 완료할 수 있었다. <그림 5> 참조

2) LIMS 시스템 구축
우리 실험실의 LIMS 시스템에는 현재 품질분석센타에서 검사 대상이 되는 검체에 대한 검사용 데이터베이스와 앞으로 우리가 검사를 수행해야 할 검체에 대한 검사용 데이터베이스를 모두 구축하였다.

검체 분류

등록 검체수

등록 분석항목수

담배

240 종

44,763개

<표 1> LIMS 설정 검체 및 분석항목수

우리 실험실은 다행히 ISO 9001 업무 규정을 확립하고 있어 표준작업절차를 LIMS에 구현하는데 있어 그렇지 못한 실험실 보다는 이러한 LIMS 데이터베이스 설정 작업이 수월한 편이었다고 생각을 한다. 현재, 품질분석센타 LIMS 에 등록된 검체수와 분석항목수는 표1과 같이 각각 240종, 44,763개에 달한다.
LIMS 구축을 통하여, 의뢰 시료의 관련 정보, 검사 데이터 및 정보를 PC 상에서 모두 확인 및 처리가 가능하며, 그간 워드 프로세서와 엑셀을 이용하여 필요시 마다 작성해야 했던 각 종 보고서 역시 자동으로 PC 상에서 보여지거나 프린트로 출력할 수 있게 되었다.
몇 가지의 중요한 품질관련 결과 보고서의 경우는 경영층 요청에 따라 회사 경영층이 필요시 이를 곧 바로 검토할 수 있도록 보고서 뷰(View) 프로그램을 경영층의 PC에 설치하여 우리회사 경영층은 품질분석센터에 문의 없이도 생산 제품의 품질을 곧 바로 체크 할 수 있다.

<그림 6> 실험실 자동화 시스템 구성

4. 시스템 구축 효과

실험실정보관리시스템의 궁극적인 목표인 우리 품질분석센타의 검사 데이터 축적 및 정보화의 효과를 지금 판단하기에는 이른 점이 있다. 다만, 시험검사 담당자로써 체감하고 있는 현재의 시료당 처리 속도는 LIMS 구축 전보다 2배 정도가 빨라졌다. 우리 회사의 네트웍 속도만 보강이 된다면 시료검증과 결과입력 시간이 절감되어 3배 정도가 빨라진 시료당 처리 속도를 가질 수 있을 것으로 판단된다.

우리는 실험실정보관리시스템을 지속적으로 운영함으로써 다음의 효과를 기대한다.

정보 분석과 보고서 생산을 자동화함으로써 공정과 제품 품질 측면에서의 생산관리에 필요한 의사결정을 지원한다.
우리회사의 통합시스템을 통해 실험실 정보를 공유토록 함으로써 회사의 특정 기능 부분 (생산, 제품 개발, 마케팅 등) 에서 필요 정보를 즉시 사용할 수 있다.
실험실에서 루틴하게 발생되는 데이터를 자동적으로 수집하고 처리한다.
실험실 관리에 필요한 각 종 통계 자료를 자동으로 생산하고 이를 검토하여 실험실품질경영에 이바지 한다.
복잡한 실험실의 데이터 처리 및 관리가 자동적으로 수행됨으로 실험실의 한정된 인적 자원을 최대한 활용한다.

충청남도축산위생연구소 LIMS 시스템

충청남도축산위생연구소 시험검사과 김문배 연구사

우리 연구소는…
충청남도축산위생연구소는 충청남도가축위생시험소(1952년 발족)와 충청남도농업기술원 축산시험장(1941년 발족)이 2000년 8월 1일부로 통합되어 발족된 정부연구조직이다. 우리 연구소는 전문수의사와 전문축산인력이 주축이 되어 가축방역과 가축전염병 검사, 축산물검사, 그리고, 우량 종축 분양을 포함한 축산기술지원 등의 업무를 수행하고 있으며, 생산자인 양축 농가와 소비자인 국민 모두를 만족시키는 선진 충남축산 건립의 선두자가 되고자 연구소장 이하 모든 직원이 끊임없이 노력하고 있다.

또한, 우리 연구소는 정보화시대를 맞이하여 대국민축산정보제공서비스 제공과 검사결과의 신뢰도 향상을 위하여 연구소의 검사정보제공체계와 실험실의 정보관리체계에 대해서도 투자를 계속하고 있다. 연구소 홈페이지 운영에 의한 각종 축산기술정보의 제공과 실험실정보관리시스템(LIMS)의 운영이 그 좋은 예가 될 것이다.

여기서 LIMS란 시료의 접수부터 최종 결과 보고서의 생산까지의 실험실 데이터 라이프싸이클을 지원하고, 생산된 연구소의 데이터와 정보를 데이터베이스에 저장하여 데이터와 정보의 재활용이 가능케 하는 실험실의 특화된 전산 시스템을 말한다.

LIMS 도입 배경
우리 연구소에서 LIMS를 도입하게 된 배경은 실험실의 업무 흐름을 전산화를 통하여 정형화시키고 실험실에서 생산된 데이터와 정보를 데이터베이스화하여, ① 분석과정과 결과에 대한 투명성과 신뢰도를 확보하고 ② 실험자간의 실험실 정보공유 그리고 ③ 검사 데이터 축적 및 축적된 데이터를 이용한 가치 있는 정보를 생산하기 위함이었다.

이러한 연구소 전체의 LIMS 도입 목적에 덧붙여, 실제 검사업무 담당자로서 기대한 LIMS 도입에 따른 효과와 목표를 든다면 ① 분석항목 증가, 분석기기 다양화에 기인한 증가된 검사항목별 결과정리 업무의 간편화 ② 검사인원 보충없이 업무량이 계속적으로 증가함에 따른 증가된 검사과정 서류 생산 및 정리, 그리고 검사결과 통보 시간의 절감 등이 있었다.

우리 연구소에 구축된 LIMS 시스템은 랩프런티어가 구축서비스를 맡고 있는 WinLIMS 이다. 연구소의 LIMS 담당자로서 심리적으로 비교적 편안하게 LIMS 구축 작업에 임할 수 있었다고 생각되는데, 그 이유는 우리 연구소보다 먼저 LIMS 시스템을 구축한 바 있는 타도의 축산연구소에서 채택된 LIMS 시스템이 WinLIMS 였고, 당시 시스템 구축서비스를 수행한 영인과학의 LIMS팀 인력과 동일한 LIMS 구축팀을 랩프런티어에서 보유하고 있었기 때문이다. 또한, 우리 연구소와 동일한 업무 성격을 갖는 해당 연구소의 LIMS 시연회를 통하여 WinLIMS가 우리 연구소의 LIMS 도입 목적에 부합됨을 미리 확인할 수 있었다.

I. LIMS 시스템 구축

1. 물리적 LIMS 시스템 구성
우리 연구소의 물리적 LIMS 시스템은 <그림 1>과 같다. 네트워킹을 통하여 LIMS 서버 컴퓨터와 사무실/검사실의 PC들이 클라이언트가 되는 전형적인 C/S 형태이다. NOS는 MS Windows 2000 (서버용), DB 엔진은 MS SQL 이 사용되었다.

<그림 1> LIMS 시스템 구성도

LIMS 시스템에서 지원하는 업무 단계는 "시료등록/접수 > 작업할당 > 결과입력 > 결과검증 > 결과승인" 이고, 모든 작업이 네트웍상에 연결된 연구소 내의 어떤 위치에서도 가능하다.
검사실의 데이터 흐름을 보면, ① 분석기기 결과는 클라이언트 PC(사무실 PC 또는 기기의 데이터시스템 PC)에 설정된 <WinLIMS 자동 데이터 수집 모듈>을 통해 유효한 결과값만 선택되고, ② 이 값들은 WinLIMS 서버로 자동 전송, ③ 서버에 입력된 데이터들은 보고서 프로그램에 설정된 조건식에 따라 사용자의 명령에 의해 필요 데이터가 검색되어 시험성적서, 월별/분기별 통계 보고서 등의 "정보"로 변환되어 각 클라이언트 PC를 통해 확인 및 출력할 수 있다.

2. LIMS 검체 및 분석항목 설정

우리 연구소에서 분석하는 검체와 각 검체별 분석대상항목은 일반 시험검사소에 비해 매우 다양하고 많은 수를 가지고 있다. 현재 LIMS 시스템에 기본적으로 등록되어 있는 검체수(종류)는 약 1,200 개에 달하며, 검체수는 앞으로도 계속 증가할 것이다. 덧붙여, 각각의 검체에 할당된 분석항목은 검체별로 대략 70 ~ 100 가지 항목들이 존재하며, 분석항목 역시 계속 증가하고 있다. 현재 우리 연구소의 LIMS 시스템에 설정된 검체 및 분석항목수는 <표 1>과 같으며 이들 설정 데이터는 우리 연구소에서 채택하고 있는 기준 변경에 따라 계속 수정 또는 증가될 것이다. 2002년 개정 고시 내용에 의해 변경된 데이터는 5,000 여건에 달했다.

<표 1> LIMS 설정 검체 및 분석항목수

3. 분석기기와 LIMS의 연동을 통한 분석 결과 데이터 전송
현재 분석기기와 LIMS는 서로 연동되어 모든 분석결과가 기기에서 LIMS 데이터베이스로 자동 전송될 수 있도록 하였다. 특히, 우리 연구소는 기존의 워크스테이션에서 운영되었던 GC와 LC를 통합된 1개의 데이터시스템(LAS)으로 동시 컨트롤, 데이터 프로세싱할 수 있도록 했으며, LAS 시스템을 LIMS와 연동시킴으로써 분석기기 레벨과 데이터 정보화 레벨을 모두 자동화하여 실험실 생산성과 데이터의 신뢰도를 더욱 향상시킬 수 있었다.

<그림 2> 분석기기/LIMS 연동

II. LIMS 구축 효과

1. LIMS 구축 효과
LIMS 시스템 구축의 제일 큰 목적은 검사 데이터의 축적과 축적된 데이터의 정보화에 있기 때문에 단기간 내에 그 효과를 측정한다는 것은 무리가 따른다. 그러나, 짧은 운영 기간 중에도 다음의 효과를 확인할 수 있었다.

시료 등록/접수 단계부터 이를 전산화(LIMS DB 구축) 함으로써, 검사수수료 자동계산, 접수증과 위탁검사신청서 등 시료 접수 문서를 자동 출력함으로써 문서 작성에 소요되는 시간 절감 및 검사수수료 계산에서 발생하는 오류를 방지할 수 있었다.
접수시료에 대한 별도의 대장정리 없이 검체를 검사항목별, 유형별 등 원하는 형식으로 분류하여 전처리 대상 시료를 일괄적으로 정리하여 검사를 실시할 수 있었다.
기기분석결과를 이전 수기입력방식에서 자동입력방식으로 자동화시킴으로써 수기입력에 의한 데이터 입력오류방지 및 시간 절감을 이룰 수 있었다.
접수된 모든 검체 검사결과 보고서를 자동으로 출력함으로써 보고서 작성에 소요되었던 최종 결과치 계산, 기준에 따른 판정, 보고서 타이핑 등에 소요되었던 시간을 단축할 수 있었다.
접수 및 검사된 검체데이터 / 검사데이터가 LIMS 데이터베이스에 축적되고, 이들 데이터를 이용해 만들어지는 월별/분기별/년도별 각 종 통계 보고서를 미리 정형화시키고 생산함으로써, 필요한 정보가 정확하고 신속하게 제공되어질 수 있다.

<그림 3> LIMS 커스터마이제이션 - LIMS 보고서관리 프로그램

<그림 4> LIMS에서 자동 생산되는 보고서 예 (위탁검사신청서)

III. 향후 계획
우리 연구소의 LIMS 시스템은 ① 대국민축산검사정보제공 서비스의 향상, ② 철저한 정도보증체제 도입에 의한 축산물검사결과 신뢰도 향상, 그리고 ③ 연구소의 생산성 향상 등의 시스템 도입 주목적의 달성을 위하여 계속 발전될 것이다. 이를 위해 우리 연구소가 단기/중기적으로 실행하거나 검토하고 있는 것은 다음과 같다.

우리 연구소의 검사 시스템 구조를 통합 관리가 가능한 구조로 만들어나갈 것이다.

추후 구매되는 분석기기는 외부 시스템과의 커뮤니케이션이 가능한 것으로 구매할 것이다.
동일한 타입의 분석장비는 제조사가 상이하더라도 이를 중앙에서 컨트롤하고 데이터를 처리할 수 있는 통합 데이터시스템으로 묶어, 동시 또는 1인에 의한 다수의 분석장비 운영이 가능하도록 할 것이다.
이들 분석기기 또는 통합 데이터시스템을 LIMS 와 연동시켜 연구소의 모든 검사 요소를 네트웍化 하여 전체 검사시스템을 통합함으로써 데이터의 흐름과 처리 속도를 향상시킬 것이다.

실시간으로 검사정보를 제공할 수 있는 대국민축산검사정보서비스 체계를 만들어갈 것이다.

단기/중기적으로는 민원인이 검사 의뢰 후, 인터넷상에서 시료접수부터 검사진행상황 그리고 검사결과를 확인할 수 있도록 LIMS의 웹(web) 클라이언트를 확대해 나갈 것이다.
장기적으로는 현재 우리 연구소가 운영중인 홈페이지와 LIMS 시스템을 연동하여 우리 연구소의 홈페이지가 축산 관련인들에게 축산물 검사결과를 비롯한 유용한 축산관련 정보의 소스가 되도록 할 것이다.

철저한 정도보증체계의 확보는 검사실 인원의 적정 수준 확보라는 사전 과제가 남아있으나 충분한 시간을 두고 계속 발전시켜 나갈 것이다.

검사업무분장을 새롭게 실시하고 분장된 내용을 LIMS 시스템에 설정하여 시료 취급에 대한 공정성을 더욱 확고히 할 것이다.
검사결과 입력과 검사결과 검증을 독립적으로 수행하여 데이터 처리에 대한 공정성 확보에 더욱 주력할 것이다.

IV. 맺음말
많은 사람들이 실험실정보관리시스템 운영이 LIMS라는 소프트웨어와 컴퓨터 하드웨어만 준비되면 곧 바로 될 것 같은 생각을 하는데, "절대로 그렇지 않다" 고 말해주고 싶다. LIMS는 LIMS를 구성하는 단어에도 나와 있는 것 처럼 "시스템"이다. 단순한 기능의 소프트웨어를 "시스템" 이라고 표현하지는 않는다. 그 만큼 소프트웨어를 사용하기 전에 정의할 것도 많고 미리 설정되어야 할 데이터의 양도 많음을 의미한다. 시스템을 구축하기 위해서는 시스템 구축 전에 그 동안 암묵적으로 수행해 왔던 검사업무를 정형화시키고 전산시스템에서 지원이 가능한 형태로 바꾸는 노력을 해야 했다. 힘들었지만 LIMS를 구축하면서 내가 수행하는 업무들을 하나하나 정리하고 체계를 잡아나가면서 업무의 범위와 목표를 명확히 정의할 수 있었던 것은 시스템 구축 외의 또 다른 수확이었다.

LG 생활건강 품질보증실험실 LIMS 시스템

LG생활건강 오세웅 차장

I. LG 생활건강 품질보증실험실의 LIMS 시스템 도입 배경

LG 생활건강은 지난 1947년 창업 이후 치약과 세제, 샴푸, 비누, 유아용품 등 각종 인체용품과 가정용품에서 화장품에 이르기까지 국민들의 실생활에 없어서는 안될 제품을 생산하고 있다. 또한, 2001년에는 기업규모가 커짐과 함께 국민들을 위해 더욱 효율적인 서비스를 제공해야 된다는 판단에 따라 생활건강 분야의 전문화를 지향, LG화학에서 분할되어 독자적인 법인기업으로 거듭나게 되었다. 이러한 외적 성장과 함께 내적으로 전체 임직원들이 'SIGMA21st'라는 혁신활동을 꾸준히 전개해 나가고 있다. 이 혁신활동의 목표는 새로운 가치창조로 고객의 삶을 풍요롭게 하는 '초우량 생활건강 회사'를 만든다는 것에 맞춰져 있음은 주지의 사실이며, 특히, 제품 무결점주의의 첨병 역할을 수행해야 하는 우리 품질보증실험실의 혁신활동 전개의 중요도는 너무도 분명하다.

품질보증실험실의 혁신활동 목표에서 우리는 두 가지 점에 주목했다. 즉, 검사 업무 속도를 높이는 실험실 생산성 향상 측면과 검사 데이터의 처리 및 관리 향상을 극대화 시킬 수 있는 실험실 업무의 정보화 향상 측면이었다. 이러한 실험실의 생산성 향상과 정보화는 제조라인과 연결되어 궁극적으로 우리회사 제품의 획기적인 품질 혁신을 목표로 한다.

이러한 혁신을 이루는데 문제는 아이러니컬하게도 우리의 혁신활동이 이제 시발점이 아니라 약 50년의 기간동안 계속 진행되어 왔다는 것이다. 즉. 기존의 시스템, 기존의 사고로는 더 이상의 혁신과 발전은 기대할 수 없었다. 우리는 기존의 시스템, 기존의 사고와는 다른 방식을 고려해야 했고 '실험실 자동화'로 이 해결책을 찾고자 했다.

실험실자동화가 해결책으로 고려된 것은 우리회사의 생산라인 업무가 '생산관리시스템'에서 관리되는 반면 동 시스템의 실험실 지원이 이루어지지 않아 생산라인과의 연관 업무가 문서와 전화에 의존하여 이루어지고 있고, 검사 데이터 관리 및 처리가 역시 문서에 의해 이루어지고 있어 동일한 업무 수행이 반복적으로 이루어지고 있기 때문이었다. 또한, 검사장비에서 생산된 데이터 처리 역시 문서 기록에 의한 수작업으로 이루어지고 있었다. 따라서, 우리는 실험실자동화로 실험실 혁신을 꾀하는데 있어 혁신 방향을 ①생산관리시스템과의 연계, ②실험실 데이터 처리 및 관리의 자동화, ③검사장비에서 출력되는 데이터 처리의 자동화, 3가지로 정의하였다.

방향이 정해졌으므로 다음에 해야 할 일은 이러한 시스템 구축을 어떤 솔루션으로 누가 해야 할 것인가를 정해야했다. 여기에는 실험실자동화 솔루션에 대한 지식 습득, 솔루션과 구축자 물색, 그리고 해당 시스템이 실지로 운영되는 사이트 방문이 포함되어 있었다. 이러한 과정을 통해 실험실자동화 솔루션으로 WinLIMS 실험실정보관리시스템, 그리고 구축자로 ㈜랩프런티어가 결정되었으며, 생산관리시스템을 비롯한 우리회사의 전산자원 관리를 맡고 있는 LG CNS의 공동 작업이 있었음은 주지의 사실이다.

WinLIMS
WinLIMS는 패키지 LIMS 솔루션이다. 일반적으로 패키지 제품은 사용자의 요구사항을 100% 충족시킬 수는 없다. 즉, 시스템과 사용자간에 어느 정도의 타협이 필요하다. 그러나, WinLIMS는 이러한 패키지 LIMS의 단점보다 더 많은 장점을 가지고 있는 것으로 생각 되었다. 눈에 띄는 장점을 들어본다면,
WinLIMS는 패키지 LIMS임에도 업무 흐름의 조정, 사용자 인터페이스의 재디자인이 가능하고 시스템 용어를 우리 실험실에서 사용하는 용어로 대체가 가능하며, 그리고 이러한 일련의 커스터마이제이션 작업이 시스템의 소스 코드 변경 없이도 가능한 것으로 조사되었다. 따라서, 우리 실험실의 상황에 맞게 시스템을 재구성하더라도 시스템 업그레이드 서비스를 그대로 받을 수 있는 패키지 솔루션의 장점을 그대로 살릴 수 있는것으로 판단된다.
또한, 우리는 시스템 구매와 구축에 따른 외부 비용만을 생각하지 않고 시스템 구축에 따른 토탈 코스트 측면에서 시스템 선정을 하였다. 즉, WinLIMS는 실험실 내부 인원의 구축 참여가 최소화되면서도 짧은 구축 기간이 소요되어 실제 시스템 가동 시기를 최대한 앞당길 수 있기 때문이다. 또한, WinLIMS는 이미 수백개의 사이트에서 운영되고 있고, 그간 상당한 버전업이 이루어진 안정된 시스템으로, 시스템 가동 후 발견될 수 있는 프로그램 버그 발생 위험도가 최소화된 상태여서 시스템 완성도 측면에서도 장점이 있었다.

<그림 1> WinLIMS 검체 등록 작업화면

II. 시스템 구축 및 결과

1. 생산관리시스템과 LIMS 시스템간 연동

생산관리시스템은 검사되어야 할 검체(제품)를 자동으로 LIMS에 등록시키고, 검사자는 LIMS에서 자신의 작업을 확인한 후, 해당 검체에 대해 검사를 실시하면서 LIMS에 검사 결과를 입력한다. LIMS는 생산관리시스템으로부터 의뢰된 검체의 검사 결과를 자동으로 생산관리시스템으로 입력시킨다.
그간 실험실에서 수동방식으로 해야만 했던 생산관리시스템 접속, 작업스케줄 출력, 생산관리시스템으로의 검사 결과 입력과 같은 업무는 필요 없게 되었다.

2. LIMS 시스템과 검사 장비의 연동

검사 장비에서 출력된 데이터는 기기 인터페이스 소프트웨어와 WinLIMS의 기기 서버(RS2000)를 통하여 지정된 WinLIMS 데이터베이스로 자동 입력되도록 연동작업이 이루어졌다.
그간 실험실에서 수동방식으로 해야만 했던 검사장비 데이터의 확인, 대장 기록, 추가 데이터 처리와 같은 작업 필요없이, 사용자는 검사장비가 검체를 측정할 수 있도록만 하면 추후의 작업은 자동적으로 이루어질 수 있게 되었다.

3. LIMS 시스템 구축
LIMS 구축 작업은 실험실의 업무 흐름 설정, 사용자가 작업해야 하는 사용자 인터페이스 개발, 시스템이 운영되기 위해서 미리 시스템에 설정되어야 할 선설정 데이터의 입력, 그리고 LIMS 데이터베이스에 쌓인 데이터를 어떻게 처리하여 부가가치가 높은 정보로 만들 것인가를 결정하는 데이터 정보화 작업이 주작업이었다. 특히, 우리 실험실은 다량의 선설정 대상 데이터가 많았는데 이는 우리회사에서 생산되는 제품의 가짓수가 많음에 기인한다. 우리는 이 작업을 단시일 내에 끝내기 위하여 LIMS를 생산관리시스템과 연동하여 필요한 데이터를 LIMS가 자동으로 가지고 올 수 있도록 하였다. 이 과정에서 생산관리시스템의 정비, 그리고 업무간의 새로운 정의가 상당량 이루어지는 부대 효과도 갖을 수 있었다.

<그림 2> LG 생활건강 구축 실험실자동화시스템 컨피규레이션

① LIMS 시스템 구축 (WinLIMS)
② 특이검사그룹 지원 시스템 개발 및 구축 (SoftLIMS)
③ 검사장비 네트워킹/인터페이스 (LimsLink)
④ 검사장비 데이터 통합/DB 입력 (WinLIMS RS-2000 Instrument Server)
⑤ 시스템간 연동 (IBM MQ 인터페이스 - 생산관리시스템/LIMS)
⑥ 검사결과 조회 시스템 (SoftLIMS)

LIMS의 구축 작업중 우리가 예기치 못했던 상황이 벌어졌다. 품질보증실험실에는 성격이 상이한 검사 그룹들이 존재하는데, 한 개 그룹의 경우는 단시간 내에 다량의 검체가 한꺼번에 검사되어야 할 경우가 있다 (시간당 100개 정도의 검체). 검사자들은 이 경우, LIMS를 사용한 데이터 입력이 기존 대장 기록에 의한 데이터 기록보다 시간이 더 걸릴 수 있다는 입장을 보였다. 검사자들은 일단 대장에 검사 데이터를 기록하고 생산라인에서 검사 결과 의뢰가 전화로 들어오면 해당 기록대장을 찾아 그때 그때 해당 검체의 결과를 알려주는 방식을 채택하고 있었다.
우리는 이러한 검사자들의 잠재적 불만 사항을 해소시키기 위해 다량의 검체 데이터 입력이 손쉬운 새로운 데이터 입력창, 그리고 입력된 데이터가 데이터 프로세스 과정을 거쳐 합격/불합격 결과까지 확인할 수 있는 결과 조회창을 별도로 개발하였다 (SoftLIMS).

<그림 3> SoftLIMS 데이터 입력창 화면

<그림 4> SoftLIMS 검사결과 조회창 화면

새로이 개발된 데이터 입력창 및 결과 조회창은 WinLIMS의 데이터베이스를 그대로 사용하기 때문에 WinLIMS에서 제공되는 오디트 트레일, 검사장비 데이터의 자동 전송, chain-of-custody 와 같은 기능을 그대로 구현할 수 있으면서도 사용자의 불만사항을 없앨 수 있었다. 결과 조회창은 실험실에만 설치하지 않고 생산라인의 PC에도 설치하여 생산라인에서 전화로 검사 결과를 조회할 필요없이 실험실에서 검사 결과가 입력되는 것과 동시에 이를 생산라인에서 확인할 수 있는 시스템을 갖추게 되었다.
이제 우리 실험실은 검체의 등록/접수, 업무할당, 검사 및 데이터 입력, 검체의 검증 및 승인과 같은 품질보증실험실의 업무 흐름을 시스템적으로 지원하면서도 동일 데이터의 중복 입력이 필요없고, 최종 결과값 생산에 필요한 계산 과정과 품질 기준 비교에 의한 검체의 합격/불합격 처리가 자동으로 이루어지는 실험실정보관리시스템을 구축하였다. 데이터의 정보화는 LIMS 데이터베이스에 축적된 데이터를 처리하여 보고서 형식으로 자동 출력하여 제공하고 있다.

LIMS 시스템은 검체의 등록 및 접수, 설정된 검사 파라메터에 의한 데이터 입력, 입력된 데이터를 가지고 수행되는 자동 결과 계산 그리고 자동 품질 기준 적부 기능을 수행한다. 그리고 처리된 결과는 실험실 관리자의 검증과 승인 절차를 거치도록 되어있다. 그리고, LIMS 데이터베이스에 존재하는 데이터를 이용하여 자동적으로 실험실의 보고서가 생산되며 실험실의 제품 검사 결과는 실시간으로 생산라인에 제공된다.

<그림 5> LIMS 구축 후, 실험실 업무 흐름

① 작업스케쥴 입력 (생산 > 실험실)
② 업무할당
③ 업무확인
④ 데이터 입력 (키워드/자동)
⑤ 데이터 자동취합 / 자동결과계산 / 자동적부판정
⑥ 결과 검증/승인
⑦ 검사결과 생산관리시스템 자동입력
⑦ 자동 정보 생산 (보고서, 통계처리)
⑦ 검사결과의 생산라인 제공

III. 결론

세 가지 방향과 두 가지의 목적(실험실 생산성 향상과 실험 데이터 정보화)을 갖고 추진하였던, 우리회사의 실험실자동화 프로젝트는 그 소기의 목적을 달성했으며, 이에 덧붙여 두 가지의 부대 효과를 주었다. 즉, 시스템 구축으로 생산라인과 실험실의 정보 교환이 실시간으로 이루어져 생산 제품의 품질향상과 업무 간소화가 이루어질 수 있게 되었고, 다른 하나는 생산되고 있는 제품과 관련된 품질검사 데이터의 모든 정보가 LIMS 데이터베이스로 축적되어 기존의 데이터 관리 방식인 페이퍼 베이스 방식에서 전자적인 데이터 보관 방식으로 바뀔 수 있는 토대를 갖추게 된 것이다. 이러한 데이터 보관 방식은 현재 발효된 제조물책임법(PL법)에서 요구하는 장기간의 검사 데이터 보관 규정, 그리고 내부/외부 감사자의 데이터 제출 요구에 대해 신속히 대처를 가능케 할 것이다.