基于工作流的實驗室綜合信息管理系統(tǒng)設(shè)計研究

佘國慶（遼寧對外經(jīng)貿(mào)學(xué)院，遼寧　大連　116052）

基于工作流的實驗室綜合信息管理系統(tǒng)設(shè)計研究

佘國慶
（遼寧對外經(jīng)貿(mào)學(xué)院，遼寧大連116052）

摘要：隨著高等學(xué)校實驗室規(guī)模的擴(kuò)大，建立實驗室綜合信息管理系統(tǒng)成為了當(dāng)務(wù)之急.本文說明了實驗室綜合信息管理系統(tǒng)的現(xiàn)況，分析高校實驗室綜合信息管理的業(yè)務(wù)需求，采用工作流的方法設(shè)計了針對高校實驗室的實驗室綜合信息管理系統(tǒng).建立了實驗管理員、學(xué)生、教師、實驗課程、實驗項目、儀器設(shè)備、低值消耗品等數(shù)據(jù)實體.并采用JSP作為主要開發(fā)技術(shù)，以MSsql作為后臺數(shù)據(jù)庫，根據(jù)對系統(tǒng)的分析，設(shè)計了一個B/S三層結(jié)構(gòu)的實驗室信息管理系統(tǒng)，并詳細(xì)闡述了系統(tǒng)的總體設(shè)計、詳細(xì)設(shè)計以及系統(tǒng)的安全管理措施等.

關(guān)鍵詞：高校；實驗室；信息管理；系統(tǒng)；設(shè)計

上世紀(jì)80年代實驗室信息管理系統(tǒng)（LIMS:Laboratory Information Management System）在國外產(chǎn)生，由其產(chǎn)生到現(xiàn)在得到了飛速的發(fā)展，除了技術(shù)方面的革新，實驗室信息管理系統(tǒng)也變得更加規(guī)范化.實驗教學(xué)管理是高校實驗室工作中的核心項目，傳統(tǒng)的實驗室管理信息系統(tǒng)多以實現(xiàn)整體過程自動化為開發(fā)理念，采用計算機(jī)支持的協(xié)同工作技術(shù)為開發(fā)平臺，以系統(tǒng)為中心，以各項業(yè)務(wù)流程為出發(fā)點很少考慮其整體功能，很好考慮系統(tǒng)與各項業(yè)務(wù)整體人機(jī)交互，出現(xiàn)系統(tǒng)工作，人工工作，沒有交叉服務(wù).通過實踐調(diào)查發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的實驗室信息系統(tǒng)較少考慮只是簡單系統(tǒng)統(tǒng)一，問題分化，但不能保證問題分化后有系統(tǒng)完成統(tǒng)一協(xié)調(diào)工作，只是片面的區(qū)分問題，分割任務(wù)，但不統(tǒng)籌管理，管理人員不能很好地發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，大大降低計算機(jī)系統(tǒng)的工作效率，耗時耗資；另一方面問題，計算機(jī)屬于高技術(shù)工作，現(xiàn)有工作人員對計算機(jī)熟練掌握程度缺乏，基本是傻瓜式工作，缺乏創(chuàng)新，缺乏管理靈活機(jī)制，人機(jī)交互差，配合出現(xiàn)紕漏，不能很好的完成實驗室信息技術(shù)管理任務(wù).

基于以上弊端，特開發(fā)此系統(tǒng)，基于工作流的實驗室綜合信息管理系統(tǒng)能夠很有效的解決以上弊端.通過實驗室信息管理系統(tǒng)，把先進(jìn)的實驗室管理方法引入實驗教學(xué)工作中，為實驗室主管部門的宏觀管理和科學(xué)決策提供了依據(jù)，同時實現(xiàn)實驗室管理的規(guī)范化、流程化、信息化.

1　基于工作流的實驗室綜合信息管理系統(tǒng)原理

1.1基于工作流的實驗室綜合信息管理系統(tǒng)概念

實驗室信息管理系統(tǒng)是將實驗室信息管理任務(wù)通過當(dāng)前比較流行的計算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)將分散的計算機(jī)站點有機(jī)融合，通過主機(jī)將其有機(jī)連接，統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫管理信息，以高效為出發(fā)點，完成實驗室信息數(shù)據(jù)管理工作，具體流程為：收集信息、信息管理、教師事務(wù)管理、網(wǎng)絡(luò)資源管理，可以總結(jié)為信息指令收集、網(wǎng)絡(luò)傳輸、計算機(jī)系統(tǒng)處理、及時反饋信息.通過實驗室信息管理系統(tǒng)可以實時查閱信息、查看報表，完成傳統(tǒng)的人為手工的數(shù)據(jù)日常管理需求，應(yīng)用實驗室信息管理系統(tǒng)又能保證實驗室分析數(shù)據(jù)的嚴(yán)格管理和控制.

伴隨著計算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的高速發(fā)展，基于工作流的實驗室綜合信息管理系統(tǒng)是一個新的研究方向，可以有效實現(xiàn)實驗室工作群體背景下多任務(wù)流的協(xié)同工作，不僅改變傳統(tǒng)的手工模式，同時自動化為前提，人機(jī)協(xié)作，系統(tǒng)協(xié)調(diào)、整體化完成細(xì)分的任務(wù)，統(tǒng)籌完成教師實驗室所需的具體任務(wù)，更好地整體化完成工作流程，具備了新的技術(shù)優(yōu)勢，通過計算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)的使用，可以部分距離遠(yuǎn)近，準(zhǔn)確高效地完成信息傳遞與反饋，不僅保證了業(yè)務(wù)完成的高效性，同時是現(xiàn)實了業(yè)務(wù)準(zhǔn)確、明朗快捷性能，具有良好的人機(jī)交互性能.

1.2基于工作流的實驗室綜合信息管理系統(tǒng)功能介紹

基于工作流的實驗室綜合信息管理系統(tǒng)主要通過人機(jī)交互，以計算機(jī)為平臺實現(xiàn)客戶端對數(shù)據(jù)庫信息的調(diào)取，數(shù)據(jù)庫存儲相應(yīng)的上傳信息，實驗室綜合信息管理系統(tǒng)能夠幫助研究人員與實驗室管理者從復(fù)雜繁瑣又無序的狀態(tài)下解放出來，本軟件從實驗室綜合信息管理的核心部分，包括實驗室耗材設(shè)備管理、人員檔案管理、規(guī)章制度管理、科研課題管理、論文著作管理、專利成果管理、日常事務(wù)管理等多項信息管理職能入手，建立一套適用于各類型生物醫(yī)藥實驗室的實驗室綜合信息管理系統(tǒng)，滿足各大實驗機(jī)構(gòu)在信息管理上的迫切需求.實現(xiàn)對各類型實驗室資源的有效管理、對課題的全程跟蹤以及對科研經(jīng)費和數(shù)據(jù)的掌控分析，為實驗室研究人員服務(wù).

1.3基于工作流的實驗室綜合信息管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計流程

基于工作流的實驗室綜合信息管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)流程一般需要五個環(huán)節(jié).在該過程中，過程定義（即工作流定義）是流程設(shè)計的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是流程設(shè)計的的難點.對于工作流定義方式的選擇是決定工作流正常運轉(zhuǎn)的重要支撐點，解決該問題，工作流的困難迎孕而解.

工作流定義主要區(qū)分為兩種，一種是預(yù)定義工作流方式，比較傳統(tǒng)；另一種則是運行時定義工作流方式，實時性能強(qiáng).既然預(yù)定義工作流傳統(tǒng)，就具備了傳統(tǒng)的優(yōu)良性能，技術(shù)簡單，投資小，見效快，容易上手工作，缺點則是是缺乏靈活性能，一旦前期定義完畢，在系統(tǒng)運行時不容易修改變更.此種方式將會導(dǎo)致工作流過程定義與實際過程脫軌，預(yù)定義的過程模型不能反映實際的業(yè)務(wù)工作流程，耗時嚴(yán)重.另一種方式是運行時定義工作流，繼承了傳統(tǒng)預(yù)定義工作流的性能之外，改進(jìn)其缺點，增強(qiáng)其靈活性能，具有實時修改工作流，實時傳遞任務(wù)、反饋任務(wù)，實現(xiàn)分布式工作功能，可以在系統(tǒng)運行階段根據(jù)實際業(yè)務(wù)的需要，對工作流驚醒實時改動而不影響系統(tǒng)；但任何技術(shù)都不是完美無瑕的，運行時定義工作流方式缺點是工作流建模的技術(shù)實現(xiàn)難度較大，耗資，不能簡單容易學(xué)習(xí).目前，解決以上問題的最好方法是采用基于面向服務(wù)的體系架構(gòu).面向服務(wù)體系架構(gòu)是一種抽象、松散耦合和粗粒度的組體模型，通過良好的接口和契約把各個組件聯(lián)系起來.通常使用基于XML來描述接口和契約，通過注冊和查找服務(wù)，經(jīng)過傳輸層，在組件服務(wù)使用者和組件提供者間傳遞消息.可以認(rèn)為工作流程定義為組件服務(wù)，通過面向服務(wù)體系架構(gòu)進(jìn)行實現(xiàn).

1.4業(yè)務(wù)流程分析

實驗室綜合信息管理系統(tǒng)共有七個功能模塊，在這里只介紹主要業(yè)務(wù)：實驗教學(xué)管理、開放實驗管理、儀器設(shè)備管理、低值消耗品管理四個方面.在這四個業(yè)務(wù)中，實驗教學(xué)管理是實驗室信息管理的核心業(yè)務(wù).

實驗教學(xué)管理業(yè)務(wù)流程如圖2-1所示.在實驗室信息管理中實驗教學(xué)管理是重中之重，實驗教學(xué)是開設(shè)實驗室的最根本的任務(wù)，對實驗室的儀器設(shè)備、低值消耗品、人員等信息進(jìn)行管理，無非是為了更好的完成實驗教學(xué)任務(wù)，更好的授予學(xué)生知識.所以實驗教學(xué)管理是實驗室信息管理的核心業(yè)務(wù)，應(yīng)該對其進(jìn)行良好的規(guī)劃和分析，以便更好的完事實驗教學(xué)任務(wù).在實驗教學(xué)管理業(yè)務(wù)中，首先實驗管理員根據(jù)教務(wù)處和教師提出的教學(xué)任務(wù)書和教學(xué)計劃書，由實驗室管理員編排實驗課程表，安排實驗課程所在實驗室，安排實驗課的時間，并將實驗課程表發(fā)布.然后學(xué)生按實驗室課程表，在相應(yīng)的時間去指定的實驗室上實驗課，進(jìn)行實驗項目并完成所要求實驗.學(xué)生完成實驗后，上交實驗報告給老師.老師一方面對學(xué)生上交的實驗報告進(jìn)行批改，并根據(jù)實驗報告批改的情況發(fā)布實驗成績，生成實驗成績單.另一方面，根據(jù)學(xué)生上交的實驗報告和實驗課上課的情況完成實驗記錄，生成實驗記錄.最后，實驗成績和實驗記錄的數(shù)據(jù)一并存儲到實驗情況中.

圖1-1實驗教學(xué)管理業(yè)務(wù)流程圖

2　主要功能模塊設(shè)計

2.1基礎(chǔ)信息管理模塊設(shè)計

基礎(chǔ)信息管理模塊是整個系統(tǒng)運行的基礎(chǔ)，系統(tǒng)中所涉及的基本信息從該模塊中錄入，該模塊中的所有功能由實驗室管理員進(jìn)行管理，包括數(shù)據(jù)的添加、修改、刪除、查詢等操作.對于學(xué)生信息，由高校其他部門保管，所以可以刪除.圖2-1為基礎(chǔ)信息管理模塊設(shè)計圖，該窗體用到的主要控件如表2-1所示.

圖2-1基礎(chǔ)信息管理模塊設(shè)計圖

表2-1基礎(chǔ)信息管理頁面控件列表

表2-2基礎(chǔ)信息管理頁面控件列表

表2-3實驗教學(xué)管理頁面控件列表

2.2實驗教學(xué)管理模塊設(shè)計

實驗教學(xué)是實驗室信息管理系統(tǒng)的核心業(yè)務(wù)，其模塊所具有的功能對于系統(tǒng)十分重要.該模塊用戶有實驗室管理員、教師、學(xué)生.對于實驗室管理員，該模塊主要用于實現(xiàn)根據(jù)任課教師提交的教學(xué)任務(wù)和由教務(wù)處下發(fā)的教學(xué)計劃編排實驗室課程表（主要是編排實驗的教室和時間）等功能；對于學(xué)生，該模塊主要用于實現(xiàn)是提交實驗報告給教師修改的功能；對于教師，該模塊主要用于實現(xiàn)是提交教學(xué)任務(wù)和實驗記錄，在修改學(xué)生實驗報告后錄入實驗成績等功能.

2.3開放實驗管理模塊設(shè)計

開放實驗同樣是實驗室信息管理系統(tǒng)的重要業(yè)務(wù)之一，該模塊功能包括開放實驗信息發(fā)布、申請、時間預(yù)約，實驗記錄提交，實驗報告提交、批改等.該模塊的用戶為實驗室管理員、教師、學(xué)生.對于實驗室管理員，該模塊主要用于實現(xiàn)發(fā)布開放實驗信息，審批開放實驗申請后安排開放實驗的時間等功能；對于教師，該模塊主要是提交實驗教學(xué)記錄、批改實驗報告等功能；對于學(xué)生，該模塊主要用于實現(xiàn)申請開放實驗，預(yù)約開放實驗時間，提交報告等功能.

2.4設(shè)備管理模塊設(shè)計

設(shè)備管理分為兩大類：儀器設(shè)備管理、低值消耗品管理.設(shè)備的管理在實驗室日常業(yè)務(wù)中占了很大一部分.設(shè)備管理是進(jìn)行實驗教學(xué)的基礎(chǔ)，因此，該模塊所具有的功能對該系統(tǒng)有很重要的意義.

該模塊的用戶為實驗室管理員.對于教師和學(xué)生，通過老師提交領(lǐng)用低值消耗品相關(guān)表格，領(lǐng)用低值消耗品.然后，由實驗室管理員根據(jù)領(lǐng)用情況向系統(tǒng)中輸入有關(guān)數(shù)據(jù).所以真正對操作該模塊的為實驗管理員.

2.5信息查詢統(tǒng)計模塊設(shè)計

信息查詢統(tǒng)計模塊可以包含了該系統(tǒng)方方面面的信息，如實驗教學(xué)管理員信息、學(xué)生信息、系部信息、專業(yè)信息、教師信息，實驗教學(xué)信息、儀器設(shè)備信息等等.該模塊的用戶有實驗室管理員、教師、學(xué)生.實驗室管理員可以查看該模塊中的所有信息.教師可以在基礎(chǔ)信息查詢統(tǒng)計子模塊中查詢自身的信息外，可以使用實驗教學(xué)查詢統(tǒng)計子模塊、績效評估查詢子模塊，文檔查詢統(tǒng)計子模塊中的所有功能.學(xué)生可以在基礎(chǔ)信息查詢子模塊中查詢自身的信息外，可以使用績效評估查詢統(tǒng)計、文檔查詢統(tǒng)計子模塊中的全部功能和實驗教學(xué)查詢統(tǒng)計模塊中的部分功能.

2.6教學(xué)評估模塊設(shè)計

該模塊是對實驗教學(xué)情況、實驗項目情況、職工工作情況以及設(shè)備使用情況進(jìn)行綜合統(tǒng)計分析的模塊.該模塊用戶僅為實驗室管理員，用來進(jìn)行評估的數(shù)據(jù)來自于實驗教學(xué)管理模塊、開放實驗管理模塊和設(shè)備管理中所產(chǎn)生的相關(guān)數(shù)據(jù)，如實驗教學(xué)記錄、設(shè)備使用統(tǒng)計，低值消耗品使用統(tǒng)計等.實現(xiàn)功能模塊的關(guān)鍵在于建立評估主題和評估標(biāo)準(zhǔn).

2.7外網(wǎng)信息管理模塊設(shè)計

外網(wǎng)信息管理模塊主要用來發(fā)布與實驗有關(guān)的外網(wǎng)信息，提供鏈接外網(wǎng)的接口.該模塊的用戶為實驗室管理員，主要功能為站點管理、模塊管理、欄目管理、內(nèi)容管理.顯示外網(wǎng)信息的頁面采用靜態(tài)頁面，所顯示的信息均為手工輸入，信息不存儲在數(shù)據(jù)庫，另外，發(fā)布外網(wǎng)信息的數(shù)目保持為五十個，發(fā)布外網(wǎng)站點保持為10個，欄目設(shè)置為三大類，學(xué)習(xí)天地、最新動態(tài)、實驗新聞，外網(wǎng)信息定期由實驗室管理員進(jìn)行維護(hù).

2.8系統(tǒng)管理模塊設(shè)計

系統(tǒng)管理模塊相當(dāng)于實驗性信息管理系統(tǒng)的“安全衛(wèi)士”，它包括用戶管理、權(quán)限管理和安全管理三個子模塊.系統(tǒng)管理模塊的主要用戶為實驗室管理員.教師和學(xué)生僅能使用該模塊中的修改密碼功能.并且對于教師和用戶，該模塊中所包含的選項也只有密碼修改這一項，這個可以通過對系統(tǒng)管理界面功能模塊按鈕刪除來實現(xiàn).并且要對該模塊制定規(guī)范的操作流程，即使是實驗室管理員也要按照規(guī)章要求來進(jìn)行對該模塊的日常管理工作，良好的規(guī)章制度可以更好加強(qiáng)系統(tǒng)的安全性.

3　結(jié)論

本文采用以工作流為基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)化思想方法分析和設(shè)計了實驗室信息管理系統(tǒng)，基本完成了針對需求分析中所要達(dá)到的目標(biāo).實驗室信息管理系統(tǒng)對于高校實驗室的重要性毋庸置疑，目前高校實驗室規(guī)模不斷擴(kuò)大，管理工作越來越多，采用現(xiàn)代信息技術(shù)手段管理實驗室已成為不可阻擋的趨勢.系統(tǒng)提高了實驗室服務(wù)水平和工作效率，加強(qiáng)對教學(xué)的管理，更加有效的管理、控制實驗室設(shè)備，為實驗室管理員減輕了工作負(fù)擔(dān)，使高校實驗室實現(xiàn)規(guī)范化和信息化管理，為高校實驗室的發(fā)展提供了必備的前提.隨著信息技術(shù)的發(fā)展，實驗室信息管理系統(tǒng)會更進(jìn)一步的完善，從而在高校實驗室管理中發(fā)揮更重大的作用.

參考文獻(xiàn)：

〔1〕駱祎嵐，王俊民.高校實驗室信息管理系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J].上海工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報，2010，24(2)：180-183.

〔2〕馬夢遠(yuǎn).高校實驗室信息管理系統(tǒng)設(shè)計分析與實現(xiàn)[J].山西科技，2010，25（6）：50-51.

〔3〕林春，張堯.民辦高校實驗室信息管理系統(tǒng)的研究與開發(fā)[J].實驗室研究與探索，2011，30(6)：169-171.

〔4〕查楊.基于B/S結(jié)構(gòu)的實驗室信息管理系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J].電腦知識與技術(shù)，2011，7（15）：3491－3494.

〔5〕陳葉紅.開放實驗室信息管理系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J].實驗室研究與探索，2011，30(6）：185-187.

中圖分類號：TP311.1

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1673-260X（2015）07-0048-03