加強信息化建設 促進實驗室管理數(shù)據(jù)一體化

王洋洋， 黃 凱， 張黎偉， 周勇義， 張 媛, 張志強

(北京大學 實驗室與設備管理部，北京 100871)

0 引 言

高校實驗室是科技創(chuàng)新體系的重要組成部分，是進行高水平基礎研究和應用研究、聚集和培養(yǎng)高素質(zhì)應用型人才的重要資源和保障、是展示高?？萍妓降臉酥竞透咝＝虒W科研能力的窗口，實驗室管理水平的高低對實驗教學以及科研工作質(zhì)量起著重要的作用，通過信息化手段整合實驗室管理信息資源，促進實驗室管理水平的提高是一種行之有效的方法[1-3]。

實驗室信息具有多維性和多樣性，高校中不同研究方向的科研人員、實驗技術人員、管理人員關注的是不同的實驗室信息，比如實驗室人員、實驗項目、儀器設備、實驗室房間等資源，或者實驗室安全、實驗室建設、實驗室成果等[4-9]，這些實驗室信息經(jīng)常有交集卻因為管理系統(tǒng)開發(fā)時間不同、管理部門不同、管理系統(tǒng)業(yè)務需求不一致等原因存在于不同的信息化系統(tǒng)中，造成數(shù)據(jù)各自更新，缺乏溝通，不準確，不一致等一系列問題。我校通過多年工作實踐，通過整合現(xiàn)有信息化系統(tǒng)中的實驗室管理數(shù)據(jù)資源，建立實驗室管理信息一體化，實現(xiàn)實驗室信息數(shù)據(jù)一個輸入多個輸出，保證數(shù)據(jù)準確性、一致性，提高數(shù)據(jù)的更新效率和共享性，實現(xiàn)了實驗室信息的多維度管理，解決了實驗室信息缺乏通暢共享而形成的“信息孤島”現(xiàn)象[10-12]。

整合過程充分依賴業(yè)務流程、規(guī)章制度以及管理人員工作需求與經(jīng)驗，基本原則是充分溝通，充分共享?，F(xiàn)階段，我校的實驗室信息，包括：基本信息、人員信息、項目信息、儀器設備信息以及試劑存量信息；這些實驗室資源以實驗室為管理單元進行信息收集和管理，在日常業(yè)務工作總結和數(shù)據(jù)整合過程中發(fā)現(xiàn)以下問題：從實驗室管理角度無法確定設備的具體放置位置，同樣從實驗室管理角度無法確定每一個實驗室的試劑存量和廢液存量是否符合管理要求。如果可以明確一個實驗室對應的一個或多個樓名稱和房間名稱，就可以準確地定位設備的具體放置位置，如果可以明確試劑和廢液所在房間的面積和環(huán)境，就可以根據(jù)管理要求去評估。由此看來，實驗室房間作為一項實驗室資源，在業(yè)務需求承接和實驗室信息關聯(lián)中起到非常重要的作用。因此在實驗室信息整合過程中引入實驗室房間信息模塊，讓實驗室房間作為一個管理單元,將實驗室實體化為一個或多個實驗室房間，通過實驗室管理基本信息連接實驗室房間和儀器設備信息，通過實驗室房間信息連接實驗室試劑信息和實驗室管理基本信息，來建立以實驗室管理基本信息為核心的以實驗室人員、實驗項目、實驗室房間、實驗室儀器設備、實驗室試劑為一體的數(shù)據(jù)信息網(wǎng)絡，為多角度查詢統(tǒng)計分析數(shù)據(jù)提供基礎[13-14]。

1 實驗室相關信息化系統(tǒng)現(xiàn)狀

經(jīng)過多年的信息化探索和實踐，我?，F(xiàn)有實驗室相關管理信息分別部署在實驗室與設備管理、試劑管理平臺和公用房管理3個系統(tǒng)中。這3個系統(tǒng)相互獨立，都有自己關注的業(yè)務管理流程，由不同的管理人員管理，基于不同的角色設計系統(tǒng)功能[15]，采用不同的軟件技術實現(xiàn)方式，系統(tǒng)中數(shù)據(jù)存儲在不同的數(shù)據(jù)庫中。其中實驗室與設備管理信息系統(tǒng)和試劑管理平臺由實驗室與設備管理部設計開發(fā)和日常管理，公用房管理系統(tǒng)由房地產(chǎn)管理部設計開發(fā)和日常管理，將這3個系統(tǒng)中實驗室相關信息的整合實現(xiàn)了跨系統(tǒng)、跨部門的信息共享。

實驗室與設備管理信息系統(tǒng)已歷經(jīng)2代，從1996年得到教育部高度評價的第1代到2013年4月上線的實現(xiàn)基于Web 3級管理的第2代，它是校級、院系級進行實驗室基本信息管理與統(tǒng)計、儀器設備全生命周期管理的信息化系統(tǒng)。在實驗室與設備管理信息系統(tǒng)中，實驗室基本信息與儀器設備基本信息使用相同的實驗室基礎信息代碼表，儀器設備基本信息建立與實驗室房間之間的關聯(lián)需要通過實驗室基礎信息作為紐帶；試劑管理平臺是進行試劑采購和日常管理的信息化平臺，為保證數(shù)據(jù)規(guī)范性，通過在試劑管理平臺中使用實驗室與設備管理信息系統(tǒng)現(xiàn)有的實驗室基礎信息代碼表，試劑管理平臺與實驗室建立關聯(lián)需要通過實驗室房間作為紐帶。公用房管理系統(tǒng)是房地產(chǎn)管理部對學校房產(chǎn)進行管理的信息化系統(tǒng)，公用房管理系統(tǒng)具有對校內(nèi)實驗室房間最準確的基礎數(shù)據(jù)，比如樓房名稱、房間所在樓層、房間名稱、房間面積和使用單位等，以此作為實驗室房間數(shù)據(jù)的基礎，既避免了重復勞動，又能保證數(shù)據(jù)的一致性，見圖1。

圖1 實驗室信息相關系統(tǒng)關聯(lián)

2 實驗室相關數(shù)據(jù)信息

為進行信息整合，首先要查看各維度實驗室數(shù)據(jù)，現(xiàn)有的實驗室相關數(shù)據(jù)信息以實驗室管理基本信息為基礎，還包括實驗室儀器設備管理信息、實驗室試劑存量信息、實驗室房間信息。

實驗室管理基本信息主要包含實驗室基礎信息，實驗室人員信息，實驗項目信息。實驗室基礎信息包含實驗室編號、名稱、成立時間、負責人等；實驗室人員包含實驗室專職、兼職的人員信息，姓名、年齡、學歷、專業(yè)等信息；實驗室項目信息指實驗室本學年度開設的實驗項目信息，包含實驗項目名稱，實驗所屬學科，實驗者類別，實驗人數(shù)等。

實驗室儀器設備管理信息是指存放于某實驗室的儀器設備的基本信息，包含儀器設備名稱、單價、型號、技術指標、所屬院系，負責人等相關信息。

實驗室試劑存量信息是實驗室當前各類試劑全部存量信息，包含試劑名稱、品牌、供應商、規(guī)格、貨號、單價、數(shù)量、總價等。實驗室房間信息指與實驗室對應的一個或多個房間的基本信息，包含房間唯一標識，樓名稱，樓層，房間號，使用面積，使用單位，房間負責人等。試劑管理的一個非常重要的目的就是對危險化學品的監(jiān)管[16]，試劑存放位置是需要關注的關鍵指標。

3 實驗室相關數(shù)據(jù)關聯(lián)的建立

3.1 實驗室與實驗室房間關聯(lián)的建立

各維度實驗室數(shù)據(jù)關聯(lián)建立的基礎是實驗室與實驗室房間的關聯(lián)。公用房房間信息的數(shù)據(jù)管理部門是房地產(chǎn)管理部，為建立與房產(chǎn)公用房房間管理信息的有效互聯(lián)互通，首先確定需要的公用房房間信息基本數(shù)據(jù)項，包含公用房管理系統(tǒng)房間唯一標識，樓名稱，樓層，房間號，使用面積，使用單位，房間負責人等。公用房房間數(shù)據(jù)的獲得和使用分3個步驟：

(1) 同步公用房管理系統(tǒng)中的房間數(shù)據(jù)信息。建立實驗室與公用房房間的對應關系，這是一個初始化過程。實驗室房間信息的補充過程中把從實驗室角度獲得的房間數(shù)據(jù)與公用房房間管理信息對應起來，確定每一個實驗室具體有哪幾個房間。日常維護建立于公用房管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)的同步關系，確定同步方式，接口，數(shù)據(jù)項。為保持實驗室房間數(shù)據(jù)的準確性，建立實驗室房間管理功能模塊，方便實驗室負責人員補充實驗室房間信息數(shù)據(jù)，如圖2所示。

圖2 實驗室房間填報功能

(2) 實驗室房間信息反饋給公用房管理系統(tǒng)，為公用房管理系統(tǒng)獲得哪些房間用作實驗室提供數(shù)據(jù)支持。

(3) 為形成可被實驗室使用的房間信息，在原有獲得的公用房房間信息基礎上添加以下數(shù)據(jù)項：房間負責人(單獨維護數(shù)據(jù))，負責人相關信息(職工號、聯(lián)系電話、郵箱等)，房間屬性，房間用途，安全等級，實驗室編號(見圖3)。

實驗室房間管理單元的建立是跨系統(tǒng)、跨部門信息互聯(lián)互通的一個嘗試，希望通過數(shù)據(jù)的獲取和反饋，使實驗室房間基礎信息更加準確，通過維持一定頻率的數(shù)據(jù)獲取和反饋，保持該數(shù)據(jù)的有效性和準確性。在實驗室房間管理單元建立的同時，要考慮以下問題：一個實驗室可能對應一個或多個房間，那么一個房間是否可能對應多個實驗室？還有很多類似的問題在數(shù)據(jù)關聯(lián)的過程中產(chǎn)生。

公用房實驗室房間數(shù)據(jù)的使用過程也就是實驗室與實驗室房間關系的建立過程，關聯(lián)關系建立好后，實驗室就更加具體化了。這個關系的建立也是為后面實驗室儀器設備、實驗室試劑信息與實驗室建立信息關聯(lián)做好基礎。

圖3 實驗室與實驗室房間關系圖

3.2 實驗室房間與儀器設備關聯(lián)的建立

在實驗室與設備管理信息系統(tǒng)中，實驗室與儀器設備使用相同的數(shù)據(jù)庫與實驗室基礎信息代碼表，儀器設備在建立信息檔案時就有所屬院系和所屬實驗室的數(shù)據(jù)項，這樣，實驗室與儀器設備已經(jīng)建立了一對多的關聯(lián)關系。

從實驗室管理角度確定儀器設備的放置地點，需要建立實驗室房間與儀器設備的關聯(lián)關系，通過建立大型儀器設備與實驗室房間之間的關聯(lián)關系，每一個實驗室可能有多個實驗室房間，每一個實驗室房間可能有多臺大型儀器設備，為每一個試驗實驗室房間的每臺大型儀器設備建立一條對應信息。對于管理人員來說，房間和儀器編號對應后可通過瀏覽界面看到房間對應的所有儀器設備清單，清單包括：儀器編號、儀器名稱、單價、所屬院系，通過點擊儀器編號可以鏈接到儀器設備詳細信息頁面?，F(xiàn)有儀器設備詳細信息中有放置地點這一數(shù)據(jù)項，為了保持一致性，需要統(tǒng)一儀器設備所在實驗室房間的數(shù)據(jù)入口，確保出口數(shù)據(jù)的準確性。

3.3 實驗室房間與試劑信息關聯(lián)的建立

試劑信息通過實驗室房間與實驗室建立關聯(lián)關系,試劑信息存儲在試劑管理平臺中,試劑管理平臺與實驗室與設備管理信息系統(tǒng)之間實行雙向數(shù)據(jù)交換。一方面,實驗室與設備管理信息系統(tǒng)將實驗室房間信息傳送給試劑管理平臺,供試劑管理平臺將試劑存量和廢液存量信息以實驗室房間為單位存儲；另一方面,試劑管理平臺將房間的試劑存量信息傳送回實驗室與設備管理信息系統(tǒng)中,試劑管理平臺獲得房間信息后便于通過各個實驗室房間掌握某個實驗室的試劑購買、使用、存量信息。實驗室與設備管理信息系統(tǒng)獲得試劑信息后，通過與房間負責人的關聯(lián)， 為構建“我的房間”功能提供試劑數(shù)據(jù)，供房間負責人查看自己所負責的實驗室房間的試劑信息。

4 關聯(lián)關系建立的安全性保障

為確保各實驗室相關系統(tǒng)數(shù)據(jù)關聯(lián)穩(wěn)定建立有效運行，在軟件安全、數(shù)據(jù)安全等方面都采取了必要措施：

(1) 校園網(wǎng)絡環(huán)境安全保護。全部實驗室相關系統(tǒng)運行程序和數(shù)據(jù)存儲均部署在校園網(wǎng)環(huán)境內(nèi)，通過防火墻進行網(wǎng)絡安全保護。

(2) 程序代碼的安全性掃描。因為試劑管理平臺對校內(nèi)、校外網(wǎng)絡開放使用，即允許教職工和學生在所有網(wǎng)絡環(huán)境下訪問系統(tǒng)，對軟件程序代碼安全性要求較高，系統(tǒng)上線前，對所有程序代碼進行安全性掃描，檢測是否有漏洞或存在安全風險，及時補充并修正。

(3) 數(shù)據(jù)導入、導出?？绮块T，跨系統(tǒng)之間對數(shù)據(jù)更新頻率要求不高的采用人工導出導入而非網(wǎng)絡連接的方式，更新頻率較高的，采用IP組合端口點對點數(shù)據(jù)加密傳輸。

5 結 語

響應國家政策要求，大力增強信息化發(fā)展能力實現(xiàn)實驗室信息一體化，實現(xiàn)跨系統(tǒng)、跨部門的實驗室信息共享，增強了管理部門對實驗室信息的掌控能力，完善了基礎信息資源動態(tài)更新和共享應用機制。在完成實驗室信息整合后，將進一步利用這些一體化的實驗室信息，加大力度實現(xiàn)信息共享，促進實驗室管理水平的提高，進而推進實驗教學以及科研工作質(zhì)量的提高。