分析測試中心實驗室管理系統(tǒng)構(gòu)建與實現(xiàn)

林 艷,陳紅杰,滕曉煥

(廣東輕工職業(yè)技術(shù)學院 教務(wù)處,廣東 廣州 510300)

隨著國家對示范性高職院校、優(yōu)質(zhì)高職院校投入的加大，高校分析測試中心實驗室規(guī)模不斷擴大。分析測試中心是各高校進行實踐教學的主要場所，是培養(yǎng)生產(chǎn)、建設(shè)、管理和服務(wù)第一線的高級技術(shù)技能人才的重要基地，對提升人才培養(yǎng)質(zhì)量、促進學科與科技發(fā)展水平具有重要意義。它承擔著多學院、多專業(yè)、多班級、多課程、多項目、多批次的集化學實驗、職業(yè)技能鑒定、技能大賽以及科研等多功能為一體的繁重任務(wù)，傳統(tǒng)的工作效率低下、管理混亂的工作方式已無法滿足實驗室教學要求。

在“互聯(lián)網(wǎng)+”戰(zhàn)略的推動下，有效運用新的教育媒介實驗室信息管理系統(tǒng)平臺，對我校分析測試中心進行系統(tǒng)化、規(guī)范化、電子化與信息化的系統(tǒng)構(gòu)建來實現(xiàn)實驗室高效管理，已成為分析測試中心管理發(fā)展的必然趨勢。故設(shè)計構(gòu)建分析測試中心實驗室信息管理系統(tǒng)很有必要。

1 管理系統(tǒng)需求分析

實驗室信息管理系統(tǒng)(LIMS)是由計算機硬件和應用軟件組成，能夠完成實驗室數(shù)據(jù)和信息的收集、分析、報告和管理。LIMS基于計算機局域網(wǎng)，專門針對一個實驗室的整體環(huán)境而設(shè)計，是一個包括了信號采集設(shè)備、數(shù)據(jù)通訊軟件、數(shù)據(jù)庫管理軟件在內(nèi)的高效集成系統(tǒng)。以實驗室為中心，將實驗室的業(yè)務(wù)流程、環(huán)境、人員、儀器設(shè)備、標物標液、化學試劑、標準方法、圖書資料、文件記錄、科研管理、項目管理、客戶管理等因素有機結(jié)合[1]。

經(jīng)分析，目前高校分析測試實驗室管理，包括：人員管理、實驗室信息管理、實驗實訓教學管理、儀器設(shè)備管理、耗材管理、危險化學品管理、實驗室廢液廢物管理、實驗室開放共享管理、全天候安全警報管理等。該系統(tǒng)結(jié)合我校現(xiàn)狀建立合理有效的實驗室信息管理平臺，讓實驗室管理人員能夠有序、高效地處理實驗室中許多業(yè)務(wù)繁雜的信息。下面分析不同的管理內(nèi)容及對應的管理模塊。

1.1 人員管理

根據(jù)我校實驗教學管理和實驗教學設(shè)備管理的實際狀況，本系統(tǒng)按照所涉及人員在教學管理過程中分工不同，設(shè)計了不同的角色，包括本系統(tǒng)后臺管理人員、實驗室管理人員和實驗室使用人員。

根據(jù)權(quán)限不同，人員管理模塊可分為：系統(tǒng)登錄模塊、用戶管理模塊。其中系統(tǒng)登錄模塊可細分為三個子模塊，用戶注冊模塊、用戶登錄模塊與密碼找回模塊。用戶管理模塊包括兩個子模塊：人員操作模塊和人員分組模塊。

具體分組如下：

本系統(tǒng)的設(shè)計管理人員屬于超級管理員；教務(wù)處、學院教學秘書、學院設(shè)備秘書、系部或教研室(副)主任、實驗中心(副)主任、實驗員等6類屬于一般管理員；其他教師與學生等都屬于一般人員。

1.2 實驗室基本信息管理

目前分析測試中心化學實驗室共有70間，并且還在持續(xù)增加升級改造中，實驗室類型包括了有機化學實驗室、無機化學實驗室、分析化學實驗室、微生物實驗室、理化檢驗實驗室、環(huán)境監(jiān)測實驗室、儀器分析實驗室等，能滿足不同的系別不同專業(yè)不同級別學生同時開展化學實驗。在實驗室信息管理中需要包括實驗室門牌號、實驗室名稱、實驗室功能、實驗室管理人員、實驗室使用日志、實驗室對應資產(chǎn)、實驗室管理中涉及的其他數(shù)據(jù)等。

1.3 實驗實訓教學管理

分析測試課程管理內(nèi)容包括分析測試實驗教學課程安排、分析測試實驗課程信息錄入、分析測試實驗用戶管理、分析測試實驗室申請與安排、分析測試實驗日志處理與統(tǒng)計等。

分析測試實驗課程安排模塊從流程上分為教師操作部分、實驗室管理員操作部分、教務(wù)員操作等三部分。本模塊在設(shè)計時，根據(jù)各系不同教師提交的實驗課程計劃表，通過本系統(tǒng)自動形成本學期的化學實驗課程表，便于后續(xù)統(tǒng)計分析，包括實驗課程指導教師、實驗班級、開課時間等信息，統(tǒng)計出不同時間段內(nèi)實驗課程的開課量，進行化學實驗室的分配與使用，防止沖突，從而為學期末資料總結(jié)做準備；排課負責人負責各項功能的管理等功能[2]。

1.4 實驗室使用管理

分析測試中心實驗室的使用管理主要包括分析測試實驗室的安排、查詢、申請、預約等。故實驗室使用管理模塊應包括五個子模塊，即包括分析測試實驗室安排模塊，分析測試實驗室使用狀態(tài)查詢模塊，分析測試實驗室申請模塊，分析測試實驗室預約模塊以及實驗室公告模塊。

其中實驗室安排模塊主要是根據(jù)實驗教學課程安排系統(tǒng)自動或人工輔助進行實驗室安排，提高實驗室使用效率同時防止排課沖突。

實驗室查詢模塊則是在實驗室排課基礎(chǔ)上進行實驗室使用狀態(tài)查詢，確定是否有實驗室正在使用或處于空閑狀態(tài)。

實驗室申請模塊是在實驗課程安排改變或者臨時需要進行分析測試實驗時，提前申請或者在查詢到有空閑實驗室時進行申請，以便安排實驗教學任務(wù)。

實驗室預約模塊針對學生自行設(shè)計實驗或者實驗項目中進行實驗而設(shè)置的，有利于將分析測試實驗室逐漸打造成開放性實驗室[33]。

實驗室公告模塊主要用來實時發(fā)布實驗室的使用狀態(tài)，方便教師、學生或?qū)嶒烅椖肯嚓P(guān)人員進行查詢申請與預約。

1.5 儀器設(shè)備管理

儀器設(shè)備管理對應的功能主要包括實驗儀器設(shè)備的申購、審批、采購、錄入、存儲、使用、維護、損耗、報廢等，對相關(guān)儀器設(shè)備的具體操作信息進行電子化管理，以便實時掌控儀器、設(shè)備的使用情況和狀態(tài)，為查詢與使用服務(wù)[3]。

經(jīng)系統(tǒng)授權(quán)的用戶有權(quán)限進行設(shè)備編號輸入、設(shè)備名稱輸入、設(shè)備型號輸入、設(shè)備規(guī)格輸入、管理人員輸入、存放地點輸入等基本信息輸入，同時進行單條件查詢、多條件查詢與模糊查詢等，還可輸入設(shè)備名稱進行申請與使用，申請后系統(tǒng)可以自動生成對應的數(shù)據(jù)表，提供給授權(quán)用戶進行瀏覽與打印，并可查看申請設(shè)備后的歸還時間，按時歸還設(shè)備。而具有超級管理員權(quán)限的用戶還可以使用最高權(quán)限，對已經(jīng)存在于系統(tǒng)中的基本信息，進行定期與不定期的更新、刪除和審核，從而保證整個化學實驗室的正常運行，為實驗室老師和學生提供服務(wù)。

1.6 化學藥品與耗材管理

化學藥品與耗材管理是對分析測試中心實驗實訓教學與全校師生科研所用到的所有化學試劑及藥品甚至低值耗材進行必要的電子化與信息化管理。要對紛繁冗雜且數(shù)量龐大的化學試劑與藥品以及低值耗材信息進行統(tǒng)一保存及管理，手動管理顯然不現(xiàn)實，為此必須利用數(shù)據(jù)庫，不僅管理容易，而且查詢方便及時，有利于實驗室管理員管理效率的提高。再加上使用RFID技術(shù)，給化學試劑與藥品等貼上數(shù)字標簽，只要經(jīng)過掃描就可以將化學試劑藥品等信息錄入系統(tǒng)，實現(xiàn)了自動化管理，從而大大提高了工作效率。

化學藥品申請、采購模塊包括采購申請、審核、審批、競價、付款等五個步驟。實驗室管理人員或科研人員通過本模塊可以提出購買耗材申請，由分析測試中心主任審核品種和數(shù)量后再經(jīng)相關(guān)領(lǐng)導審批，生成需要購買的耗材訂單[4]。

耗材入庫、貯存模塊包括藥品儲存環(huán)境、藥品儲存區(qū)位、藥品儲存期限、特殊(易燃、易爆、有毒等)藥品存放信息、安全庫存管理等。藥品入庫時使用RFID技術(shù)，給化學試劑與藥品等貼上數(shù)字標簽，通過掃描就可以實時將化學試劑藥品等信息錄入系統(tǒng)，進而貯存起來[36]。在本模塊可查詢特定化學品安全信息卡上的相關(guān)信息，從而實驗室管理員可根據(jù)藥品的安全信息進行分區(qū)與分類貯藏，最終實現(xiàn)安全存放?；瘜W藥品的貯存需要進行一定比例的備用存貯，并對藥品情況進行實時監(jiān)控。

化學藥品領(lǐng)用及反饋模塊根據(jù)化學藥品的使用流程，實現(xiàn)的功能具體包括化學藥品的領(lǐng)用申請、批準、領(lǐng)取、登記與藥品質(zhì)量反饋等。為了對易制毒藥品進行嚴格管理，教師在進行領(lǐng)取登記時，必須經(jīng)過領(lǐng)導簽字同意才可領(lǐng)用。實驗結(jié)束后剩余的藥品及時反饋給教師并錄入系統(tǒng)，實現(xiàn)對化學藥品的實時管理[5]。

化學藥品查詢打印模塊是為了了解化學藥品的庫存與使用實時情況，需要進行化學藥品查詢。為此設(shè)立化學藥品查詢打印模塊，此模塊功能主要包括系部內(nèi)查詢與跨系部查詢，目的是實時掌握化學藥品庫存情況，有利于節(jié)約經(jīng)費，并可對查詢結(jié)果進行打印輸出。

低值易耗品即實驗實訓耗材管理在實驗室日常管理工作中是一項量大且繁瑣的工作。實驗實訓室提供耗材購置計劃管理、實驗耗材管理、實驗低值品管理三個子模塊。實驗室用低值耗材與化學試劑的管理基本類似，低值耗材管理主要包含：學期耗材計劃、耗材購置計劃、耗材基本數(shù)據(jù)維護、耗材領(lǐng)用、耗材情況統(tǒng)計、耗材數(shù)據(jù)組合查詢等項目。實驗員可以隨時了解實驗室耗材存量及消耗[6]。

1.7 全天候安全警報管理

我校的化學實驗室易爆、易燃、輻射性、腐蝕性、劇毒性等危險物品集中，且貴重儀器、物品較多，人員出入相對頻繁，若一旦發(fā)生事故后果不堪設(shè)想，輕則國家的財產(chǎn)受損，重則以生命為代價，不僅影響正常的教學和科研秩序，還會給社會帶來嚴重影響。而目前國內(nèi)化學實驗室安全管理問題并不樂觀，主要表現(xiàn)為：安全意識淡薄；制度尚不健全；對藥品性能掌握不夠，危險物品存放不合理；經(jīng)費投入不足，設(shè)施配套不齊[7]。為此，全天候完全警報系統(tǒng)管理必不可少。

為避免在化學實驗室內(nèi)發(fā)生火災事故、爆炸事故、化學試劑腐蝕灼傷事故、危險化學品泄漏事故、生物安全事故、放射性事故、毒害事故[8]以及失竊事故等，需要從硬件與軟件兩方面進行管理。

全天候安全警報系統(tǒng)管理模塊應包括三個子模塊：智能安防管理模塊、智能事故報警模塊以及緊急情況處理模塊。

2 系統(tǒng)實現(xiàn)方法

廣東輕工職業(yè)技術(shù)學院化學實驗室管理系統(tǒng)是典型的動態(tài)信息管理系統(tǒng)，基于已發(fā)展成熟的學院校園網(wǎng)，采用 B/S(Browser/Server，瀏覽器/服務(wù)器)模式進行架構(gòu)，以適應快速發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)化應用的需求。系統(tǒng)前臺頁面采用目前較成熟的 ASP 技術(shù)進行開發(fā)，后臺數(shù)據(jù)庫則使用最新的 SQL Server 2012 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)的存儲、管理和日常維護，其優(yōu)點是功能模塊復用率高、系統(tǒng)維護代價較小。

3 結(jié)束語

分析測試中心在使用實驗室管理系統(tǒng)后，大大提高分析測試中心相關(guān)管理工作的辦公效率，同時大大提高分析測試中心相關(guān)設(shè)備使用的合理性、安全性、高效性與可靠性，大大減少分析測試中心相關(guān)管理人員與工作人員的勞動強度，大大降低辦公低值耗材的使用，進一步提高學院分析測試類實驗實訓教學的管理水平和教學質(zhì)量，為保障分析測試類實驗實訓教學的順利進行與相關(guān)科研項目的及時完成，起到積極有效的作用，因此具有很高的實際應用價值。此外，本系統(tǒng)的設(shè)計開發(fā)和后續(xù)使用對我院的其它實驗實訓教學管理具有一定的提升效果，并可對兄弟院校的相關(guān)管理工作具有一定的參考作用。