摘要：對教學(xué)型實驗室管理的特點進(jìn)行研究，設(shè)計融入預(yù)警機制的實驗室信息管理系統(tǒng)。方案采用.Net技術(shù)和B／S體系結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了實驗室信息的高效管理，并詳細(xì)討論系統(tǒng)的功能模塊和實現(xiàn)技術(shù)。通過在高校實驗室的實際應(yīng)用，該系統(tǒng)有效地提高了管理水平。

關(guān)鍵詞：LIMS；.Net技術(shù)；實驗室信息；管理系統(tǒng)

中圖分類號：TP311

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1004—373X(2008)04—056—03

1 引 言

實驗室信息管理系統(tǒng)(Laboratory Information Man—agement System，LIMS)是利用計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)存儲技術(shù)、快速數(shù)據(jù)處理技術(shù)對實驗室進(jìn)行全方位管理的計算機軟件系統(tǒng)。LIMS從最初僅完成數(shù)據(jù)存儲和有限的網(wǎng)絡(luò)功能，發(fā)展到現(xiàn)在可以處理海量數(shù)據(jù)，具備完善的管理職能，并且能夠運行于Internet之上，極大地提高了實驗室的運行效率，節(jié)約了實驗室的運營成本。針對教學(xué)型實驗室以設(shè)備管理和實驗教學(xué)為主要需求的特點，設(shè)計了融入預(yù)警機制的實驗室信息管理系統(tǒng)，使實驗室管理人員和實驗室的主管部門更方便了解實驗室的運行狀況，提高管理水平。

2 系統(tǒng)功能設(shè)計

系統(tǒng)的主要功能模塊如圖1所示。

2.1基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理

基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括實驗室部門和人員等方面的基礎(chǔ)信息。實驗室部門管理可以允許用戶編輯各分室的名稱及相關(guān)信息。人員管理包括對實驗室各類人員的基本信息及任課情況等信息的管理。

2.2設(shè)備管理

設(shè)備管理負(fù)責(zé)維護(hù)實驗室儀器設(shè)備的基本檔案、使用、維修以及資產(chǎn)等方面的信息。設(shè)備管理子系統(tǒng)由設(shè)備基礎(chǔ)管理、耗材信息管理、設(shè)備使用管理、設(shè)備維修管理和設(shè)備資產(chǎn)管理等模塊組成。

(1)設(shè)備基礎(chǔ)管理

主要完成對設(shè)備檔案和部門管理等綜合內(nèi)容的管理工作。在高校實驗室中，設(shè)備檔案是指設(shè)備相關(guān)的圖紙、文字說明等。設(shè)備檔案一般包括：設(shè)備編號、檢驗合格證及有關(guān)附件、設(shè)備登記卡片、定期維護(hù)記錄和設(shè)備改造記錄等。

(2)耗材信息管理

主要完成對實驗室購進(jìn)的耗材進(jìn)行管理，包括耗材分類管理、耗材購進(jìn)管理、耗材使用記錄和耗材庫存等功能模塊。他收集耗材庫存狀況變化，動態(tài)生成實驗室耗材消耗的統(tǒng)計報表，并參考實驗管理系統(tǒng)中實驗任務(wù)規(guī)劃生成耗材使用方案。

(3)設(shè)備使用管理

主要完成對設(shè)備使用的記錄，包括每次實驗所動用的設(shè)備名稱、編號、使用人員、開始時間、總時長、設(shè)備運行情況等內(nèi)容。

(4)設(shè)備維修管理

主要完成在設(shè)備維修時記錄故障現(xiàn)象，根據(jù)實驗儀器設(shè)備故障引起的各種現(xiàn)象形成正規(guī)的故障現(xiàn)象報告，包括故障設(shè)備編號、故障發(fā)生的時間、發(fā)生故障的儀器設(shè)備、故障發(fā)生的環(huán)境條件、故障發(fā)生所表現(xiàn)的現(xiàn)象和填表人等信息；根據(jù)維修人員的經(jīng)驗，對故障原因進(jìn)行分析，將可能的原因列出并輸入到設(shè)備維修管理系統(tǒng)中，故障原因分析報告表包括故障設(shè)備編號、分析得到的原因和建議的維修措施等內(nèi)容；最后，在完成對實驗儀器設(shè)備的維修之后，要對維修效果進(jìn)行管理，登記維修措施及效果報告，該報告包括采用的維修措施、效果以及消耗的耗材等信息。如果設(shè)備報廢，則要進(jìn)行報廢登記。

(5)資產(chǎn)管理模塊

主要完成對設(shè)備的校內(nèi)外調(diào)撥、購置、出租、閑置、報廢、丟失和增加附件等信息，還可對實驗室資產(chǎn)進(jìn)行分類管理、定期統(tǒng)計分類明細(xì)報表。

2.3 實驗管理

實驗管理子系統(tǒng)應(yīng)該包括設(shè)備分組、實驗任務(wù)管理和實驗配套管理等功能模塊。

(1)設(shè)備分組

當(dāng)用戶完成輸入部門設(shè)備分組信息后，系統(tǒng)自動聯(lián)合設(shè)備基本信息和部門設(shè)備分組情況，提取出各分組設(shè)備的運行狀態(tài)，統(tǒng)計能夠正常工作的組數(shù)，自動計算出最大同時開出組數(shù)。

(2)實驗任務(wù)管理

主要管理實驗室承擔(dān)的實驗任務(wù)，可以允許用戶添加、刪除、修改各部門承擔(dān)的實驗任務(wù)名稱、實驗任務(wù)簡介和所需設(shè)備數(shù)等信息。

(3)實驗配套管理

主要管理每個實驗項目使用的主要儀器設(shè)備和耗材情況。他能夠量化每次實驗消耗的資源。

2.4預(yù)警管理

預(yù)警管理子系統(tǒng)根據(jù)耗材、維修、資產(chǎn)、實驗管理中設(shè)備使用情況和設(shè)備基礎(chǔ)等數(shù)據(jù)結(jié)合預(yù)警規(guī)則向管理者發(fā)出預(yù)警信息。不同實驗室可根據(jù)設(shè)備具體情況定制個性化預(yù)警規(guī)則。例如，根據(jù)實驗室中某種易耗品的消耗速度，當(dāng)庫存量達(dá)到預(yù)設(shè)的預(yù)警值時向?qū)嶒炇邑?fù)責(zé)人或管理員發(fā)出預(yù)警。預(yù)警管理子系統(tǒng)基本系統(tǒng)模型見圖2。

2.5分析與報表

分析模塊是指能夠在業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)中查找出相互聯(lián)系的有用信息并為預(yù)警系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)支持，包括實驗室設(shè)備的利用率、耗損情況等呈現(xiàn)給實驗室管理者。報表模塊能夠為管理員提供設(shè)備狀態(tài)、設(shè)備故障、儀器設(shè)備分組明細(xì)表、常規(guī)儀器設(shè)備配套信息、設(shè)備利用率和分析模塊形成的報表。

在實驗室日常工作中有必要詳細(xì)記錄各種數(shù)據(jù)，以便在預(yù)警、分析與報表系統(tǒng)中形成準(zhǔn)確的報告，為實驗室管理人員和高校有關(guān)部門在進(jìn)行有關(guān)評估、規(guī)劃或采購中提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)參考依據(jù)。

2.6 系統(tǒng)管理

系統(tǒng)管理子系統(tǒng)包括用戶管理、權(quán)限管理和數(shù)據(jù)備份等功能模塊。

系統(tǒng)用戶分為3類：超級管理員(實驗室負(fù)責(zé)人)、一般管理員(實驗室管理員)、普通用戶?！俺壒芾韱T”的權(quán)限最大，可以使用本應(yīng)用系統(tǒng)的所有功能；“一般管理員”的權(quán)限相對較小，可以管理設(shè)備、耗材、實驗任務(wù)等信息；“普通用戶”只能查看實驗室安排出的任務(wù)表等授權(quán)可見信息。

數(shù)據(jù)備份模塊是一種自行開發(fā)的數(shù)據(jù)備份工具，提高系統(tǒng)的可靠性與意外情況下的恢復(fù)，用戶不需要了解后臺操作的命令就可以方便地按計劃或即時備份數(shù)據(jù)庫。

2.7 幫助系統(tǒng)

為使用者提供使用教程、操作技巧和注意事項等幫助。

3 基于.Net的LIMS的分析與實現(xiàn)

3.1 LIMS體系結(jié)構(gòu)

LIMS自20世紀(jì)60年代末產(chǎn)生發(fā)展到現(xiàn)在已經(jīng)經(jīng)歷了終端／主機結(jié)構(gòu)(20世紀(jì)60年代末至80年代中)、客戶機／服務(wù)器結(jié)構(gòu)(20世紀(jì)80年代中至90年代)、瀏覽器／服務(wù)器結(jié)構(gòu)(20世紀(jì)90年代末到現(xiàn)在)。近幾年來，采用Internet或Intranet和Web技術(shù)，統(tǒng)一的瀏覽器界面和以Web服務(wù)器為中心的分布式管理體系，代表了最新的計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在LIMS系統(tǒng)中的應(yīng)用，使得LIMS的功能更加強大，基本滿足了現(xiàn)代實驗室的管理要求。

基于.Net的實驗室信息管理系統(tǒng)采用B／S(Browse／Server)結(jié)構(gòu)，即客戶層、Web層、數(shù)據(jù)層。B／S結(jié)構(gòu)是以Web為中心、采用TCP／IP技術(shù)、HTTP為傳輸協(xié)議、客戶端通過Browser訪問Web以及與Web相連的后臺數(shù)據(jù)庫。

3.2 系統(tǒng)實現(xiàn)

該系統(tǒng)采用Windows 2003 Server為操作系統(tǒng)，.NetFramework SDK為開發(fā)平臺，Microsoft SQL Server 2005作為后臺的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。客戶層使用統(tǒng)一的瀏覽器，如微軟公司的Internet Explorer。Web服務(wù)器采用Mi—crosoft Windows自帶的I²S 5.0。Microsoft SQL Server2005是一個可擴充的、高效的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。在實際開發(fā)編程過程中采用ASP.Net，ADO.Net，ODBC等實現(xiàn)技術(shù)。

3.3 關(guān)鍵技術(shù)

.Net架構(gòu)能夠開發(fā)在臺式機上運行的分布式企業(yè)應(yīng)用程序，這些應(yīng)用程序通過Internet跨平臺地運行，同時具備非常高的性能、伸縮性和健壯性。

ASP.NET建立在微軟新一代Microsoft.NET平臺架構(gòu)上，為用戶提供建立強大的企業(yè)級Web應(yīng)用服務(wù)的編程框架。ASP.NET與Windows 2003 Server的完美組合，為中、小型乃至企業(yè)級的Web商業(yè)模型提供了一個更為穩(wěn)定、高效、安全的運行環(huán)境。ASP.NET有以下主要的特性：性能強大，簡單靈活；易于維護(hù)、升級；易于擴充、定制；安全性和穩(wěn)定性；完全基于組件設(shè)計；快速開發(fā)工具支持。

ADO.Net在Microsoft ADO的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，他是一種基于標(biāo)準(zhǔn)的編程模型，用于創(chuàng)建分布式、數(shù)據(jù)共享應(yīng)用程序。ADO.Net的核心組件是DataSet(數(shù)據(jù)集)對象，DataSet提供訪問數(shù)據(jù)庫的一系列接口，是不依賴于數(shù)據(jù)庫的獨立的數(shù)據(jù)集合。

4 結(jié) 語

本文所述的基于.Net的實驗室信息管理系統(tǒng)，經(jīng)過一段時間的試運行，效果良好。實踐證明，在系統(tǒng)中融入預(yù)警機制得到了實驗室管理人員和實驗室的主管部門的普遍歡迎，較為完善的分析與報表管理為領(lǐng)導(dǎo)決策提供了可靠的數(shù)據(jù)，提高了管理水平。