姜懷璽

北京農(nóng)學(xué)院 北京 102206

信息化系統(tǒng)建設(shè)在實驗室管理中的必要性

姜懷璽

北京農(nóng)學(xué)院 北京 102206

本文采用相關(guān)關(guān)系理論分析實驗室管理過程中各因素之間相互關(guān)系，進(jìn)而闡述信息化系統(tǒng)在實驗室管理中實時性、可追溯性。

實驗室管理；信息化系統(tǒng)建設(shè)；教學(xué)與科研服務(wù)

高等學(xué)校實驗室是高校教學(xué)、技術(shù)創(chuàng)新及實踐體系的重要組成部分；是高校形成創(chuàng)新資源、強化科技能力的重要保障；是實驗教學(xué)、科學(xué)研究、生產(chǎn)試驗于一體的實體；是鞏固學(xué)生專業(yè)知識，培養(yǎng)學(xué)生動手能力，銜接基礎(chǔ)研究和創(chuàng)新研發(fā)的橋梁；凝聚、培養(yǎng)高?？蒲小⒐こ碳夹g(shù)創(chuàng)新人才的重要實踐基地。

高校實驗室的功能與作用，主要圍繞國家、學(xué)校制定的教學(xué)大綱進(jìn)行實踐教學(xué)，完成與學(xué)科知識相關(guān)的基礎(chǔ)實驗、科研實驗，在教學(xué)過程中發(fā)揮輔助教學(xué)作用，在推動學(xué)科技術(shù)進(jìn)步和技術(shù)創(chuàng)新中起到科研技術(shù)轉(zhuǎn)化橋梁作用。高校實驗室是高校的重要組成部分，因此實驗室管理也尤為重要。

一、實驗室管理現(xiàn)狀及存在問題

近幾年隨著我國科技興國戰(zhàn)略的實施，創(chuàng)新型社會的發(fā)展，國家對高校教學(xué)與科學(xué)研究經(jīng)費投入大大增加，部分資金落實到了實驗室基礎(chǔ)建設(shè)上，專業(yè)實驗室的數(shù)量和大量先進(jìn)的儀器、設(shè)備成倍增加，實驗課數(shù)量、科研課題數(shù)量也快速增長，相對實驗室硬件建設(shè)的迅速擴大，實驗室管理者對人、財、物等資源的管理卻相對滯后，常期處于較原始和常規(guī)的狀態(tài)，實驗室管理方式亟待解決。

1.缺乏常規(guī)管理：實驗室管理者按照常規(guī)管理實驗室及儀器設(shè)備，需要在實驗停止后進(jìn)行，檢查若發(fā)現(xiàn)實驗儀器設(shè)備存在問題。不能在第一時間掌握儀器設(shè)備狀態(tài)。不能準(zhǔn)確判斷設(shè)備出現(xiàn)問題的具體時間段，不能準(zhǔn)確判斷當(dāng)時的設(shè)備使用人員。

2.缺失實驗室及設(shè)備動態(tài)管理：在實驗進(jìn)行期間，若某實驗室或設(shè)備出現(xiàn)故障，由于不能實時監(jiān)測設(shè)備運行，管理人員難以準(zhǔn)確快速判斷哪個實驗室或設(shè)備在對應(yīng)時段內(nèi)是否運行正常，是否出現(xiàn)故障，當(dāng)故障發(fā)生有可能使實驗間斷或必須重新進(jìn)行實驗過程，造成實驗時間的延長，實驗材料的再投入，由此產(chǎn)生實驗數(shù)據(jù)不完整，實驗結(jié)果不準(zhǔn)確、試驗材料浪費等不利結(jié)果，給實驗者和實驗室管理帶來許多不必要的工作量。

3.缺乏人員動態(tài)管理：按照常規(guī)方法管理實驗室，管理者不能準(zhǔn)確實時掌握實驗者的詳細(xì)情況，比如實驗者的具體位置，使用的實驗設(shè)備運行狀況，實驗人員在實驗室的使用時間等。特別是目前高校學(xué)生數(shù)量多，實驗課程內(nèi)容多，教學(xué)課程、科研研究、論文課題、大學(xué)生實踐課題等。實驗工作頭緒多，實驗設(shè)備運行成本和實驗材料價格高，如不能實時跟蹤在實驗的人員狀況，可能造成成本和時間的浪費。因此實驗者在實驗室的活動狀態(tài)有必要進(jìn)行實時監(jiān)督。

為了保證實驗內(nèi)容正常順利完成，科研項目高水平進(jìn)行，學(xué)生動手能力提高。對管理者提出了智能化，高效率管理手段的要求，管理方式應(yīng)適應(yīng)實驗室的發(fā)展需要，有利于實驗室充分有效利用。避免實驗者、實驗儀器設(shè)備做無效功，最大程度提高實驗室效率，實時動態(tài)的實驗人員、儀器設(shè)備動態(tài)管理勢在必行。

二、建設(shè)實驗室信息管理系統(tǒng)提高實驗室管理水平

實驗室信息管理系統(tǒng)由門禁系統(tǒng)進(jìn)行人員管理、設(shè)備管理系統(tǒng)管理設(shè)備、試驗材料管理系統(tǒng)調(diào)度材料、試驗項目管理系統(tǒng)逐項管理試驗課題幾部分組成；將上述幾個方面統(tǒng)籌安排、有機結(jié)合、使實驗室運行達(dá)到最佳狀態(tài)，實驗室有效使用率的提高，是建設(shè)信息管理系統(tǒng)的目的。

信息管理系統(tǒng)運行將使實驗室在使用期間安全正常運行，盡可能縮短實驗人員在實驗室的無效占用時間，最大限度提高實驗室及儀器設(shè)備利用率，最大限度提高儀器設(shè)備使用中的準(zhǔn)確率。一方面做到預(yù)防實驗設(shè)備或材料等在實驗中出現(xiàn)問題；另一方面實時掌握實驗室及儀器設(shè)備運行情況。

實驗室的正常運行，涉及實驗室規(guī)模，實驗設(shè)備狀況，實驗材料是否符合要求，實驗者專業(yè)素質(zhì)，實驗室管理狀況以及其他外界條件等因素。哪些因素出現(xiàn)問題的概率高，對實驗正常進(jìn)行造成的影響大，管理人員應(yīng)做到心中有數(shù)，并采取相應(yīng)的措施給予預(yù)防或加強管理。運用相關(guān)分析法的基本概念和原理，探尋上述相互關(guān)聯(lián)的若干因素之間的關(guān)系，并據(jù)此關(guān)系預(yù)測各個因素之間在實驗室管理中的主次地位和作用。進(jìn)而在實驗室管理中加強對主要因素的監(jiān)測、檢測和管理，實現(xiàn)縮短實驗者無效占用實驗室時間，降低實驗設(shè)備故障率，達(dá)到實驗室安全正常運行的目標(biāo)。圖1列出實驗室管理中主要因素間相關(guān)關(guān)系。

圖1 因素相關(guān)關(guān)系圖

由圖1看出，管理者與實驗者與實驗結(jié)果；管理者與實驗儀器設(shè)備與實驗結(jié)果；管理者與實驗材料與實驗結(jié)果；實驗者與實驗儀器設(shè)備與實驗材料，他們之間相互關(guān)聯(lián)，相互影響，互不可缺。

相關(guān)分析法是用于測定自然現(xiàn)象各個因素之間相關(guān)關(guān)系的規(guī)律,并據(jù)此進(jìn)行預(yù)測和控制的一種分析方法。相關(guān)分析研究的是現(xiàn)象之間是否相關(guān)、相關(guān)的方向和密切程度,一般不區(qū)別自變量或因變量。因此,將相關(guān)分析法運用到實驗室管理中,通過對長期監(jiān)測、收集、整理而積累的數(shù)據(jù)做出分析找出規(guī)律性。相關(guān)關(guān)系可分為兩種類型。一類是函數(shù)關(guān)系，它反映著現(xiàn)象之間嚴(yán)格的依存關(guān)系。另一類為相關(guān)關(guān)系，在這種關(guān)系中，變量之間存在著不確定、不嚴(yán)格的依存關(guān)系，對于變量的某個數(shù)值，可以有另一變量的若干數(shù)值與之相對應(yīng)，這若干個數(shù)值圍繞著它們的平均數(shù)呈現(xiàn)出有規(guī)律的波動。如何將這些數(shù)值聯(lián)系在一起，需要建立實驗室信息系統(tǒng)將實驗室管理的各因素關(guān)聯(lián)。

實驗室信息系統(tǒng)建設(shè)，是將存在于實驗室各因素之間相互關(guān)系有效關(guān)聯(lián)在一個系統(tǒng)之中。在這個系統(tǒng)中將門禁系統(tǒng)、設(shè)備管理系統(tǒng)、材料管理系統(tǒng)、實驗室管理系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)，實驗者持卡進(jìn)入實驗室直至試驗結(jié)束出實驗室全過程被記錄。實驗者的姓名，系別，身份證號碼，要進(jìn)行的實驗內(nèi)容，使用的儀器設(shè)備、實驗材料相互關(guān)聯(lián)的信息，清晰的顯示并記錄在管理系統(tǒng)之中，管理者一目了然。在這個信息系統(tǒng)中，管理者、實驗者、實驗儀器設(shè)備、實驗材料、實驗結(jié)果、實驗時間他們之間存在相關(guān)關(guān)系。通過信息系統(tǒng)將實驗者與實驗室以及設(shè)備，材料，時間參數(shù)聯(lián)系在一起，實驗者鎖定在以時間為聯(lián)系的固定的物理空間。管理人員可實時了解任何一個實驗者的實驗狀態(tài)；實驗者有問題時，管理人員也可直接確定是在哪個實驗室以及使用了哪些設(shè)備，出現(xiàn)那類故障并予以及時解決。進(jìn)而實現(xiàn)實驗室管理的時效性和實驗過程可追溯。

三、建設(shè)實驗室信息管理系統(tǒng)實現(xiàn)實驗室狀態(tài)的實時管理

在科學(xué)技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)階段，改變常規(guī)管理實現(xiàn)信息網(wǎng)絡(luò)化實驗室管理，有著快捷，實時，成本低的優(yōu)點。當(dāng)實驗者進(jìn)行實驗時，其位置、時間被詳盡記錄。在具體的實驗室物理空間，實驗者所涉及的物理空間范圍內(nèi)儀器設(shè)備均被使用，儀器設(shè)備的運行狀態(tài)由實驗者控制，實驗過程中出現(xiàn)的實驗儀器設(shè)備問題，均由實驗者負(fù)責(zé)。由于系統(tǒng)的應(yīng)用，實驗者實驗的過程全程記錄，若出現(xiàn)故障系統(tǒng)將反饋到管理者，管理者及時給予解決，保證實驗正常進(jìn)行；使用結(jié)束恢復(fù)實驗室空間、實驗儀器設(shè)備為初始狀態(tài)，使用結(jié)束刷卡出門，實驗過程記錄備案。管理者在整個實驗過程中利用系統(tǒng)可隨時進(jìn)行跟蹤，發(fā)現(xiàn)問題盡快處理，保證實驗室空間、實驗儀器設(shè)備正常運行。通過信息系統(tǒng)，管理者實時了解實驗室的全面情況，有效掌控實驗室運行狀態(tài)，保證科研、實驗的正常進(jìn)行。在實驗過程中加強了對實驗室主體—儀器設(shè)備的管理，通過信息系統(tǒng)的自動記錄，管理者可以在數(shù)據(jù)檔案中查詢，掌握各個儀器使用狀況或出現(xiàn)故障的幾率，通過檔案中的詳盡記錄描述，隨時進(jìn)行查閱、整理、歸納，找出規(guī)律性的結(jié)果，預(yù)防容易出現(xiàn)的問題，消滅問題于萌芽之中，使得管理措施恰當(dāng)有利。

四、運用信息管理系統(tǒng)實現(xiàn)對實驗者與實驗設(shè)備動靜結(jié)合的管理

實驗者進(jìn)入實驗室,門禁系統(tǒng)給予人員定位；儀器設(shè)備放置在固定位置。在實驗者與儀器設(shè)備分別準(zhǔn)確定位基礎(chǔ)上,兩者物理空間重合。確定實驗者與儀器設(shè)備發(fā)生聯(lián)系,就是確定實驗者和儀器設(shè)備在同一時間是否存在于同一物理空間。為了準(zhǔn)確確定實驗者與實驗儀器設(shè)備發(fā)生聯(lián)系,為此引入時間參數(shù)。在同一個時間參數(shù)下,實驗者存在的物理空間,與實驗儀器設(shè)備所在的物理空間重合。時間確定、實驗者所在的物理空間確定、實驗儀器設(shè)備存在的物理空間確定。實驗者、儀器設(shè)備、時間三者確定了一定時間段實驗室的使用狀態(tài)。將運動的實驗者,固定的儀器設(shè)備,用時間聯(lián)系起來,管理者準(zhǔn)確了解管理目標(biāo)——實驗室的狀態(tài)變化。根據(jù)目標(biāo)狀態(tài)的變化,實時糾正錯誤狀態(tài),管理具備了實時性,同時達(dá)到動靜結(jié)合管理的目的。

五、利用信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析促進(jìn)實驗室建設(shè)進(jìn)入良性發(fā)展軌道

1.通過信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析整合實驗室資源

通過信息系統(tǒng)的建設(shè)與運行，可以長期采集和積累實驗室和實驗儀器設(shè)備運行數(shù)據(jù)，通過對大量基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的分析整理，實驗結(jié)果的整理，采用相關(guān)分析法找出實驗室運行的規(guī)律性。掌握規(guī)律性的目的是管理者可以預(yù)先做好準(zhǔn)備，對設(shè)備的購置、使用、保養(yǎng)與管理提出切合實際的要求。管理者根據(jù)規(guī)律性數(shù)據(jù)制定實驗室使用計劃，實驗室中長期規(guī)劃、實驗室資源調(diào)整，不同實驗室間跨界使用，最大程度提高實驗室使用率，改善實驗室資源配置。

2.通過信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析實時高效管理實驗室

信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集為實驗室管理中利用相關(guān)關(guān)系理論進(jìn)行實驗室狀態(tài)分析提供了大量的數(shù)據(jù)，大量數(shù)據(jù)彌補過去非智能管理的數(shù)據(jù)不連貫缺陷，使得管理可以做到更細(xì)，有的放矢，達(dá)到實時高效管理實驗室的目的。

綜上所述：有效管理實驗室、降低實驗室運行成本、實現(xiàn)實驗室動態(tài)管理、提高實驗室利用率、提高實驗室科研產(chǎn)能質(zhì)量、建設(shè)實驗室信息管理系統(tǒng)是科學(xué)管理實驗室的必要有效的保證。

[1]佟穎,白海會,吳曉榮.實驗室信息化管理系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J].現(xiàn)代教育技術(shù)2008,2

[2]戴耀東,居立貴,馬學(xué)文.基于試驗項目實驗室管理信息系統(tǒng)[J].實驗室研究與探索,1999,6

[3]漆建軍.以信息化手段建設(shè)和管理實驗室[J].高校實驗室工作研究,2005,12

Necessity of information system in the laboratory management

Jiang Huaixi
Beijing agriculture college，Beijing，102206，China

Using the relationship theory to analyze the laboratory management relationship among all the factors, to describe the real-time,traceability of the information system in laboratory management.

laboratory management; information system;teaching and researching services

2010-05-25

姜懷璽，本科，工程師。