呂狄亞,曹 巖,董 昕,李 育,婁子洋,丁德英,朱臻宇
(第二軍醫(yī)大學(xué),上海 200433)
實(shí)驗(yàn)室儀器管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)踐
呂狄亞,曹 巖,董 昕,李 育,婁子洋,丁德英,朱臻宇*
(第二軍醫(yī)大學(xué),上海 200433)
為實(shí)現(xiàn)大型儀器資源最優(yōu)化配置,構(gòu)建實(shí)驗(yàn)室儀器管理系統(tǒng),包括用戶模塊和管理員模塊,在用戶模塊中,注冊(cè)用戶可進(jìn)行樣品登記和預(yù)約測(cè)試項(xiàng)目,并通過條形碼掃描系統(tǒng)自動(dòng)獲得測(cè)試報(bào)告,真正實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化送樣及取樣。在管理員模塊中,管理員可對(duì)注冊(cè)用戶及大型儀器設(shè)備進(jìn)行全方位管理。
大型科學(xué)儀器;實(shí)驗(yàn)室儀器管理系統(tǒng);信息化管理
近年來,儀器測(cè)試中心已成為高校發(fā)展的重要組成部分,大型儀器設(shè)備的建設(shè)是儀器測(cè)試中心必備的基礎(chǔ)條件。測(cè)試中心是學(xué)校教學(xué)、科研、學(xué)科建設(shè)和管理水平的重要標(biāo)志,不但要滿足實(shí)驗(yàn)教學(xué)的需要,還要為科研和學(xué)生的創(chuàng)新性發(fā)展提供保障[1]。然而,傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室管理模式中,設(shè)備的利用率較低,不能充分發(fā)揮其應(yīng)有的作用[2]。此外,還存在數(shù)據(jù)記錄繁瑣、數(shù)據(jù)無法備份而造成丟失等問題。因此,如何避免先進(jìn)科學(xué)儀器的資源浪費(fèi),實(shí)現(xiàn)大型科學(xué)儀器資源的最優(yōu)化配置及共享已成為高校儀器測(cè)試中心建設(shè)迫切需要解決的問題[3]。只有儀器管理手段信息化、科學(xué)化,才能提供優(yōu)質(zhì)的技術(shù)服務(wù)以滿足科研的需要。因此,針對(duì)大型儀器設(shè)備管理存在的問題,本中心開發(fā)并建設(shè)實(shí)驗(yàn)室儀器管理系統(tǒng),運(yùn)用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、軟件集成系統(tǒng)和信息平臺(tái),實(shí)現(xiàn)設(shè)備共享、自動(dòng)記錄設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、數(shù)據(jù)自動(dòng)備份以及用戶自主送樣、取樣等功能。
本院分析測(cè)試中心擁有大型質(zhì)譜儀器4臺(tái),核磁共振儀器2臺(tái),流式細(xì)胞儀1臺(tái),液相色譜儀1臺(tái),紫外、紅外檢測(cè)儀器各1臺(tái)。配有專職管理人員10名,本院分析測(cè)試中心一直采用傳統(tǒng)的書面登記、電話預(yù)約、口頭預(yù)約等方式,無形中給儀器管理人員帶來了很多瑣碎的工作。比如,可能因?yàn)橐幻麑W(xué)生預(yù)約出錯(cuò)而影響測(cè)試樣品的進(jìn)度,導(dǎo)致他人到既定預(yù)約時(shí)間做不成實(shí)驗(yàn)的情況出現(xiàn)[4-5];中心每天樣品測(cè)試服務(wù)需求量非常大,僅僅依靠?jī)x器自動(dòng)存儲(chǔ)數(shù)據(jù),無法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)化管理;測(cè)試完成后,送樣人需等待儀器管理人員分析并給出測(cè)試結(jié)果,無法自行獲取,耗時(shí)耗力;送樣人很多時(shí)候要為了不同儀器的測(cè)試結(jié)果找不同的儀器管理員,無法在同一臺(tái)終端上獲得不同儀器的測(cè)試報(bào)告,做不到儀器間的數(shù)據(jù)共享?;谝陨蠁栴},結(jié)合測(cè)試中心的實(shí)際情況,根據(jù)儀器實(shí)際使用情況,我們開發(fā)了一套送樣人自主登記、預(yù)約測(cè)樣、取報(bào)告以及原始數(shù)據(jù)保存信息管理系統(tǒng)。該服務(wù)系統(tǒng)避免了在送樣多的情況下造成的樣品紊亂、送樣信息紊亂的問題,提高了各儀器的使用率。該系統(tǒng)的建立,不但實(shí)現(xiàn)了儀器設(shè)備使用信息化管理,而且實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)室儀器的開發(fā)與共享。
實(shí)驗(yàn)室儀器管理系統(tǒng)基于網(wǎng)絡(luò)管理工作平臺(tái),包括用戶注冊(cè)、自動(dòng)預(yù)約、有序測(cè)樣、條形碼自動(dòng)取樣、計(jì)算樣品累計(jì)數(shù)量等。該系統(tǒng)通過內(nèi)部局域網(wǎng)的模式,以Visual Studio 2010為開發(fā)環(huán)境,運(yùn)用Asp的編程框架,結(jié)合Microsoft SQL Server 2010數(shù)據(jù)庫技術(shù)[6]。另外,引入專用讀卡器、條形碼掃描儀,開通儀器預(yù)約登記系統(tǒng),用戶登錄方便,管理員可進(jìn)行科學(xué)管理,為系統(tǒng)提供可靠、安全、有效的智能數(shù)據(jù)平臺(tái)。
2.1 內(nèi)部局域網(wǎng)
采用C/S模式(客戶/服務(wù)器模式)的結(jié)構(gòu),通過專門的服務(wù)器提供局域網(wǎng)之間連接和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換服務(wù)。主要由中間件(Middleware)、客戶應(yīng)用程序(Client)及服務(wù)器管理程序(Server)3個(gè)部件組成。中間件主要協(xié)同客戶應(yīng)用程序與服務(wù)器管理程序滿足用戶查詢管理數(shù)據(jù)的需求;客戶應(yīng)用程序是系統(tǒng)中用戶與數(shù)據(jù)進(jìn)行交換的組件[7];服務(wù)器管理程序則起到管理系統(tǒng)的作用。C/S模式在不依賴外網(wǎng)環(huán)境的前提下,將任務(wù)分配給客戶端和服務(wù)器端,大大降低了系統(tǒng)的通訊費(fèi)用[8]。
在與外網(wǎng)連接時(shí),采用B/S模式(瀏覽器/服務(wù)器模式),不需要專門的網(wǎng)絡(luò)硬件環(huán)境,基于Web儀器服務(wù)與管理技術(shù)平臺(tái),通過服務(wù)器上安裝的SQL Server數(shù)據(jù)庫,用戶計(jì)算機(jī)上只需安裝Internet Explorer瀏覽器,即可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的交互與傳遞[9-10]。
2.2 專用讀卡器
無論校內(nèi)、校外客戶還是儀器管理方要測(cè)試樣品,必須通過儀器管理者認(rèn)證并為其注冊(cè),校內(nèi)外都以課題組負(fù)責(zé)人為核心,為其組內(nèi)成員建立相應(yīng)賬戶。用戶只需攜帶校園卡或是普通非接觸式IC卡,經(jīng)儀器負(fù)責(zé)人登記個(gè)人相關(guān)信息,包括所屬科室、課題組負(fù)責(zé)人、聯(lián)系方式,經(jīng)審核通過后,便可進(jìn)行自主送樣、取結(jié)果。校外客戶僅需攜帶符合規(guī)范的IC卡,經(jīng)儀器負(fù)責(zé)人登記個(gè)人相關(guān)信息、所屬院校相關(guān)信息、課題組負(fù)責(zé)人、聯(lián)系方式,經(jīng)審核通過后,也可進(jìn)行自主送樣、取結(jié)果。送樣者可實(shí)現(xiàn)自主化送樣、取得測(cè)試報(bào)告,儀器管理員可實(shí)現(xiàn)人員信息登記、樣品信息查詢、系統(tǒng)管理等功能。
2.3 條形碼掃描儀
樣品信息登錄完成后,系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)給出每個(gè)樣品的專屬條形碼,即樣品“身份證”,貼于樣品管上,便于儀器管理員根據(jù)樣品送樣的先后順序,按照條形碼名稱自動(dòng)掃描進(jìn)入儀器序列中,待儀器進(jìn)行分析和檢測(cè),有效地避免了樣品間的混淆。與此同時(shí),系統(tǒng)也會(huì)自動(dòng)打印出送樣申請(qǐng)單,每張申請(qǐng)單上的條形碼與樣品上的條形碼相對(duì)應(yīng),用戶只要將申請(qǐng)單在條形碼掃描儀上進(jìn)行掃描,即可查詢樣品排隊(duì)或測(cè)試信息,比如,“樣品正在測(cè)試”“打印報(bào)告單”“測(cè)試報(bào)告正在打印”等信息。
3.1 用戶模塊
(1)用戶注冊(cè)。校內(nèi)用戶經(jīng)導(dǎo)師許可,方可攜帶校園卡進(jìn)行注冊(cè),填寫詳細(xì)信息,包括所屬科室、課題組負(fù)責(zé)人、手機(jī)號(hào)碼,此類信息都自動(dòng)存儲(chǔ)于儀器管理系統(tǒng)中(見圖1)。進(jìn)行用戶信息管理的優(yōu)點(diǎn)在于,第一,便于在樣品測(cè)試出現(xiàn)問題時(shí)及時(shí)找到送樣人;第二,便于日后進(jìn)行各課題組測(cè)試數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì);第三,系統(tǒng)可以隨時(shí)提供課題負(fù)責(zé)人進(jìn)行課題組成員預(yù)約設(shè)備申請(qǐng)信息的統(tǒng)計(jì),查看該組情況,及時(shí)統(tǒng)籌安排。
圖1 用戶注冊(cè)流程
(2)自主送樣預(yù)約登記。針對(duì)委托送樣,送樣單的填寫按照儀器的特性進(jìn)行設(shè)計(jì)。為避免使用他人信息,采用校園卡進(jìn)行刷卡后登入,登錄該系統(tǒng)后,系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)給出申請(qǐng)者獨(dú)有的申請(qǐng)單編號(hào),左側(cè)顯示送樣人的姓名、聯(lián)系方式、科室及課題負(fù)責(zé)人(見圖2),如出現(xiàn)差錯(cuò),可取消送樣并聯(lián)系儀器管理員。若確認(rèn)無誤,可進(jìn)行下一步測(cè)試申請(qǐng)單的填寫。
圖2 樣品送測(cè)示意圖
選擇需要進(jìn)行預(yù)約測(cè)試的儀器,輸入樣品信息,包括樣品測(cè)試類型、樣品名稱、分子量、分子式、樣品特殊要求。輸入完成后,對(duì)樣品信息進(jìn)行再次核對(duì),核對(duì)無誤后,點(diǎn)擊完成申請(qǐng)并打印測(cè)試申請(qǐng)單及樣品專屬條形碼,并將條形碼貼到樣品上,保留“送樣單”。
(3)用戶自主取結(jié)果。用戶只要將申請(qǐng)單在條形碼掃描儀上進(jìn)行掃描,即可知道樣品測(cè)試情況。
圖3 條形碼掃描取樣示意圖
(4)單機(jī)版測(cè)試服務(wù)軟件。液相色譜-離子阱質(zhì)譜是測(cè)試中心使用率較高的質(zhì)譜之一,面向藥物化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、藥物分析等許多相關(guān)學(xué)科。因此,測(cè)試中心已經(jīng)針對(duì)液相色譜-離子阱質(zhì)譜設(shè)計(jì)開發(fā)了測(cè)試服務(wù)軟件。目前,已建立用戶離線登錄系統(tǒng),送樣人在專屬電腦上進(jìn)行身份注冊(cè)、填寫申請(qǐng)單,系統(tǒng)自動(dòng)生成“測(cè)試申請(qǐng)單”后,樣品進(jìn)入儀器測(cè)試排隊(duì)序列,等待測(cè)試結(jié)果。測(cè)試完成后,送樣人掃描“測(cè)試申請(qǐng)單”上的條形碼即可獲得結(jié)果(見圖3)。
3.2 管理員模塊
(1)人員管理。整個(gè)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)設(shè)有系統(tǒng)管理員、儀器管理員二級(jí)管理制度,根據(jù)儀器狀態(tài)和樣品檢測(cè)情況定期調(diào)整儀器管理參數(shù),便于校內(nèi)外用戶更有效地進(jìn)行送樣預(yù)約等。按課題組分類,統(tǒng)計(jì)周、月、季每個(gè)課題組的儀器使用情況。管理員定期對(duì)系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì),及時(shí)反饋給課題負(fù)責(zé)人。另外,設(shè)置黑名單,將惡意破壞儀器管理規(guī)定、逾期不繳納測(cè)試費(fèi)用及預(yù)約后不來上機(jī)而影響他人的不誠信用戶納入黑名單,系統(tǒng)將自動(dòng)取消其預(yù)約送樣資格,經(jīng)整改通過科室負(fù)責(zé)人、儀器管理負(fù)責(zé)人重新審核后,給予送樣資格。
(2)設(shè)備管理。提供實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有設(shè)備的名稱、類型、專職管理員、使用次數(shù)、設(shè)備狀態(tài)、費(fèi)用總額等信息,并可顯示設(shè)備工作狀態(tài),便于查詢。
通過實(shí)驗(yàn)室儀器管理系統(tǒng),用戶實(shí)現(xiàn)了隨時(shí)有序送樣、實(shí)時(shí)自主網(wǎng)絡(luò)查詢跟蹤樣品測(cè)試動(dòng)態(tài),測(cè)試服務(wù)人員實(shí)現(xiàn)了高效收樣、自動(dòng)輸入查詢樣品信息、條形碼數(shù)字化操作,避免了手工輸入信息的失誤。管理人員根據(jù)送樣量合理調(diào)配測(cè)試服務(wù)人員和服務(wù)時(shí)間,保障了測(cè)試工作的高效完成,促進(jìn)了科研工作的順利進(jìn)行。根據(jù)樣品的條形碼身份標(biāo)識(shí),有效地減少了爭(zhēng)議樣品,有利于各項(xiàng)測(cè)試工作進(jìn)入良性循環(huán)。
[1]陳永泰,何有世,李守偉,等.高校經(jīng)濟(jì)管理類實(shí)驗(yàn)中心建設(shè)初探[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索,2009(10):89-91.
[2]李軍,茅寧瑩.經(jīng)管類實(shí)驗(yàn)室開放的探索與實(shí)踐[J].藥學(xué)教育,2015(6):62-65.
[3]蔡海燕,劉昭.實(shí)驗(yàn)室信息化管理初探[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索,2010(11):373-375.
[4]孫文彬.開放性創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索,2006(2):148-151.
[5]趙晟鋅,徐勇鵬,陳忠林,等.大型科學(xué)儀器分析測(cè)試預(yù)約平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索,2014(12):277-280.
[6]崔蓬,吉根云,鄭偉.基于ASP和Access2000的網(wǎng)上智能答疑系統(tǒng)[J].電腦知識(shí)與技術(shù),2005(3):18-20.
[7]呂雪利,段志善,潘宏洲.基于B/S模式的圖書管理信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].電腦知識(shí)與技術(shù),2008(12):1549-1550.
[8]趙小軍.基于B/S結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].計(jì)算機(jī)與現(xiàn)代化,2010(2):8-10.
[9]饒婕,劉朝暉,王蓓.高校開放實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)[J].南華大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2008(1):80-83.
[10]徐萍萍,張賀文,張國英,等.基于Internet開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理信息系統(tǒng)的開發(fā)[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理,2004(6):126-128.
(*通訊作者:朱臻宇)
O6-32
B
1671-1246(2017)02-0156-03