楊 鑫,楊永忠,王 薇 ,蘇 彤

(1. 陜西煤業(yè)化工技術研究院有限責任公司，陜西 西安 710065；2.國家能源煤炭分質(zhì)清潔轉(zhuǎn)化重點實驗室，陜西 西安 710065)

1 引言

隨著計算機技術普及網(wǎng)絡云共享技術的發(fā)展，以及“互聯(lián)網(wǎng)+”技術的不斷推進，以互聯(lián)網(wǎng)為核心的信息管理系統(tǒng)不斷完善，網(wǎng)絡實驗室的概念逐漸進入到傳統(tǒng)實驗室管理領域[1-3]。實驗室管理系統(tǒng)(LIMS)使用計算機網(wǎng)絡，以信息化的形式來管理實驗室[4-7]，不僅對實驗室的儀器、數(shù)據(jù)、人員、試劑、耗材以及測試流程更加快捷、方便地管理，還將計算機網(wǎng)絡、人機交互、數(shù)據(jù)共享等結(jié)合起來，提高儀器設備利用率和工作效率，實現(xiàn)資源共享[8-10]。

本文在分析了陜西煤業(yè)化工技術研究院有限責任公司分析測試中心儀器、人員、管理等軟硬件條件的基礎上，結(jié)合實際情況，在LIMS的基礎上，搭建了網(wǎng)絡實驗室，實現(xiàn)了分析測試中心的網(wǎng)絡管理、數(shù)據(jù)共享、遠程交互等功能。

2 網(wǎng)絡實驗室總體方案設計

陜西煤業(yè)化工技術研究院有限責任公司分析測試中心，有各種高精密、跨學科的大型實驗、分析儀器設備，負責整個研究院的產(chǎn)品研發(fā)和分析測試，隨著檢測業(yè)務日漸增多，實驗室日常的人工管理、紙質(zhì)化辦公的方式已經(jīng)不能很好的滿足網(wǎng)絡化信息化的需求，對儀器、人員、測樣、試劑、耗材、檢測流程等的日常運營管理未實現(xiàn)網(wǎng)絡化。

目前，分析測試中心所有儀器的工作電腦已全部通過內(nèi)部局域網(wǎng)實現(xiàn)文件管理、打印機共享功能。在此基礎上，結(jié)合計算機云共享技術，構建網(wǎng)絡實驗室，網(wǎng)絡實驗室由實驗室管理、遠程交互、數(shù)據(jù)共享三個功能平臺組成，如下圖1所示。整個網(wǎng)絡實驗室的數(shù)據(jù)安全由權限管理模塊來保證，保證根據(jù)用戶權限等級不同對三大平臺進行查看、批準、修改、增加或刪除等操作[11-12]。

圖1 網(wǎng)絡實驗室整體框圖

3 功能平臺的構建

3.1 實驗室管理平臺

實驗室管理平臺是網(wǎng)絡實驗室的基礎，該平臺主要是對實驗室的人、事、物進行管理，包括網(wǎng)絡宣傳、網(wǎng)上實驗預約、實驗室內(nèi)部事務管理三個部分，如圖2所示，實現(xiàn)了實驗室的電子化管理。通過瀏覽器登錄網(wǎng)絡實驗室管理平臺，根據(jù)分類瀏覽相關信息，實現(xiàn)實驗室有關事宜的管理。

圖2 實驗室管理平臺結(jié)構圖

實驗室網(wǎng)絡宣傳模塊，用于發(fā)布實驗室的規(guī)模、儀器介紹、測試能力等基本情況，將已有的儀器、檢測參數(shù)、檢測條件以及具有CNAS認證的檢測參數(shù)進行分類，用戶登錄實驗室管理平臺就可對實驗室檢測業(yè)務一目了然。還可以在網(wǎng)絡宣傳部分集成留言板功能，提供一個外界跟實驗室的對話平臺，吸引了更多的檢測業(yè)務，擴大了實驗室的業(yè)務范圍。

網(wǎng)上實驗預約模塊[13-15]，通過網(wǎng)絡宣傳模塊對相關儀器和檢測項目以及檢測條件了解后，可通過實驗室管理平臺進行網(wǎng)上實驗預約，預約完成后，系統(tǒng)自動將預約訂單轉(zhuǎn)送給負責相應儀器的測試人員，就可開始準備實驗。同時還可通過預約平臺了解到待檢測樣品的測試流程和測試進度，儀器的當前使用情況，以便送樣人員和測試人員合理安排送樣時間和儀器使用時間，提高儀器的利用率和工作效率。

實驗室內(nèi)部事務管理模塊，按照實驗室信息管理系統(tǒng)(LIMS)搭建，僅對實驗室內(nèi)部以及研究院相關管理人員開放，是給單位內(nèi)部相關人員提供一個對整個實驗室運營及建設有關的人、事、物、信息等進行管理的平臺，將實驗室的業(yè)務流程、人員、儀器設備、化學試劑、文件資料、項目管理、客戶管理等因素結(jié)合，采用數(shù)據(jù)庫技術，組成一個全面、規(guī)范的管理體系，相關人員可在實驗室管理平臺上申請相關儀器及試劑、報告儀器狀態(tài)、發(fā)布保養(yǎng)申請等。

3.2 實驗室遠程交互平臺

實驗室遠程交互平臺作用是，最大可能地讓遠端實驗需求者通過該平臺接近儀器，接近實驗過程，跟實驗檢測人員互動，基本實現(xiàn)功能如圖3所示。實驗需求者直接跟實驗人員、儀器、工作站面對面“交流”。

圖3 實驗室遠程交互平臺結(jié)構圖

對于某些有網(wǎng)絡版工作站的儀器，客戶端可以遠程設置測試參數(shù)，但是無法完全智能化實現(xiàn)儀器的自動取樣和進樣，針對這種情況，可由客戶端發(fā)起實驗請求，進行實驗參數(shù)的設置，分析測試人員進行樣品的準備和進樣，客戶端可通過網(wǎng)絡版工作站了解整個實驗的進度，并及時調(diào)整參數(shù)，測試人員進行相應的配合，減少了測試人員的工作量，節(jié)省了時間，而且使得客戶實時掌握實驗情況，實現(xiàn)了儀器的部分共享。

對于單機版的儀器，無法通過網(wǎng)絡對儀器進行遠程操作，但可搭建一個類網(wǎng)絡即時通訊平臺，提供音頻交互、文本交互功能，實驗需求者和測試人員可在實驗前及時溝通檢測條件，并實時反饋實驗過程中的具體情況，傳輸實驗數(shù)據(jù)。

視頻交互主要是針對送樣客戶對待測的樣品的檢測條件不確定的情況下需要的，測試人員根據(jù)資料和經(jīng)驗選擇合適的測試條件，客戶可通過視頻交互了解到實驗動態(tài)，進而判斷測試條件是否滿足樣品檢測的目的，是否可得到客戶需要的信息，方便及時與測試人員交流更換或修改測試條件。視頻交互需要外界網(wǎng)絡攝像頭的輔助，在預約時就可選擇是否需要視頻交互，方便實驗人員的準備和通知，實驗進行時，在需要視頻實時查看實驗過程的儀器前設立一個網(wǎng)絡攝像頭，通過攝像頭，觀察儀器工作站上數(shù)據(jù)、圖像、譜圖的變化，使得遠離實驗室的實驗需求者可身臨其境地了解實驗真實運行過程[16]。

3.3 實驗室數(shù)據(jù)共享平臺

實驗室數(shù)據(jù)共享平臺，主要針對內(nèi)部人員使用，不僅可以查閱實驗數(shù)據(jù)，還將與研究院相關的所有信息融合在一個平臺上，為研究院提供一個信息準確、廣泛、全面統(tǒng)一、可自動更新的數(shù)據(jù)中心。數(shù)據(jù)共享平臺可分為實驗測試、科技信息、專業(yè)數(shù)據(jù)庫、重要鏈接四個部分，如圖4所示。

圖4 實驗室數(shù)據(jù)共享平臺結(jié)構圖

實驗測試模塊可任意查找已完成或正在進行的實驗數(shù)據(jù)，所有的測試實驗，測試人員必須按照要求在實驗室數(shù)據(jù)共享平臺上上傳實驗數(shù)據(jù)，包括檢測條件、實驗步驟、實驗結(jié)果及檢測報告，實驗室人員可根據(jù)需求對測試數(shù)據(jù)進行對比、統(tǒng)計和參考，也可將研究院項目和檢測相關的標準、光譜圖等集成在數(shù)據(jù)庫里，方便了查閱。

科技信息模塊主要為研究院內(nèi)部的信息，包括研究院基本信息、煤炭、化工、材料、能源、分析測試五大發(fā)展方向的前沿文章和資訊，研究院內(nèi)刊、相關儀器信息及培訓課件等。

專業(yè)數(shù)據(jù)庫模塊為測試人員提供了一個全面、快捷的文獻查閱平臺，主要有煤炭、化工、能源、材料、分析測試、試劑等的相關標準，以及各種中外文期刊、碩博論文、專利數(shù)據(jù)庫。

重要鏈接模塊集成了同行的相關網(wǎng)站，包括有：合作高校的圖書館、同行企業(yè)的官網(wǎng)、政府官網(wǎng)(國家能源局、科技部、國家發(fā)改委、國資委、陜西省科技廳、煤礦安監(jiān)局)、行業(yè)和科研協(xié)會(煤炭工業(yè)、煤炭化工、電池、能源、石油化工等)。

3.4 權限管理

網(wǎng)絡實驗室涵蓋了實驗室的所有信息，同時還需要與實驗室外部保持一定的聯(lián)系，因此，為了保證實驗室內(nèi)部信息的安全，需要設置不同的權限，擁有不同權限的人在網(wǎng)絡實驗室中可實現(xiàn)相應的操作，保證網(wǎng)絡實驗室的正常運行。

根據(jù)不同的權限，單位內(nèi)部人員可方便查看實驗情況，快速地掌握整個實驗過程，單位領導也可根據(jù)該平臺中的數(shù)據(jù)結(jié)果對項目進行快速決策，及時糾正項目中的錯誤。外部送樣客戶根據(jù)是否支付及是否批準等權限查看和下載實驗數(shù)據(jù)及報告。

4 結(jié)語

網(wǎng)絡實驗室的搭建，將分析測試、實驗室管理、數(shù)據(jù)共享融合在一起，使得實驗室的管理網(wǎng)絡化，通過互聯(lián)網(wǎng)可了解實驗室的日常運轉(zhuǎn)和工作進程，促進了實驗室的自動化運行、數(shù)字化管理，提高工作效率，降低運行成本，實現(xiàn)資源的最大化利用，還可保證實驗室所有的檢測或管理數(shù)據(jù)、信息均符合相關的質(zhì)量標準或規(guī)范，促進了實驗室更好、更正規(guī)的發(fā)展。