高校实验室管理系统基本结构及其应用

高校实验室管理系统基本结构及其应用

一、引言

实验室信息管理系统是利用计算机网络技术、数据存储技术、快速数据处理技术对实验室进行全方位管理的计算机软件系统。实验室信息管理系统从最初仅完成数据存储和有限的网络功能，发展到现在可以处理海量数据，具备完善的管理职能，并且能够运行于Internet 之上，极大地提高了实验室的运行效率，节约了实验室的运营成本。针对教学型实验室以设备管理和实验教学为主要需求的特点，设计了融入预警机制的实验室信息管理系统，使实验室管理人员和实验室的主管部门更方便了解实验室的运行状况，提高管理水平。

二、高校实验室管理系统研究现状和研究价值

（一）研究现状。基于.NET的实验室信息管理系统是随着计算机技术的发展而产生的专门用于实验室各类信息管理的网络化系统，是计算机技术、管理科学与分析技术相结合的产物，最早出现在上世纪七十年代。目前国际上采用最普遍的系统作为实验室信息管理系统已经发展到了第四代。国外研究型实验室采用了系统的实验室信息管理系统后，几乎全部缩短了实验所用的周期，降低了

实验室信息管理系统运行和维护的费用，将研究人员从效率低下的重复性劳动转变为自动化程度较高的系统管理。研究人员可以把精力放在关键的技术问题的解决上，全面提高了实验室对资源的利用率。

国内对于实验室信息管理系统的研究起步比较晚，实验室建设方面的投资力度不够，与国外发达国家的差距非常大，这些都严重制约了基于.NET 的实验室信息管理系统理论和实践的发展，同时也很难保证管理系统的使用规模。尽管当前我国已经开发与研制了几个成形的实验室信息管理系统软件，但是它们所具有的功能仍不能适应高等教育中实验室教学管理的需要。

以上研究表明，尽管当前实验室信息管理系统很多，但真正能够涵盖整个实验室相关信息管理的系统却很少。同时，在这些涵盖整个实验室相关信息管理的系统当中，真正功能比较齐全、实用性强的、适用于高校实验室教学的系统也屈指可数。

当前各个高校的实验室教学管理系统都是独立运行的。各个高校的管理系统不具备通用性，因此综合以上国内外实验室信息管理系统的研究发展状况，可以得出如下结论：能够涵盖整个实验室相关信息管理的系统仍有一定的可开发空间，存在很多需要进行深入研究与探索的内容。

（二）研究价值。高校实验室在高校教学、科研中具有十分重要的地位和作用如果按照过去传统的高校实验室管理方法，实验室教学管理也变得非常繁琐和低效。实验室管理工作人员压力大、工作时间

长、操作失误多，数据的查询、增加、修改和删除非常不方便。利用计算机网络技术来进行实验室信息管理成为必然的选择趋势。

技术为建立交互、动态、安全、高性能的网络应用平台提供了一种简便、高效的技术手段和性能优越的开发系统，从目前来看它是数据库信息管理系统设计和开发的一个主流的开发手段。基于.NET的实验室信息管理系统面向计算机与网络技术、电气设计与自动化、机械设计与自动化、化学类等多种专业，可以满足不同年级、不同实验水平、不同专业学生的实验上机要求，也为实验室老师和实验课学生开辟了一种简洁、有效、方便的实验课程教学方式。同时，该系统能够通过实现实验用户管理、实验管理模块、实验台管理、时间管理、实验报告管理、实验预约记录管理、系统日志管理、管理员类别管理、系统管理员管理等功能将实验室教师、学生、实验仪器和设备等信息资料方便有效地管理起来。结合目前髙校实验室教学和实验设备的信息化管理的实际状况，它为当前高校的实验室教学和实验设备的信息化管理提供了一种切实可行的解决方案。对于全面解决实验室管理工作的技术难题具有一定的积极意义。

三、高校实验室管理系统基本结构及其应用

（一）基本结构。在分析高校实验室信息管理系统本身所应具有的独特性，以及整个信息系统的建设目标之后，我们设计了开放实验室信息管理系统的总体框架。

我们所研究开发的开放实验室信息管理系统的体系结构由五个分系统组成，它们分别是系统管理、设备管理、实验管理、实验规划和综合查询与分析五个部分，这五个分系统基于RDBMS进行信息交互；系统硬件包括计算机、网络和专用设备、仪器等；系统软件包括大型分布式数据库管理系统、网络操作系统、Web Server、IIS等系统软件。（二）系统软件的应用

1、数据与图像存储管理

（1）图像转换。实验室设备一般常用的图像格式有：JPG、TIF、BMP。对于实验室的医疗影像数据，需要保留两种格式：JPG 用于精度要求不高的环境，比如论文、网页等；而TIF格式则是作为分析使用，需要精度比较高。对图像转换模块，我们规划一个动态链接库，需要支持以下功能：BMP-JPG、BMP-TIF、其他格式-JPG、其他格式-TIF。

（2）数据与图像存储。包括将图像文件上传到数据中、监测数据库中是否存在该图片、更新数据库中的图片。

（3）项目管理。要求读取后台项目信息。工作站端实名登录，并且与后台项目信息取得同步，控制服务器和本地访问权限。本地工作目录的创建和删除需要程序自动处理，和后台项目信息保持同步。

（4）消息管理。在工作站端需要监测来自局域网某一个用户的呼叫信息，并且要有简单的阅读、发送、删除等基本处理。

2、个人办公室。（图2）

3、实验用品管理

（1）采购管理。采购管理围绕实验室对试剂耗材的采购需求展开，包含采购申请、采购审核、采购订单模块。各模块相互衔接，数据可以由上一流程转入下一流程，避免原始数据的重复录入。系统同时能够以弹屏的方式提醒相关人员进行审批和对采购执行情况的跟踪。

（2）入库管理。入库管理用来登记试剂耗材的采购入库和退货信息，并对结款情况进行盘点。系统可以按照用户设定的规则查询任意一批试剂耗材的入库记录和退货记录，款项未结清和已结清的采购单被分类存放，一目了然。

（3）库存管理。库存管理用来盘点试剂耗材的当前库存，系统可以按照用户设定的规则返回任意一批试剂耗材的存货量以及存放位置，为科研人员寻找试剂耗材节省时间。该部分还包括库存预警功能，系统在启动时主动搜索出低于警戒线的试剂耗材，向有关人员提出采购建议。

（4）物料领用。物料领用模块用来规范试剂耗材的使用和退回，包含领用申请、领用审批、领用登记、退料单 4 个小模块，模块之间相互衔接，领用申请会在第一时间传递给实验室主管，领用记录和退料记录分类存放，一目了然。

（5）实验室资产管理。包括固定资产登记、使用记录、维修记录等。