实验室综合管理系统平台解决方案V2.0

实验室综合管理系统平台V2.0
解决方案
2020.03
目录
第一章系统概述 (5)
1.1系统背景 (5)
1.1.1实验室存在的问题分析 (5)
1.1.2 实验室管理现状分析 (7)
1.2系统简介 (8)
1.2.1 系统介绍 (8)
1.2.2 系统组成 (10)
1.3系统特点 (13)
1.4系统运行环境 (14)
第二章系统设计 (15)
2.1系统构架 (15)
2.2系统技术 (19)
2.3系统流程 (21)
第三章系统功能 (26)
3.1门户网站 (26)
3.2系统设置 (28)
3.3实验室管理 (30)
3.4实验管理 (32)
3.5门禁电控 (35)
3.6考勤监控 (37)
3.7设备管理 (38)
3.8耗材管理 (40)
3.9大型设备管理 (41)
3.10报表与统计 (42)
3.11实习创新 (43)
3.12办公管理 (43)
第四章解决方案 (45)
4.1门户网站---解决方案 (45)
4.2实验室建设--解决方案 (49)
4.3智能门禁----解决方案 (55)
4.4远程电控---解决方案 (59)
4.5视频监控---解决方案 (61)
4.6实验教学---解决方案 (62)
4.7开放实验---解决方案 (76)
4.8实验室开放---解决方案 (82)
4.9大型仪器---解决方案 (87)
4.10资产管理---解决方案 (92)
4.11低值易耗品—解决方案 (101)
4.12创新实验---解决方案 (104)
4.13报表统计---解决方案 (108)
4.14数据上报---解决方案 (112)
4.15系统数据---解决方案 (117)
4.16在线办公---解决方案 (124)
4.17电脑管理---解决方案 (127)
4.18信息输出---解决方案 (132)
4.19数据接口---解决方案 (134)
第五章管理模式 (135)
5.1“自组织”实验教学管理模式 (135)
5.2管理模式下的角色权限划分 (138)
5.2.1以实践教学为主线划分 (138)
5.2.2以管理部门为主线划分 (139)
5.2.3以用户身份为主线划分 (140)
5.3常规的角色权限分配 (140)
5.3.1实验室管理员 (141)
5.3.2实践教学管理人员 (141)
第六章系统实施 (146)
6.1系统实施须知 (146)
6.2系统实施流程 (148)
6.3系统实施方案 (149)
6.4系统实施安排（视具体施工环境确定） (149)
6.5系统售后服务 (150)
高校实验室综合管理系统平台
第一章系统概述
1.1 系统背景
近年来，随着国内高校的快速发展、办学规模不断扩大、校园网络建设的不断完善，实验室建设的投入逐年增加；随着教育体制改革的不断深入、科研水平的不断提高、学科之间的相互渗透发展，试验室管理工作日趋复杂，实验室在培养高质量的人才中发挥着越来越重要的作用；在面对规模庞大、事务烦杂的实验室管理工作，传统的实验室建设和管理模式的弊端却逐渐显露出来。

1.1.1实验室存在的问题分析
目前国内高校校园网络基础建设都比较完善，为实现实验室信息化管理工作奠定了良好基础，但长期以来，大多高校实验室归各院系管理，彼此之间没有联系，信息无法共享，形成信息孤岛，存在资源浪费情况，而且目前大多数的实验室管理都还处在人力加纸质件的阶段，随着实验教学任务的增加、资料的累积、设备的增加、人员的变更，必然产生诸多问题，这些问题主要表现在如下几个方面：
➢实验室信息相互独立、不能共享
大多学校的教务选课系统已经比较完善，而教务数据一般只有课程以及总的实验学时，对具体的实验项目无法统筹调配和安排，但对于实验室课程而言，目前基本是手工安排实验教学进度，容易造成效率低下，信息化的成果完全无法在实验室管理上得以体现，现代教学理念和方法无法深入贯彻实施。

为了解决这一难题，管理部门需要面向学生，开放实验室，进行开放式的实验教学选课管理，同时对实验成绩和学生教学反馈信息加以管理，以规范实践教学，提高教学质量。

➢实验室管理工作效率低
实验室的基本信息收集和管理还处于手工操作或者文档管理的阶段。

查询、管理的效率非常低下，且差错率相当的高，资料的保存也存在较大难度。

当评估检查或需要数据上报时就要加班加点赶材料，不仅使本来就繁重的管理工作任务更加艰巨，而且还难免出现挂一漏万，遗失很多信息。

为了解决这一难题，学校需要建立基于网络的实验室信息数据库，来管理诸如实验项目、人员、用房、设备、实验室建设、日志文档等信息。

➢实验室资源浪费大，没有得到充分利用
部分实验室在满足正常教学实验任务以外，由于缺乏有效的信息化管理手段，实验项目难以开放，学生难以预约，极大的浪费了实验室资源；同时，部分大型精密仪器在正常的教学和科研以外还有大量时间处于闲置状态，造成了设备资源浪费。

为了解决这一难题，学校需要实行大型设备共享机制，面向校内外提供设备共享服务，提高资源使用率，创造设备效益。

➢实验室设备和低耗品统计难
实验仪器设备、低值耐用品等没有较好地建立开放查询的信息库，不利于了解这些设备的状态和对这些实验设备的维护；对仪器设备的领用、借用、修理、报废的处理仍处于手工处理阶段，处理过程繁琐，容易出现纰漏，造成设备流失；
实验耗材的管理也带有较大的主观随意性，容易造成耗材浪费。

仪器设备信息统计过程复杂，占用大量工作时间，耗材消耗情况不能够得到很好统计。

➢实验室档案资料管理较落后
实验室各类资料没有统一保存，档案功能欠缺，实验室的各类资料档案，如建设资料、技术资料、管理资料、教学资料等重要档案信息没有数字化保存，各类纸质材料分散在各实验室中，容易损坏和丢失，也不利于统计数据和今后利用；
➢实验室管理成本加大、难以沟通
大多高校由多个校区构成，各实验室主管部门和实验室之间缺少方便快捷的协作通道，教师和学生之间也缺少必要的沟通渠道，多个校区间的协同办公和沟通的成本加大。

综上所述，为了解决这一系列的实验室管理问题，依托成熟的校园网络息数建设一个完整的实验室教学管理平台是非常有必要的。

我们根据国内学校实验室实际管理事务和管理流程，经过认真的需求调研和分析，总结相关用户实际用户和软件的应用经验，整合实验室的日常管理、实验教学开放和选课、设备耗材的动态管理、资源共享等业务，
采用新的设计思想，推出了一整套解决方案和成熟产品。

该产品定位于实验室管理信息化以及提高实验室工作效率，实现资源共享、管理共享、业务共享，打破信息孤岛现状。

1.1.2 实验室管理现状分析
目前国内高校正在使用的一些实验室管理的工具软件为高校的实验室管理，特别是每年庞大的数据统计上报工作做出了很大贡献。

但这些软件突出数据报表和上报的功能，仅是一个很小的局部，对实验室和实验过程管理和监控不够完善，也很难将信息管理的任务合理分解到职能部门、实验室、教师和学生之间，绝大部分工作只能依靠职能部门和手工来完成，同时对实验室和实验过程缺乏有效的监督和控制。

通过仔细的分析，我们认为在这些产品和解决方案中存在着严重的不足，主要体现在：
➢很多软件系统功能单一，不能全面管理实验室事务，高校需要运行多个应用系统来分别管理设备、物资、经费、人员、实验教学等。

如“设备管理系统”、“实验室管理软件”、“报表系统”等，人为加大信息壁垒，不能实现信息共享，增加了运行管理成本。

➢部分管理软件由实验室主管部门直接运行管理，基层实验的实验人员难以参与其中的数据管理，这就加大了信息收集的难度，降低了信息的及时性，也减少了数据验证和审核的环节，难以确保信息的一致性。

➢国内部分高校个别部门自行开发的软件虽然非常符合本校的管理模式，具有独特的个性，软件只适合本部门使用，缺少普遍适应性，很难移植到其他部门；同时，在校开发系统的人员因工作或因其他原因无法保障后续不断更新和维护，造成系统使用困难。

➢普通非教育行业的商业软件公司的产品对实验室管理需求把握不够准确，缺少对高校实验室管理的深入研究，因此也很难开发出适合高校实验室管理的软件。

从以上分析可见，一套真正实用的软件系统必须建立在对实验室核心管理工作和管理流程的基础之上，同时要根据学校的实际需求量体裁衣，快速调整，因此便要求软件公司在实验室管理行业具有一定的积累，才有可能开发出一套实用的实验室软件管理平台。

1.2系统简介
1.2.1 系统介绍
科迅实验室综合管理系统平台是以服务大中专院校实验室与实践教学全面实施信息化管理，提高实验室与教学实践的管理水平为宗旨，全面提供实验室信息化管理的解决方案为导向，是实验室与教学实践实现信息化管理必不可少管理软件平台。

主要解决实验室的综合管理（实验室建制、人员队伍、获奖成果、环境与安全、实验室评估）、实验实践教学（教学实验、开放实验、创新实验、实验室开放）、实验监控（实验门禁、设备电控、视频监控）、设备仪器（采购、审批、领用、借用、修理、报废等）、实验耗材（耗材申报、采购、入库、领用、报废等）、大型仪器（仪器共享、仪器开放、仪器培训、仪器授权、仪器预约等）、实验办公（课件、讲义、报告、视频、文件、邮件管理、在线交流、答疑、论坛）、报表与统计（人员统计、设备统计、实验室统计、数据上报7张基表）等统一安排管理。

科迅实验室管理平台是基于.NET技术架构的一款纯B/S（IE浏览器访问）结构的解决方案系统，实现教务管理人员、设备管理人员、实验教学中心主任、实验室管理员、老师、学生互动的网络化开放管理平台。

整个系统平台整合了实验室与实践教学及其相关工作的业务流程，其内容涵盖了实验室建设、实验人员、实验用房、实践教学、开放实验、实验室开放、实验预约、实验课表、实验考勤、实验成绩、实验门禁、视频监控、设备耗材、大型仪器、数据上报、实验办公等元素，是一套信息高度共享、使用方便、功能强大、使用稳定的管理信息系统软件，可极大的提高实验室管理水平和实践教学质量。

主要由以下七大部分组成：
1、实验教学：实验室建设、实验用房、实验队伍、实验室安全与评估、教
学实验安排、开放实验预约、创新实验、实验室开放、实验
课表、实验成绩、实验考勤、设备耗材、成绩考勤、实验办
公、数据上报等
2、创新实践：大学生创新项目、大学生创新创业基地、毕业设计、论文实
习、学科竞赛等
3、实验监控：实验刷卡/指纹门禁、实验设备电控、实验室安防视频，三
者可和实验教学安排一体联动
4、资产设备：大型仪器共享、资产设备、低值耗材
5、互动交流：在线互动、微课互动、微信互动在线或移动设备进行专题讨
论交流实验课程和项目
6、数据交换：第三方系统：统一身份认证、一卡通系统、教务系统、资产
管理系统
7、信息交互：实验室门户网站、多媒体触摸查询、LED信息输出、自助
证书打印系统、自助文印系统
该系统平台的充分应用可协助学校达到如下几个方面的建设目标：
一、实验教学管理，教学大纲拟定、教学计划和任务的制定、教学实验课程安排、
教学实验项目安排以及教学实验课表、成绩管理；
二、开放实验管理，开放实验项目的申请、审核和发布，开放实验项目的预约管
理；
三、实验室开放管理，实验室开放的申请、开放时段的设定及开放时间的预约管理；
四、实验室综合管理，实验室建设、实验人员、实验室获奖成果、实验用房、实
验室安全、实验评估等管理事务的信息化管理；
五、实验室门禁考勤，和实验设备电控、实验室视频监控一起，实现对实验室的
无人管理；
六、仪器设备管理，设备的申报、采购、入库、维修、变动、报废、查询与统计等
流程的网络化管理；
七、实验室耗材管理，耗材低值易耗品的计划申购和零星采购等工作的信息化管理；
八、大型仪器管理，大型仪器设备的共享、开放以及网上预约管理；
九、实验室电脑管理，统一管理监控制各创新实验室的电脑，需身份认证后才能登
陆使用电脑，同时记录用户使用电脑的时间，并可以远程监控（远程开/关机、
远程锁定/解锁、远程截屏、远程控制等）
十、创新实践：管理大学生创新实验项目的申报、评审立项、中期检查以及后期验
收，创新实验室的开放、预约、审核以及创新实验团队、指导老师、实验成
果；
十一、实验室办公管理，实验室工作部门办公自动化功能；
十二、数据上报管理，教育部实验室信息数据报表智能生成和上报；
1.2.2 系统组成
整个实验室综合管理系统平台主要由：工作台、系统设置、实验室管理、实验管理、实习创新、指纹门禁、电源控制、视频监控、设备管理、耗材管理、大型设备、报表与统计、办公管理等这十三个子系统模块组成。

依托校园网络，以学校实验室管理的核心业务流程、重要管理事务为基础，围绕教学实践、实验过程、设备仪器等核心要素，从实验室的门户网站建设、实验室建设到实验教学、实验门禁、实验监控以及设备仪器、
物资耗材等构建信息化管理平台。

➢实验室综合门户网站
实验室门户网站的建设有助于实验室信息和成果的展示，便于管理人员、老师、学生沟通和了解，是一个信息沟通互动平台。

➢实验室综合管理
实验室基本信息综合管理则规范了实验室的基本信息，从实验室的规划监制、规章制度、人员队伍、环境安全到工作人员的获奖情况、工作量化评估、数据上报等建立电子档案，实施量化管理，极大的减轻管理人员工作量。

➢实验教学实践
实验教学实践主要管理实验教学大纲，制定实验教学计划，围绕基础、开放、创新实验进行实验课程安排管理，从教学计划的制定、实验课程安排到实验预习、实验网上预约、实验安排、实验考勤，实验过程监控、实验成绩、实验耗材、实验设备、在线答疑以及实验室场地、自动门禁、刷卡考勤等管理，从而构成了一个综合开放的实验教学实践管理模式。

➢实验设备仪器、物资耗材
仪器设备、物资耗材管理则有助于实验室建立基本设备、仪器、耗材的信息库，以供查询其基本信息及使用状态，使对仪器设备的领用、借用、修理、报废的处理和实验耗材的管理实现合理化、科学化。

同时便于仪器设备、耗材消耗信息统计和数据上报以及为管理人员购买设备耗材提供有效的依据。

➢实验设备电控
控制实验设备的电源，从而和实验自动门禁系统、视频监控构成实时联动平台，提升实验室的智能化无人管理，减少工作量。

➢实验过程监控
通过控制摄像头，和自动门禁系统、电源控制系统构成实时联动平台，可实时查看实验室的具体情况。

➢实验室指纹门禁
指纹禁系统管理进入实验室人员，只有经过安排实验课程的实验人员在对应的时间段内才能通过指纹身份验证，才能打开实验室的门进入实验室做实验室，并和
电源控制系统构成实时联动平台，可实时验证实验人员身份信息和查看实验室的具体情况。

1.3系统特点
✓独创国内实验室综合管理平台，实现实验室管理的规范化、流程化和信息化，提高实验室的教学质量、管理水平和服务水平；
✓灵活的实验管理模式，基础实验、教学实验、开放实验、创新实验管理于一体，为您全面解决提升实验室管理的效率；
✓集门户网站、综合管理、自动门禁、身份识别、电源控制、视频监控、实验预约、实验管理以及成绩管理、设备耗材、数据上报管理于统一平台，实现实验室的智能轻松管理；
✓稳定、实用、简单，为客户创造价值的研发理念是管理平台的基石；
✓全面开放了实验室的实验资源：实验设备、实验时间、实验课程等科目；
✓延长了实验的开放时间，方便学生自主灵活参与实验，充分发挥学生的主观能动性，大大提高实验教学的效果；
✓规范了实验室的管理流程，提高了实验室的现有资源利用效率；
✓完全 B/S 模式和C/S分布式结构，实验室管理部分采用B/S结构，指纹/刷卡考勤、大量数据处理部分采用C/S结构，合理稳定、方便易用，零客户端维护；基于SOA 架构的Web2.0交互式B/S应用，系统有更好的技术先进性扩展性、集成性
✓多种角色应用体系，满足不同高校实验室队伍建设应用，加强示范中心建设；
✓多种课程体系并用，既有正常基础和专业实验教学，也有创新教育的开放实验管理；✓成绩、工作评估、考勤管理等特色功能有效帮助各高校实验室管理机制有效执行；✓仪器设备进行数据库信息管理，并对操作进行完整流水式记录；
✓人性化的协同办公交流应用，帮助实验管理员、老师、学生随时随地网上交流;
✓产品采用B/S结构（考勤刷卡端采用C/S），所有系统管理及升级只在服务器进行，各个客户端无需任何设定改变，在产品的升级和更新时不会影响用户的数据资料。

✓创新式网络教学在线预习在学生角色里应用，使实验教学多样化
✓多角色、多种权限体系，多种加密安全机制使系统运行通畅，快速，稳定;
1.4 系统运行环境
1、服务器端
1）操作系统：windows 2000 server或windows 2003 server；
2）.net framework 4.0；
3）S QL Server 2000/2003/2005/2008 数据库。

2、客户端
1）操作系统采用windows家族产品；
2）IE6.0以上浏览器
第二章系统设计
2.1系统构架
实验室综合管理系统的整体架构考虑到系统的可扩展性。

整个系统采用C/S结构和三层 B/S模型结构设计。

实验门禁部分采用C/S结构，而实验综合管理平台则采用B/S 结构。

使整个体系结构成为三层：表示层、业务逻辑层和数据访问层三个不同的处理层次。

以该结构对外部提供Web服务，从而满足不同用户的分布式访问，极大的了提供了系统的安全性、可扩展性。

实验室信息化管理平台以学校实验室管理流程和管理基本事务为核心，以规范实验室管理实现信息化为准则，充分提高利用学校实验室资源，更好的服务于学生。

整个管理依托校园网络构建管理模式平台，系统采用B/S结构，突破地域空间的限制，整个实验数据放在服务器上，管理人员、教师在办公室、在家甚至在校外通过网络进行仪器设备、实验项目、实验过程等进行管理监控，而学生则可以在机房或在能上网的地方进行实验预约。

相对传统的手工管理，开放实验室平台的构建能更好的有利于实验室资源的充分合理利用，实验室管理的科学化和规范化。

系统拓扑图
校园网络实验室数据服务器
防火
墙
教学主任
1．实验项目管理2．教师信息管理3．学生信息管理4．综合信息设置5．实验教学工作量的统计6．设备耗材管理7．选课情况8．教师调课9．学生成绩统计管理10．考勤统计管理讲课教师1．申请讲课（按项目）2．实验时间确定3．教学任务书及学生名单4．输入学生成绩5．查看学生的考勤记录5．查看自己的工作量6．查看自己的考勤记录指导老师1. 查看自己的实验项目 的时间及学生人数2． 申报实验耗材、设备 维修等3． 查看自己的工作量4． 查看自己的考勤记录学生
1．查看实验项目2．预约登记/取消3．查看成绩4．修改个人信息
实验室信息化
管理平台
设备仪器管理实验室建设实验室队伍实验室评估
实验室数据管理
实验室数据上报12
345设备处管理人员
实验室信息化管理应用图
教
指纹门禁
指纹门禁考勤器
实验室指纹门禁、电控、视频控制示意图
2.2系统技术
高校实验室教学倡导以学生为核心，开放管理，这就要求信息化系统必须满足人员、位置的开放性。

在网络化的今天，必须要求以WEB形式的B/S系统成为应用的主体。

科迅开放实验室管理平台是在微软.net2.0框架下实现三层架构分布式架构，并且依托微软SQL SERVER数据库平台，提供功能强大，简单方面，实时交互web2.0时代产品。

所采用的开发语言是微软公司的Microsoft .NET，是用于创建下一代应用程序的理想而又现实的开发工具，代表目前最新的开发语言和技术。

Microsoft .NET的核心内容之一就是要搭建第三代互联网平台，该平台能够最大的保护用户的现有投资和适应未来发展的需要。

在 .NET平台上，不同网站、应用系统之间通过相关的协定联系在一起，她们之间形成自动交流，协同工作，提供最全面的服务。

.NET 是一个全面的产品家族，它建立在行业标准和 Internet 标准之上，提供开发（工具）、管理（服务器）、使用（构造块服务和智能客户端）以及 XML Web 服务体验。

支持传统的桌面软件开发和基于WEB系统应用开发。

可发使用多种语言进行开发。

整个技术构架平台有如下技术优势：
➢基于服务的架构（SOA）
通过Web Service技术进行数据的交换，利用标准的XML作为服务器端与客户端信息的通讯格式。

把功能模块变成可以调用的独立服务，提供更好的通用性和可重用性。

这一以模块化为基础的革命性的技术能够使实验室实现IT与业务紧密结合，提高了业务流程的灵活性，从而真正帮助实验室快速响应外部变化；解决了实验室管理核心：开放管理。

面向服务的体系结构是一种具有特殊性质的体系结构，它由强调互操作性和位置透明度的组件互连而成。

Web 服务是一种实现SOA 的技术，而SOA 正在成为开发响应性好、可适应的新型应用程序所选择的体系结构。

➢基于.NET开发语言
是Microsoft XML Web services 平台。

XML Web services 允许应用程序通过Internet 进行通讯和共享数据，而不管所采用的是哪种操作系统、设备或编程语言。

Microsoft .NET 平台提供创建XML Web services 并将这些服务集成在一起之所需。

➢采用成熟的数据库
后台数据库为商业化的Microsoft SQL2000数据库；是一个真正以数据库管理为核心的信息管理平台；具有数据运算、图形图像处理、数据采集及处理等强大功能。

➢安全集成技术
安全集成技术采用用户名+密码+机构安全身份认证+可选（USB硬件电子身份验证，可根据用户定制开发）；可以与第三方的安全产品进行集成或提供接口，让用户的数据运行更安全。

➢产品模块化设计，安全性强、方便扩展
产品按国际标准采用模块化设计，独立性强；模块化设计方便用户根据需要进行功能扩展，可以轻松在开放实验室信息管理平台挂上新的功能模块，并可与原有功能相互调用、相互协作。

➢完全B/S架构
产品采用B/S结构（考勤刷卡端采用C/S），所有系统管理及升级只在服务器进行，各个客户端无需任何设定改变，在产品的升级和更新时不会影响用户的数据资料。