高校基础实验室综合管理系统

　　本设计是利用信息技术，针对高校基础实验室管理工作具体需求而设计的基于网络的实验室信息化管理系统．系统采用B/S体系结构，采用SQLServer数据库，以JAVAWEB作为开发工具，采用访问控制模型，结合系统安全和数据库优化技术，建立起一个高效、安全、方便的网络综合实验室管理平台，实现了基础实验室的信息化管理，提高了实验室管理工作效率．

　　关键词:信息化平台;实验室管理;信息管理系统;系统建设

　　仲恺农业工程学院(下称“我校”)基础实验中心成立于2014年，包括基础计算机实验室、物理与电工电子实验室、基础化学实验室三个功能实验室．共有48个实验室、15名实验技术人员，开展900个实验项目．以往在实验室管理上存在的主要问题有:①各实验室信息相互独立不能共享，实验室档案资料信息没有数字化保存，各类纸质资料分散在各实验室中，不利于数据统计和保存;②实验室的基本信息收集、文档管理靠手工处理，查询数据效率不高，资料的保存不够完整;③对仪器设备的维修记录仍处于手工处理阶段，无法统计每台仪器设备的使用维修情况;④没有低值耗材的动态管理，不能及时掌握库存情况;⑤化学试剂用品在贮存和使用过程中，存在监控漏洞;⑥手工安排实验课，不便于全面协调与综合使用实验室资源等．建立安全可靠的信息化管理平台，可提高实验室资源利用率，科学地管理实验仪器设备，充分发挥其使用效益，实现资源的合理调配与共享．建立科学规范的实验室低值耗材管理模式，对低值耗材库存实行动态管理等，智能生成数据报表，帮助完成每学年的数据上报工作，加强危险化学品的管理．实验室实行开放管理，统筹安排，最大限度地满足师生的实验需求．可使实验室管理人员有更多的时间去维护仪器设备，去学习研究业务与管理知识，从而提高实验室管理水平．

　　1基础实验室管理信息系统的设计

　　1．1系统架构

　　系统的设计分为管理员子系统和注册用户子系统两大部分．各个模块都有相对应的权限管理，只有具有该权限的用户方能使用．具体功能为:1)管理员子系统:用户管理、设备管理、耗材管理、信息发布管理、设备预约管理、仪器借用管理、实验任务管理、实验档案管理以及数据库备份等．2)注册用户子系统:注册登录、设备信息查询、设备预约、耗材信息查询、设备借用查询、实验报告下载、开放预约查询和申请等．根据对基础实验中心管理工作的研究分析，对实验室综合管理系统的整体规划作了以下的设计．整个系统分为六个基本模块，分别是:①系统管理、②实验室管理、③实验教学管理、④低值耗材管理、⑤仪器设备管理、⑥实验室安全管理这六个模块．各基本模块又划分为若干个子模块，以实现不同的事务处理要求(参见图1)．

　　1．2系统功能模块设计:

　　1．2．1系统管理系统用户分为教师和学生两大类．教师用户分为系统管理员、实验室主任、实验员、实验教师等．系统管理员是整个系统的最高权限管理者，负责系统的设置、数据初始化、数据维护、功能维护和运行监测等．基地主任可对实验室、实验人员、仪器设备、实验教学等信息进行统计查询．实验室主任可进行实验教学任务的安排与调整、仪器设备上报数据及实验室评估资料的准备、仪器设备及耗材的购置计划与采购、网上项目开设等．实验员通过本系统来实现耗材购置申请、领用、设备保管、维修、报损等．实验教师进行成绩登记、考勤登记、日志填写等．学生用户实现提交实验报告、查询实验成绩，可预约实验室空闲时段，选择合适的设备进行自主学习等．1．2．2仪器设备管理包括仪器设备账目、档案管理、维修保养记录、使用管理、仪器借还记录等五个部分．以实现对实验室设备信息及时更新、快速检索、资料搜集等功能．设备管理档案包括仪器设备详细清单，各项仪器规章制度，购置计划，仪器设备技术资料，仪器操作规程，仪器验收等．仪器维修记录故障现象、故障分析、维修措施及消耗耗材等信息．1．2．3实验教学管理包括实验教学安排、课表查询、实验教学档案管理、教学基本信息、实验成绩统计与查询等子模块．具有浏览、查阅、交流和下载网上信息功能．学生通过实践动手，可以更牢固、深刻地掌握所学到的理论知识．实验员主要进行实验安排、实验室工作日志、仪器设备管理等．学生通过注册登录，学生注册时要求输入学号、姓名、班级、专业等信息，进行实验预约、在线学习、成绩查询等．学生的考勤和平时成绩由系统统计完成，使学生实验的平时成绩统计更加规范．1．2．4实验室安全管理包括有门禁管理系统、准入制度、规章制度、操作规程、危化品管理系统和视频监控等子模块．建立相关实验室安全管理制度、操作规范、各种常用实验方法等相关文件资料，为学生系统学习与实验相关的各种规范提供教材．建立危险化学品管理系统，规范危险化学品的购买、使用、报废等全流程．实验教师需购买危险化学品，首先提交申请，确定所需化学品种类及其数量，填写化学品申购模板，然后提交化学品管理系统，经基地主任审批通过后，方可进行购买．化学品到货后，仓库管理员负责清点入库．在使用过程中，管理员做好化学品出、入库数据的实时更新，系统管理员把数据信息经过汇总，以便实时掌握当前化学品储存库的状态［1］．1．2．5低值耗材管理包括需求计划、统计查询、出入库库存管理、统计报表、采购管理等子模块．实验材料具有数量大、种类多、规格杂、范围广、易于损坏、要求供应快等特点．实验员根据实验教学任务需求提交耗材购置申请，当申请提交后，由教学科研基地主任进行审批，若审批通过，则开始采购耗材．耗材统计模块统计所有库存以及申请的耗材的使用率、采购率并汇总所有耗材数量、型号等，可以根据耗材类别和节余情况进行快速查询．管理员能够增加、修改或者删除易耗品信息．出入库管理模块用于记录采购的耗材的名称、种类、型号、数量、购置人和购置日期等;耗材使用收集耗材库存状况变化，生成实验室耗材消耗的统计信息［2］，方便掌握库存量，及时补充所需耗材．普通用户(实验员)通过Web浏览器进行耗材计划提交、管理和审核状态的查询等操作，实现实验耗材的量化管理．通过将实验室低值耗材管理的具体事务进行数字化、自动化，从而对实验室低值耗材管理模式进行改革，实现对实验室低值耗材事务的动态管理［3］．1．2．6实验室管理包括实验室基本信息(名称、简介、具体位置、照片)、实验队伍人员信息(实验人员的基本信息、教育经历、工作经历、学位经历、职称记录、荣誉记录、发表文章等)、实验室规章制度、实验项目、内容步骤、配套耗材信息等子模块．可以让学生在实验前后作为预、复习资料随时查询．个别实验项目采用动画演示实验原理等网络教学形式，对实验教学模式进行有益的探索．

　　2基础实验室管理信息系统的实现

　　根据上述各功能模块所需实现的功能，按照数据库的设计原则，设计系统的数据表结构．将基于角色的权限管理技术、系统的安全策略和数据库优化技术应用到实验室管理系统中，进行实验室管理系统的测试和运行．

　　2．1系统开发工具

　　本系统是基于B/S(浏览器/服务器)模式的系统，系统软件和数据集中存放于服务器中，软件的安装与升级在服务器上进行，不影响用户的使用，用户只通过浏览器就能完成所有管理功能．采用SQLServer数据库，以JAVAWEB作为开发工具，采用访问控制模型，数据库平台上设计系统的数据表结构．系统设置有多种角色和多级权限管理．超级管理员主要具有系统的角色分配和权限配置的功能．第一层是客户端，第二层是Web服务器，第三层是数据库服务器，实现数据库管理［4］．

　　2．2数据库设计

　　数据库设计的好坏直接影响到信息系统的实现效果．合理地设计数据库结构可以提高数据存储的效率，保证数据的完整和统一．学校实验室管理系统的数据库主要功能体现在对各种信息的提供、保存、添加、删除和查询操作上．2．2．1总体E-Ｒ图该图反映了管理模型当中多个实体间的有效联系，它主要涉及到角色，资源，用户等多个类型的实体［5］．实验室人员包括基地管理中心主任、实验室主任、实验员等不同角色，他们各自具有不同的管理权限．实验室人员具备对设备管理、实验室管理和耗材管理等模块中的设备、实验室和耗材等的处理权限，可对实验仪器设备、实验室信息、实验耗材等进行增加、删减、修改、查询的工作．设计总体关系如图2所示．2．2．2数据库表设计根据系统功能分析和需求总结建立一个数据库，再在这个数据库中设计一系列数据表，其中如表1、表2、表3所示．在信息管理系统，自定义查询，输入相关的信息，可以查找到相关信息，如查看设备修理清单信息表，实现设备修理模块功能，可以记录设备的修理信息等．由于篇幅所限在此不一一列出．

　　2．3系统设计介绍

　　1)耗材管理子系统．主要包括实验室低值易耗品的申请、审批、采购、登记入库、库存、领用等业务处理和统计查询功能模块．如图4所示．2)设备管理子系统．管理员用户登录后可以对设备进行管理:可以查找设备，查看设备使用申请信息表，设备维修记录、故障记录清单信息表，实现设备使用记录、借还记录、故障排除和修理记录等模块功能．

　　3基础实验室管理信息系统的应用

　　我校教学科研基地的“基础化学”、“物理与电工电子实验示范中心”是省级示范性教学实验基地，由于本人在实验室从事管理工作多年，对实验室的管理流程、方式和内容有深刻的了解，结合自己的实际工作经验和实验室的管理特点开发的信息管理系统能切合实际工作的需要，在测试中获得良好的反响，实验管理系统的总体功能已经基本完整，在此期间经参加大学信息技术、基础化学、大学物理、电工学、模拟电子技术、数字电子技术、电路与电子技术、电路理论等课程实验的共5000多名学生使用，对网上预约、实验安排、仪器设备管理、实验室管理等功能测试都正常．通过网络版实验室管理系统的使用，广大师生可随时浏览、查询了解我校基础实验室及实验教学情况，各级管理员也可通过网络随时对相关数据进行操作，该系统运行显示出界面友好、使用方便、权限分明、功能全面、实用性强、通用性好等优点，为实验室实现数据化、网络化管理提供了可靠保障，改进了实验教学手段，提高了实验教学效果，学生对此系统也普遍反映良好．本设计最大的特色是克服了以往一些设备管理系统缺乏交互性的缺点，用户可以方便的查询设备信息并提交预约申请，管理员根据设备使用情况安排使用时间．

　　4结论

　　目前，资源集约化的实验中心模式已经成为各高校实验室发展的趋势，“资源共享”、“开放实验室”、“创新实验”是高校实验室建设目标［6］．管理信息化是现代管理技术发展的趋势．实验室综合管理系统实现了实验室的开放共享，促进了实验室的信息管理规范化，充分利用校园内的计算机网络来实现实践教学环节的各种信息的收集、整理，极大地提高了实验室的整体管理水平和工作效率．

　　参考文献:

　　［1］亓文涛，靖杨萍，孙淑强，等．高校实验室安全信息化管理体系的构建［J］．实验室研究与探索，2015，34(2):295．

　　［2］高璐．基于WEB平台的实验室耗材管理系统的设计与研究［J］．科技视界．2017，34:48．

　　［3］黄善斌，覃勇军，胡忠，等．高校实验室低值耗材管理模式的改革［J］．实验室研究与探索，2013，32(11):229－231．

　　［4］庞静珠，丁彩红，陈玉洁，等．实验室综合管理系统的开发与应用［J］．实验室研究与探索，2011，30(8):204．

　　［5］闵旭．高校实验室管理系统的设计与实现［D］．沈阳:东北大学，2015:35．

　　［6］吴文华，施镇江，朱娟娟，等．智能管理系统在高校实验室管理中的应用［J］．实验室研究与探索，2014，33(11):259．

　　作者：张琦 刘松 许霞