基于．Ｎｅｔ的實驗室信息管理系統研究

摘要：對教學型實驗室管理的特點進行研究，設計融入預警機制的實驗室信息管理系統。方案采用.Net技術和B／S體系結構，實現了實驗室信息的高效管理，并詳細討論系統的功能模塊和實現技術。通過在高校實驗室的實際應用，該系統有效地提高了管理水平。

關鍵詞：LIMS；.Net技術；實驗室信息；管理系統

中圖分類號：TP311

文獻標識碼：A

文章編號：1004—373X(2008)04—056—03

1 引 言

實驗室信息管理系統(Laboratory Information Man—agement System，LIMS)是利用計算機網絡技術、數據存儲技術、快速數據處理技術對實驗室進行全方位管理的計算機軟件系統。LIMS從最初僅完成數據存儲和有限的網絡功能，發展到現在可以處理海量數據，具備完善的管理職能，并且能夠運行于Internet之上，極大地提高了實驗室的運行效率，節約了實驗室的運營成本。針對教學型實驗室以設備管理和實驗教學為主要需求的特點，設計了融入預警機制的實驗室信息管理系統，使實驗室管理人員和實驗室的主管部門更方便了解實驗室的運行狀況，提高管理水平。

2 系統功能設計

系統的主要功能模塊如圖1所示。

2.1基礎數據管理

基礎數據包括實驗室部門和人員等方面的基礎信息。實驗室部門管理可以允許用戶編輯各分室的名稱及相關信息。人員管理包括對實驗室各類人員的基本信息及任課情況等信息的管理。

2.2設備管理

設備管理負責維護實驗室儀器設備的基本檔案、使用、維修以及資產等方面的信息。設備管理子系統由設備基礎管理、耗材信息管理、設備使用管理、設備維修管理和設備資產管理等模塊組成。

(1)設備基礎管理

主要完成對設備檔案和部門管理等綜合內容的管理工作。在高校實驗室中，設備檔案是指設備相關的圖紙、文字說明等。設備檔案一般包括：設備編號、檢驗合格證及有關附件、設備登記卡片、定期維護記錄和設備改造記錄等。

(2)耗材信息管理

主要完成對實驗室購進的耗材進行管理，包括耗材分類管理、耗材購進管理、耗材使用記錄和耗材庫存等功能模塊。他收集耗材庫存狀況變化，動態生成實驗室耗材消耗的統計報表，并參考實驗管理系統中實驗任務規劃生成耗材使用方案。

(3)設備使用管理

主要完成對設備使用的記錄，包括每次實驗所動用的設備名稱、編號、使用人員、開始時間、總時長、設備運行情況等內容。

(4)設備維修管理

主要完成在設備維修時記錄故障現象，根據實驗儀器設備故障引起的各種現象形成正規的故障現象報告，包括故障設備編號、故障發生的時間、發生故障的儀器設備、故障發生的環境條件、故障發生所表現的現象和填表人等信息；根據維修人員的經驗，對故障原因進行分析，將可能的原因列出并輸入到設備維修管理系統中，故障原因分析報告表包括故障設備編號、分析得到的原因和建議的維修措施等內容；最后，在完成對實驗儀器設備的維修之后，要對維修效果進行管理，登記維修措施及效果報告，該報告包括采用的維修措施、效果以及消耗的耗材等信息。如果設備報廢，則要進行報廢登記。

(5)資產管理模塊

主要完成對設備的校內外調撥、購置、出租、閑置、報廢、丟失和增加附件等信息，還可對實驗室資產進行分類管理、定期統計分類明細報表。

2.3 實驗管理

實驗管理子系統應該包括設備分組、實驗任務管理和實驗配套管理等功能模塊。

(1)設備分組

當用戶完成輸入部門設備分組信息后，系統自動聯合設備基本信息和部門設備分組情況，提取出各分組設備的運行狀態，統計能夠正常工作的組數，自動計算出最大同時開出組數。

(2)實驗任務管理

主要管理實驗室承擔的實驗任務，可以允許用戶添加、刪除、修改各部門承擔的實驗任務名稱、實驗任務簡介和所需設備數等信息。

(3)實驗配套管理

主要管理每個實驗項目使用的主要儀器設備和耗材情況。他能夠量化每次實驗消耗的資源。

2.4預警管理

預警管理子系統根據耗材、維修、資產、實驗管理中設備使用情況和設備基礎等數據結合預警規則向管理者發出預警信息。不同實驗室可根據設備具體情況定制個性化預警規則。例如，根據實驗室中某種易耗品的消耗速度，當庫存量達到預設的預警值時向實驗室負責人或管理員發出預警。預警管理子系統基本系統模型見圖2。

2.5分析與報表

分析模塊是指能夠在業務數據中查找出相互聯系的有用信息并為預警系統提供數據支持，包括實驗室設備的利用率、耗損情況等呈現給實驗室管理者。報表模塊能夠為管理員提供設備狀態、設備故障、儀器設備分組明細表、常規儀器設備配套信息、設備利用率和分析模塊形成的報表。

在實驗室日常工作中有必要詳細記錄各種數據，以便在預警、分析與報表系統中形成準確的報告，為實驗室管理人員和高校有關部門在進行有關評估、規劃或采購中提供準確的數據參考依據。

2.6 系統管理

系統管理子系統包括用戶管理、權限管理和數據備份等功能模塊。

系統用戶分為3類：超級管理員(實驗室負責人)、一般管理員(實驗室管理員)、普通用戶。“超級管理員”的權限最大，可以使用本應用系統的所有功能；“一般管理員”的權限相對較小，可以管理設備、耗材、實驗任務等信息；“普通用戶”只能查看實驗室安排出的任務表等授權可見信息。

數據備份模塊是一種自行開發的數據備份工具，提高系統的可靠性與意外情況下的恢復，用戶不需要了解后臺操作的命令就可以方便地按計劃或即時備份數據庫。

2.7 幫助系統

為使用者提供使用教程、操作技巧和注意事項等幫助。

3 基于.Net的LIMS的分析與實現

3.1 LIMS體系結構

LIMS自20世紀60年代末產生發展到現在已經經歷了終端／主機結構(20世紀60年代末至80年代中)、客戶機／服務器結構(20世紀80年代中至90年代)、瀏覽器／服務器結構(20世紀90年代末到現在)。近幾年來，采用Internet或Intranet和Web技術，統一的瀏覽器界面和以Web服務器為中心的分布式管理體系，代表了最新的計算機網絡技術在LIMS系統中的應用，使得LIMS的功能更加強大，基本滿足了現代實驗室的管理要求。

基于.Net的實驗室信息管理系統采用B／S(Browse／Server)結構，即客戶層、Web層、數據層。B／S結構是以Web為中心、采用TCP／IP技術、HTTP為傳輸協議、客戶端通過Browser訪問Web以及與Web相連的后臺數據庫。

3.2 系統實現

該系統采用Windows 2003 Server為操作系統，.NetFramework SDK為開發平臺，Microsoft SQL Server 2005作為后臺的數據庫服務器?？蛻魧邮褂媒y一的瀏覽器，如微軟公司的Internet Explorer。Web服務器采用Mi—crosoft Windows自帶的I²S 5.0。Microsoft SQL Server2005是一個可擴充的、高效的關系型數據庫管理系統。在實際開發編程過程中采用ASP.Net，ADO.Net，ODBC等實現技術。

3.3 關鍵技術

.Net架構能夠開發在臺式機上運行的分布式企業應用程序，這些應用程序通過Internet跨平臺地運行，同時具備非常高的性能、伸縮性和健壯性。

ASP.NET建立在微軟新一代Microsoft.NET平臺架構上，為用戶提供建立強大的企業級Web應用服務的編程框架。ASP.NET與Windows 2003 Server的完美組合，為中、小型乃至企業級的Web商業模型提供了一個更為穩定、高效、安全的運行環境。ASP.NET有以下主要的特性：性能強大，簡單靈活；易于維護、升級；易于擴充、定制；安全性和穩定性；完全基于組件設計；快速開發工具支持。

ADO.Net在Microsoft ADO的基礎上進行改進，他是一種基于標準的編程模型，用于創建分布式、數據共享應用程序。ADO.Net的核心組件是DataSet(數據集)對象，DataSet提供訪問數據庫的一系列接口，是不依賴于數據庫的獨立的數據集合。

4 結 語

本文所述的基于.Net的實驗室信息管理系統，經過一段時間的試運行，效果良好。實踐證明，在系統中融入預警機制得到了實驗室管理人員和實驗室的主管部門的普遍歡迎，較為完善的分析與報表管理為領導決策提供了可靠的數據，提高了管理水平。