水土保持專業實驗室管理信息系統應用研究

汪西林, 王云琦, 劉喜云

(北京林業大學 水土保持國家林業局重點實驗室 水土保持與荒漠化防治教育部重點實驗室, 北京 100083)

水土保持專業實驗室管理信息系統應用研究

汪西林, 王云琦, 劉喜云

(北京林業大學 水土保持國家林業局重點實驗室 水土保持與荒漠化防治教育部重點實驗室, 北京 100083)

為管好、用好專業實驗室高新儀器設備,開發了北京林業大學水土保持專業實驗室管理信息系統。該系統劃分為管理類和統計類,共10個模塊,分別使用管理類數據庫表和統計類數據庫表。該系統的應用使實驗室資產、資源更加透明、清晰,管理更加細化、規范,為管理數據的準確提取、按需分析做好了準備,使管理水平上了一個臺階。

專業實驗室； 管理信息系統； 管理類；統計類

我國實施“科教興國”戰略以來,高校基礎設施和教學、科研環境得到很大改善[1],實驗室擁有的高新儀器設備越來越多,也更需要系統、規范地管理實驗室,高效、全面地利用實驗室。為此,很多高校都開發了實驗室管理信息系統。實驗室管理信息系統是在全面分析實驗室狀況、運行機制后,采用科學化的管理思想以及先進的計算機技術對實驗室各要素以及各種信息進行管理和控制的應用技術[2-3],該系統能夠有效實現實驗室自動信息化處理、提高管理效率、規范實驗室管理步驟、降低實驗室的運行管理成本。

北京林業大學水土保持學院重點實驗室及科研平臺是教育部、林業局等科研平臺的重要支撐單位,是本校水土保持相關學科、研究單位的重要支撐單位,也是大學生、研究生進行外業、內業實驗實習的重要場所。由水土保持學院自主研發的水土保持重點實驗室管理信息系統充分利用校園網絡資源,系統規范實驗室的日常工作,全面管理相關數據,使實驗室的資產、資源更透明,管理更規范,設備的使用更合理,實驗數據的提取更準確、全面。

1 實驗室管理中存在問題分析

高等院校實驗室是進行實驗教學、科學研究、科技開發的重要場所,其管理工作的優劣直接影響到實驗室的建設、實驗教學的質量和科研的成果。目前,高校實驗室的管理已取得了很大進步,但是仍舊存在一些不容忽視問題。

(1) 管理不到位。有的高校的實驗室管理信息系統沒有很好地利用,實驗室仍主要依靠人工管理；有的實驗室管理人員的工作缺乏競爭和量化考核；有的實驗室沒有很好地落實儀器設備管理制度,存在儀器設備管理混亂的現象[4]。

(2) 使用率低。在傳統的“應試教育”影響下,學生只完成教學大綱規定的實驗教學內容,學校大部分實驗室只在有實驗課程時才開放,課外時間都是關閉的[5]。有些實驗室的儀器設備只局限本學院學生使用,不對外開放服務。這樣既造成實驗儀器的使用率不高,也不利于培養創新人才。

(3) 共享性差。大型儀器設備精密、貴重,一般需要專人管理。有些高校實驗室擔心精密儀器受損,不愿意將本實驗室的資源共享,使這些儀器設備的使用率低,無法實現合理共享和資源的最大化利用。

(4) 存在安全隱患。化學藥品是學生進行檢測樣品等實驗必不可少的物品,有些是易燃、易爆、有毒的危險化學品。這些危險化學品易對人、設備和環境造成嚴重危害,需要進行分類存放管理。有的實驗室忽視危險化學品的隔離原則和存放環境要求(例如將強氧化劑與易燃物存放在一起、將光照易變質的藥品放在陽光可以照到的地方),不僅會造成化學藥品的浪費,還容易造成人身傷害和財產損失。對實驗室藥品余量統計管理不嚴格,也會形成安全隱患。

2 專業實驗室管理信息系統的需求分析

2.1 管理的需求

以北京林業大學水土保持學院重點實驗室為例,它的主要管理內容包括:儀器設備和化學藥品的歸類使用存放、儀器設備的借用歸還、實驗室所轄各類用房的借用等。在開發應用管理信息系統之前,實驗室的管理工作依靠人工完成,存在著不系統、不周到等問題，例如記錄實驗室儀器設備使用了大量卡片,既不方便存檔,也不方便查詢；當儀器設備狀況發生變化時,需要人工填寫、備檔,工作量巨大；實驗室管理的各類用房登記不同步、不透明、不方便。因此,實驗室管理工作對管理信息系統需求是迫切的。

2.2 統計的需求

高校實驗室的信息統計主要是為學校的各類學術交流活動、學術成果、研究項目服務的,與外界的信息交流相對較少,信息流程和信息處理較穩定。在使用實驗室管理信息系統之前,會出現信息的晚報、漏報、錯報現象；對實驗數據的匯總和查詢也不方便、易出錯,實驗室各類數據得不到充分挖掘和利用。開發實驗室管理信息系統不僅能保證信息數據來源的準確性、累積性,同時能快速統計并充分利用實驗數據。

3 專業實驗室管理信息系統的功能和架構

3.1 系統功能

實驗室工作分類做得越細致、全面,數據的管理就越簡單、準確[2]。水土保持重點實驗室管理工作主要分為管理和統計兩類。管理類包括實驗設備管理、實驗器材管理、危化藥品管理、圖書資料管理和實驗室用房管理；統計類包括設備維修統計、來訪交流統計、成果管理統計、項目管理統計和文檔管理統計。

(1) 實驗設備管理模塊。大型儀器設備專業性強、價值高,通常不易移動。從管理的角度,需要讓用戶及時了解并有機會使用儀器設備,對頻繁使用的設備需安排好順序機時,提高工作效率和管理水平[6]。該模塊主要管理安放在實驗室內、價值10萬元以上、不便移動到室外的大型實驗設備的使用(例如等離子發射光譜儀、土壤離心機、激光粒度分析儀等)。系統中可以將這些設備的功能、參數、適用范圍、使用方法等信息以存放數據庫的形式顯示,使設備參數信息透明清晰。這些儀器設備通常是在野外采集的樣品經過前期處理后用于樣品的分析測試。

(2) 實習器材管理模塊。該模塊主要管理存放在實驗室內,可以借出、價值在10萬元以下的野外實習使用的小件設備,例如外出實習講課使用擴音器,環刀、鋁盒、刮刀等取土樣工具,羅盤儀、胸徑尺、標桿、GPS等測量儀器設備。這些小件物品價值不太高,拿取方便,學生外業實習上課、科研觀測頻繁借用,用完須歸還并整齊存放。

(3) 危化藥品管理模塊。該模塊主要管理在實驗室使用的危險化學藥品,實現危險化學藥品的全過程管理[7],包括危險化學藥品的余量[8]、存放位置、使用的數量、使用人員等。對科研使用的危險化學藥品采取數量控制、采購控制、專人分管、去向清晰的措施,堵住危險化學品管理上的漏洞,避免發生人員傷害和財產損失等意外事故[9]。

(4) 圖書資料管理模塊。該模塊主要管理存放在實驗室的專業圖書、資料、影像制品、文獻等,方便教師查閱、借用,充分發揮這些圖書、文獻資料的作用。

(5) 各類用房管理模塊。該模塊主要管理專業實驗室名下各類用房,包括實驗室、教室、會議室等房屋,方便了解房屋類別、使用情況、屋內配套設施等信息,便于合理使用與配置管理[10]。

(6) 設備維修統計模塊。利用該模塊對實驗室各項維修進行記錄和統計,例如房屋、設備的維修時間、維修人員、維修情況等。

(7) 來訪交流統計模塊。該模塊主要記錄、統計派出及來訪、參觀、會議交流等方面的信息。

(8) 成果管理統計模塊。該模塊主要記錄、統計實驗室人員取得的科研成果及獲獎情況、發表學術論文、出版專著、取得專利、軟件著作權等。

(9) 項目管理統計模塊。該模塊主要記錄、統計實驗室人員承擔的科研項目,例如國家科技支撐計劃項目、國家高科技研究發展計劃項目、國家重點基礎研究發展計劃項目、國家自然科學基金項目和各級各類科研項目。

(10) 文檔管理統計模塊。該模塊記錄、統計實驗室上傳、下發的文檔資料。

3.2 數據庫表結構

實驗室管理信息系統的數據庫表要求能夠被整個系統的全部功能所涵蓋,各模塊程序依賴相關的數據庫表進行各種操作來實現其管理功能。尤其是管理類模塊,不僅需要相關模塊內容的基本信息,還需要使用者的信息和物品借用、歸還的字段信息。

例如實驗設備管理模塊數據庫表結構有兩個:(1)實驗設備基本情況表結構:儀器名稱、型號、縮略圖、儀器價格、購買日期、購買人、存放地點、管理員、設備狀況、相關介紹,備注；(2)實驗設備借用表結構:儀器名稱、型號、測試樣本數量、樣本類型、使用人員、聯系電話、指導教師、借用時間、預計歸還時間、使用目的、備注。管理員通過各模塊的借用數據庫表進行審核,統計設備的使用程度、次數、時數等。其他管理類模塊數據庫表結構類似。

統計類模塊的數據庫表要根據統計的內容設計。例如設備維修統計的表結構為:報修地點、報修內容、報修人、報修時間、維修時間、維修單位、維修人、維修人電話、維修內容、維修費用、保修時間、接待人、相關附件、備注；項目管理統計表結構為:項目名稱、編號、類別、立項年度、來源、組織部門、主持人、合同經費、國撥經費、執行期限、相關說明、相關附件、備注。

另外,設計了系統使用人員數據庫,為不同用戶建立了不同權限的安全機制,使管理員分別管理、明確責任,增強管理員的責任心。

3.3 系統實施架構

3.3.1 系統架構選擇

實驗室管理信息系統是校園信息化建設中的重要組成部分,它可以通過校園網將多種校園管理事務整合為一個綜合性系統,不僅可以滿足學校日常行政辦公、財務管理、人員管理和學生管理等方面的需要,也可以有效實現校內各管理部門與教學部門之間的信息交流和共享,提高全校的管理效率[11]。

管理信息系統一般采用C/S架構或B/S架構。C/S架構的程序界面豐富[12]、安全性能好、交互反應速度快,但客戶端需安裝專用軟件,系統維護不方便；B/S架構的系統程序安裝簡單,放在服務器上由專人維護,客戶端只需通過Web瀏覽器即可登錄管理信息系統操作使用。

北京林業大學水土保持學院重點實驗室開發的管理信息系統數據種類雖然較多,但數據量不是很大,人機交互應用不頻繁,可以彌補B/S架構刷屏之缺陷。另一個方便之處就是:校園網有專人維護的服務器,將實驗室管理信息系統軟件添加進去不成問題,這也解決了實驗室在服務器維護方面的人力、物力的開支。

3.3.2 軟件開發環境

該軟件是在XAMPP集成軟件包[13]環境中開發運行的。客戶端不必安裝任何軟件,啟動瀏覽器登錄相應路徑即可運行。

XAMPP(Apache+MySQL+PHP+PERL)集成軟件包安裝在服務器上，是免費的開源代碼開發環境集成軟件包。用XAMPP集成軟件包編制的程序,在軟件使用、修改、分發時都不受許可證的限制,便于搭建、維護、測試屬于自己的系統,用戶使用非常方便,僅登錄瀏覽器輸入地址即可使用。

4 系統實現及其應用效果

4.1 系統實現

實驗室管理信息系統使用人員分為管理員用戶及普通用戶。

管理員的工作是:(1)針對實驗室日常統計類管理工作進行分類登記、常規添加操作,便于年底集中上報報表、編寫年報之類文件；(2)將實驗室的各管理類信息分門別類錄入相應模塊(如:實驗設備、實習器材、危險化學藥品、圖書資料、各類用房信息),便于普通用戶了解實驗室及物品使用現狀或借用儀器設備；(3)對普通用戶提交的借單進行信息審核,例如:借用人信息應完整、損壞物品賠償確認、對安全須知應熟悉等,對歸還物品進行查驗登記、入庫存放。

普通用戶登錄系統后,可以選擇管理類模塊,瀏覽實驗室設施、物品、圖書資料、各類用房等信息,借用儀器設備。管理信息系統使用流程如圖1所示。

4.2 應用效果

北京林業大學水土保持學院重點實驗室管理信息系統在試用過程中取得了良好的效果。應用實驗室管理信息系統之后,不僅實驗室管理人員的操作更規范,而且對庫存設備的查詢更快捷、更方便。特別是在實驗室數據統計管理方面,實現了數據的分類統計、安全備份和方便使用,大大提高了實驗室管理效率。在2014年4月21日至9月2日期間,實驗室共借出野外器材156次、897件,其中環刀、鋁盒借用數量較大且集中于暑假期間(見圖2),說明學生野外實驗對于土壤的分析需求較大。測量使用的GPS、測高器、鋼卷尺、皮尺等器材用量也較大。分析數據后,給實驗室管理也提出了要求:今后在暑假期間要提前備齊相關器材物品,做好外業實習準備工作。今后還可以根據統計數據判斷是否需要補充某類器材、淘汰某類器材等,使實驗室管理更有針對性、科學性。

圖1 管理信息系統功能結構和使用流程

圖2 管理信息系統導出數據分析圖

5 結束語

通過北京林業大學水土保持學院重點實驗室及科研平臺管理信息系統的應用,充分說明該系統對整理、挖掘專業管理數據和實驗室管理的專業化、信息化、系統化具有重要的意義。它全面概括了實驗室的基本工作,將重點實驗室的資源、數據、信息和業務流程按照基于服務的方式整合起來[14],規范了實驗室的管理制度,簡化了實驗室管理工作,對提高實驗室的管理能力有重要的作用。

References)

[1] 任金妮,高祿梅,孫宇.基于信息化視角的高校大型儀器設備開放共享機制研究[J].實驗技術與管理,2014,31(3):224-227.

[2] 陳輝,王琦,梁國華.加強日常資產管理,提高數據分析質量[J].實驗技術與管理,2009,26(5):161-163.

[3] 于治鱗.高校實驗室信息管理系統的設計與思考:以貴州師范學院為例[J].貴州師范學院學報,2013,28(9):22-25.

[4] 劉寶康,李成.農業高等院校實驗室管理存在問題與對策[J].陜西農業科學,2010(6):203-204.

[5] 陳強,郭夢歐,賀建全.地方本科院校實驗教學工作中存在的問題及對策[J].教育教學論壇,2014(10):263-264.

[6] 楊建鋒,高嶺,朱海陽.實驗教學耗材庫存管理系統的設計與實現[J].中國教育信息化,2013(12):49-51.

[7] 李恩敬.高等學校實驗室安全管理現狀調查與分析[J].實驗技術與管理,2011,28(2):198-200，210.

[8] 陳彥.坎特布雷大學實驗室安全管理及啟示[J].實驗室研究與探索,2013,32(1):93-97.

[9] 武曉峰,聞星火.高校實驗室安全工作的分析與思考[J].實驗室研究與探索,2012,31(8):81-84.

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[11] 陳秋媛,黃俊平,劉明利.立足管理信息系統建設,推動研究生培養機制改革:以北京大學研究生獎助信息管理系統為例[J].中國教育信息化,2013(23):52-55.

[12] 百度知道.c/s架構與b/s架構區別[EB/OL].[2015-03-30].http://zhidao.baidu.com/link?url=CNu7Pg6LnVjYd7wzbRrcFZZwyExGtDI9DKc1khKA7NGNJBfOOeQDL9AOa9Glkh5ZMglUzTZRaz 2hLdxPhME6ba.

[13] 百度知道.XAMPP_互動百科[EB/OL].[2015-03-30].http://www.baike.com/wiki/xampp.

[14] 王武海.全球數字化革命與智慧校園建設[J].中國教育信息化,2013(19):17-19.

Study on application of management information system in laboratories of soil and water conservation specialty

Wang Xilin, Wang Yunqi, Liu Xiyun

(Key Laboratory of Soil and Water Conservation and Desertification Combating of Ministry of Education,Key Laboratory of Soil & Water Conservation of State Forestry Administration,Beijing Forestry University,Beijing 100083,China)

An specialty laboratory management information system( MIS) is developed to better manage and use the high-tech equipment that belongs to the soil and water conservation specialty of Beijing Forestry University. This system has ten function modules, which can be categorized into a management class and a statistical class using separate database structures. Implementation of the MIS has normalized the management method and improved the management efficiency. This system also can supply a platform for extracting information of archived assets and for precisely retrieving historic usage recode of some specific equipment. This information is important for making future assets management policies and purchasing new equipment.

specialty laboratory; management information system; management class; statistics class

2015- 03- 25

汪西林(1958—),女,陜西西安,高級實驗師,從事計算機軟硬件應用研究及實驗室管理工作.

E-mail：wangxl@bjfu.edu.cn

TP315

A

1002-4956(2015)10- 0142- 04