基于信息化技術的農機裝備綜合實驗平臺管理模式

于曉波，靳曉燕，鄭惠枚，譚增鑫，王恒一

(黑龍江省農業機械工程科學研究院，黑龍江 哈爾濱 150081)

0 引言

隨著我國農機裝備事業的不斷發展，產品技術越來越先進，用于農機裝備檢測和試驗的設備和儀器也越來越多，并且越來越精細，產品技術性能不斷提高。目前，許多科研院所的實驗室管理水平已經無法跟上時代的發展進度，存在管理模式落后、工作效率低和資源浪費嚴重等問題[1-2]。

近年來，信息化技術不斷走進人們的生活，如網購、手機支付、網絡約車和網絡教育等，都是信息化技術的具體體現。在農機裝備綜合實驗室管理中引入信息化成為時代發展的需要，分析探討農機裝備綜合實驗平臺管理模式，提出基于信息化的實驗室管理模式創新，對提高工作效率和資源利用率有重要意義，可以有效解決傳統管理模式存在的信息不對稱、試驗儀器使用不透明、設備利用率低、維護效果差和管理人員勞動強度大等弊端，對我國培養創新型人才和提高實驗室管理水平有重要作用[3-5]。

1 農機裝備實驗室管理現狀

目前，我國各類農機實驗室整體存在實驗儀器利用率低、管理過程難度大和信息共享程度低等問題，阻礙了我國農機裝備事業的發展。實驗室的許多設備儀器由于是人工操作，一項實驗需要多個人工配合完成，不僅勞動強度大，而且試驗成本高，其中，涉及試驗儀器的選擇、耗材的使用及試驗設備維護等多項內容，存在很多重復工作，整個管理環節復雜、難度大。

傳統農機實驗室管理模式缺乏必要的信息化技術作為支撐，人工操作和管理難度大，使得實驗人員、儀器、試劑、方法、環境和文件等多項信息無法有機結合，數據和信息零散，且儀器存在閑置時間長、利用率低等問題。另外，傳統實驗室管理模式信息交互能力差，更新速度慢，及時性差，由于信息不對稱，經常發生重復性工作，不僅影響工作效率，也浪費了資源，迫切需要建立基于信息化技術的農機裝備綜合實驗平臺管理模式，以實現農機裝備綜合實驗平臺的高效管理和應用[6-7]。

2 基于信息化平臺的實驗室管理模式

2.1 數據庫設計

設計數據庫是將信息化技術應用到農機裝備綜合實驗室的基礎，目的是將不同類型的試驗信息有機地整合，協調實驗室各類資源信息，主要包括用戶信息、實驗室信息和設備信息3大類。其中用戶信息又包含許多小類信息，如用戶編號、姓名、身份和類別等；實驗室信息包括編號、名稱、地址及簡介等；設備信息包括編號、名稱、型號及簡介等。

實驗室信息不是獨立存在的，它們之間有一定的關系，如設備和實驗室之間存在庫存關系，設備狀態是“入庫”還是“出庫”需要明確，便于用戶查找需要使用的試驗儀器和設備。設計數據庫時，各類資源信息之間的相互關系也需要進行合理設計。實際實驗室管理過程中，實驗室添置新的實驗設備屬于入庫操作；一般情況下，實驗設備不外借，出庫操作主要針對耗材，如試劑、藥品、移液槍的槍頭、離心試管，以及容易打碎的玻璃儀器，如容量瓶、試管、溫度計、分光光度計的比色皿等。后續可能還會涉及由于設備報廢產生的設備出庫，這里不再詳述。入庫和出庫都會影響實驗設備的庫存情況，具體過程如表1～5所示。

表1 實驗室設備入庫信息示例

表2 實驗室設備庫存信息示例

表3 實驗室耗材入庫信息示例

表4 實驗室耗材出庫信息示例

2.2 信息化管理體系構建

實驗室信息化管理重點是數據庫信息的管理，工作人員通過實驗室的計算機完成信息采集，之后對信息進行分類、歸納和整理，并且將不同信息有效關聯到一起，確保信息的有效性和反饋及時性，提高信息準確度，確保管理手段科學、合理。信息化管理模塊如圖1所示。

圖1 信息化管理模塊

農機裝備綜合實驗室需要有一套完善的管理體系，并且有相應的規章制度和操作規范，無論是實驗室管理人員還是實驗用戶都應遵循這些規章制度和規范，以確保順利、高效開展實驗工作，降低實驗過程中發生危險的概率。管理體系主要包括實驗室準入制度、實驗儀器借用制度、實驗儀器操作規范、實驗事故處理制度和實驗人員管理制度等，如圖2所示。

圖2 管理體系

在遵守實驗室規章制度和規范的前提下，用戶管理需明確用戶的身份，如學生、科研人員、農戶等，明確用戶試驗的目的、要求和項目等，用戶和實驗管理如圖3所示。實驗用戶確定后，進入儀器預約使用流程，首先查找所需的試驗儀器，然后按照儀器預約使用要求和條件進行預約操作，系統管理員審核通過后，用戶可以進行儀器使用的測試，測試完成后提交實際操作，也可以委托測試或樣品送檢。儀器預約流程如圖4所示。

圖3 用戶和實驗管理

圖4 儀器預約流程

文件管理模塊主要功能是實現各類文件和數據的上傳、查詢和下載，不同文件在系統內有不同的目錄，方便用戶查詢和調用試驗數據，如圖5所示。

圖5 文件管理

除了正常操作流程外，還有一些異常情況需要處理，如違規操作實驗的用戶將被列入黑名單，實驗后未填寫使用反饋的用戶等，這些用戶再次申請實驗時，管理人員需要對他們進行重新審核，審核通過后才可以繼續預約實驗，否則將凍結其賬戶，待審核通過后再次進行賬戶激活。還有一些用戶未在規定預約時間內操作、網絡異常及儀器故障等。其他項目管理如圖6所示。

圖6 其他項目管理

3 管理策略

制度建設是農機裝備綜合實驗平臺管理需要考慮的首要問題，好的制度是實驗室管理的前提。從實驗室出入制度、實驗儀器操作規范、管理模式等方面介紹了管理策略。

3.1 嚴格實驗室準入制度

實驗室需要有一個整潔、安全和安靜的環境，這對用戶開展實驗有幫助，也能確保實驗結果的真實性和有效性。實驗用戶進入實驗室之前，管理人員應當對其進行制度宣貫，要求每個用戶都嚴格遵守規章制度。實驗室準入制度包括人員出入制度、儀器設備核檢制度、項目準入制度、原材料使用制度、安全承諾制度和原材料使用制度等，如圖7所示。

圖7 實驗室準入制度

3.2 規范儀器操作流程

農機裝備實驗室所用的實驗儀器價格較高，熟練掌握儀器設備的操作規范，對預防設備損壞和降低實驗成本有重要作用。用戶在使用實驗儀器之前一定要經過針對性的規范培訓，一旦造成儀器損壞，不僅維修成本高，而且耽誤實驗進度。農機裝備實驗常用的儀器操作規范如圖8所示。

圖8 儀器操作流程規范

3.3 開放與半開放相結合

針對不同用戶特點，實驗室的管理模式也有所不同，主要有開放和半開放兩種形式[8-10]。經驗用戶，即多次進行過實驗的用戶，對實驗室的規章制度、儀器使用規范等十分熟悉，可進行獨立實驗，這些用戶可以采用開放模式；而初次實驗用戶，對實驗室規章制度和儀器使用方法較為陌生，雖然經過一些培訓，但是沒有實際操作過，還無法完全掌握儀器的操作流程和規范，這種情況下應采用半開放式模式，實驗室管理人員在適當的時候給予一定的指導。

4 結束語

傳統農機實驗室管理模式缺乏必要的信息化技術作為支撐，信息交互能力差、更新速度慢、及時性差，且儀器存在閑置時間長、利用率低等問題，迫切需要建立基于信息化技術的農機裝備綜合實驗平臺管理模式。探討了基于信息化技術的農機裝備綜合實驗平臺管理模式，對數據庫設計和管理體系各模塊構建進行了分析，并提出了嚴格實驗室準入制度、規范儀器操作流程、開放與半開放相結合的管理策略。信息化技術可以有效整合資源，使實驗過程更高效、實驗數據更可靠、實驗管理更科學，不斷推動農機裝備實驗室管理模式創新，提高實驗室利用率，同時降低實驗室的運行和管理成本[11]。