实验室环境条件管理系统的功能设计研究

随着先进仪器的增多和人才队伍的壮大, 如何更加科学、合理地进行实验室环境条件管理显得愈发重要。这其中, 如何更加高效地使用实验仪器设备, 如何更加规范地利用实验室的环境资源, 已成为实验室环境管理的重点研究对象。本文以中国计量科学研究院为例, 重点对实验室环境条件管理系统进行研究, 着重对其功能设计进行阐述。

计量科技创新基地科技资源整合与共享系统主要实现了中国计量科学研究院昌平院区的实验室环境条件管理。系统主要实现了基本信息、环境条件信息和仪器设备信息的管理工作, 是今后系统进一步开发的基础。

本操作系统:可以对实验室的环境条件信息进行管理和录入、提出修改要求等管理;可以对实验室仪器设备信息进行管理;可以对实验室负责人进行管理, 包括设置负责人、更改负责人等功能。

对于中国计量科学研究院这类院区面积较大、实验室较多的综合型科研院所, 它所涉及的管理元素不仅包括实验室环境条件管理、实验室基本信息管理和动力机房仪器维护等面向仪器设备与实验室环境条件的管理, 也包括实验室所属管理和系统基础信息管理等面向工作人员的管理。

如图1所示, 计量科技创新基地科技资源整合与共享系统由5个方面构成, 分别是:①实验室基本信息管理:主要为建筑物、楼层、房间的基本信息管理和实验室的基本信息管理;②实验室所属管理:实验室所属的专业及其负责人管理;③实验室环境条件信息管理:实验室仪器设备和环境条件的信息管理与维护;④系统基础信息管理:对于工作人员的用户、角色和权限管理;⑤动力机房仪器维护:动力机房设施设备的信息维护。

实验室管理这5个方面不是相对独立的, 要将其中的每一个环节有秩序地组织起来, 形成统一的整体, 充分发挥科技资源整合与共享系统在实验室环境条件管理中的最大作用, 将其整合为一个高效的管理系统。

本文设计的系统采用B/S架构, 运行环境分为客户端和服务器端。操作系统支持Windows2000/Windows2003/Windows2008/Windows XP。系统通过ADO与SQL SERVER进行连接, 并通过ADO共享数据与科研项目管理系统进行连接使用。系统的通信接口为TCP/IP网络协议和HTTP应用层通信协议。

实验室环境条件管理系统的设计, 能够满足多角色用户的实际需求。例如:对于运行保障部门来说, 可以利用本系统对实验室环境条件信息进行维护、查询, 可对实验室和动力机房的环境仪器信息进行维护。同时, 实验室负责人能够对本所实验室环境条件信息进行查询、分析。它可以跟踪记录全院的实验室环境条件和仪器信息, 方便实验基地部门领导掌握实验的保障与设备的管理工作, 做到心中有数。

图1 计量科技创新基地科技资源整合与共享系统结构图

实验室环境条件管理系统可以满足实验室中各种功能需求的实现, 比如:系统管理员可以实时对系统进行维护与设置。科研项目负责人只需要通过身份权限验证, 便可以查阅和调取实验室环境与仪器的信息数据。系统内部有大量的电子标签可以进行数据信息的录入与读取, 然后通过网络传输与后台数据库服务器进行数据交换, 达到对数据的汇总与分析、处理的功能。因此, 实验室环境条件管理系统的功能需求主要体现在以下几个方面:科研院所内部人员多角色登录、实验室环境条件信息与仪器设备信息的维护与查询、系统的设置与维护以及工作人员的权限管理。

(1) 实用性:实现物联基础上的信息自动采集、状态实时监控、图形化管理、虚拟现实管理、全信息化管理。

(2) 开放性:能够兼顾多角色用户的更新与查询的需求, 保证自身系统良好的整体性与开放性。

(3) 安全性:对于各角色用户的系统权限进行合理设置, 确保系统在相对安全的环境下运行。

主要为系统管理员和运行保障部门对研究院区内建筑物信息、楼层信息、房间信息和实验室基本信息的维护管理。对信息进行增、删、改操作。

这个功能主要分为实验室所属专业设置和实验室所属负责人管理设置两个子功能。房间设置所属专业所后, 实验室所负责人可以查询本所的房间信息, 对房间已经设置了所属专业所的实验室设置所属负责人, 在实验室所属专业所内查找并选择人员, 实验室负责人负责实验室环境条件信息查询, 实验室内使用仪器信息维护。

该功能主要为运行保障部门对实验室日常的电气动力、暖通恒温和特殊需求三个方面的数据信息统计和维护, 其中包括配电条件维护、配电开关、屏蔽条件、接地电阻、温湿度条件、洁净度条件、地面描述、上下水条件、空调类型、散热器、低温液体、特殊气体、真空管道、冷却循环水和隔震等信息。对于环境条件信息是固定的, 只对其进行修改维护。实验室负责人能够维护仪器设备信息, 包括仪器名称、需要温湿度条件、单相或三相、容量、洁净度条件、特液气情况、用水情况、购置价格、启用年月、设备用途、能否共享等。实现按照条件查询能够导出查询到的实验室环境条件和仪器设备信息。

主要是对工作人员的角色、用户和权限的管理。系统设有实验室负责人、实验室所负责人、运行保障部门、系统管理员等角色。系统用户管理分角色对系统用户进行管理, 角色包括系统操作员、系统管理员。将用户操作的日志纳入日志管理, 提供日志查询删除功能, 使用灵活严密的权限分配功能, 实验室负责人一旦设定, 只能维护负责人自己的实验室信息, 保证系统的安全稳定性。

运行保障人员对电气动力、暖通恒温、特殊需求各自专业的仪器信息、仪器子件信息、仪器维修信息和保养期信息进行维护。

计量科技创新基地科技资源整合与共享系统根据中国计量科学研究院实验室条件管理的真实需求, 使用了目前主流的开发设计思路。促进了大型科研院所实验室管理工作的科学化、有序化、合理化, 提高了各类实验室仪器设备的使用率, 解决了多角色协同工作的难题, 且可以实时获取并维护实验室环境条件信息, 为实验室科研人员、工程师、技术工作者等提供方便的工作环境, 从而对提升科研院所的科研效率起到了直接影响。