基于大數據時代背景下的實驗室管理改革方向

張艷艷 韓濤 高秀芝 黃漫青 丁軻

摘要：闡述了大數據的概念、特征、相關技術和面臨的挑戰，大數據時代實驗室管理提升帶來的新方向，包括實驗室大數據的采集、存儲與處理、分析決策系統等的建立，更加注重保密和法律問題，對實驗室管理新特點也做了分析。

關鍵詞：大數據;實驗室;管理

中圖分類號：G647 ? ? 文獻標志碼：A ? ? 文章編號：1674-9324（2016）05-0219-02

海量數據已經使我們進入了大數據時代，數據信息的來源、傳播速度和傳播數量正在影響、改變著人們的思維方式和生活、工作習慣。近年來，基于“大數據”的實驗室管理系統的開發以及互聯網的實驗室管理技術正在興起[1，2]，那么“大數據”究竟是什么，“大數據”的發展將會給實驗室的日常管理帶來何種影響或進步，實驗室工作者又將如何面對直至駕馭這種進步，是本文主要討論的問題。

一、“大數據”的概念，特征，相關技術和面臨的挑戰

（一）“大數據”的概念

一般比較公認的“大數據”概念是：數據量大;數據處理迅速;數據類型多樣;數據價值高，密度低。美國互聯網數據中心（IDC）將大數據定義為：為更經濟地從高頻率的、大容量的、不同結構和類型的數據中獲取價值而設計的新一代架構和技術[3]。另一個對大數據較為抽象的概念是，一種在數據量增長迅速、信息來源繁多龐雜中，實現管理智能的思維形態[4，5]。

（二）“大數據”特征

簡稱4V特征。為Volume（數據量大）、Variety（種類多）、Value（價值低）、Velocity（高速處理和響應）[6-9]。（1）Volume。指的是由網絡應用、科學研究產生的數據量，及從這些數據衍生出來的數據非常龐大。（2）Variety。數據有多種數據源，數據類型多樣，結構復雜。（3）Value。在大量數據中，有價值的不多，即價值密度較低。（4）Velocity。大量的數據要求對數據快速處理，實時分析，從分析結果中解釋并預測事物的發展。

（三）“大數據”面臨的挑戰

（1）如何將復雜的數據整合成有機合理的結構成為面臨的問題。（2）時效性即對數據處理系統的高速、低耗要求是一個挑戰。（3）涉及隱私保護等安全問題，是數據處理和分析的重要方面。（4）高能耗是大數據發展的制約瓶頸。（5）大數據分析結果差異化。復雜的分析過程導致差異的分析結果，差異結果在現實生活中不同程度地影響著人們，反而可能制約了獲取知識的能力[10，11]。

二、大數據時代實驗室管理的框架[12-15]

高校實驗室是高校教學、科研和實訓的綜合體。科學，規范，高效，安全的現代化管理方式，是實驗室管理的發展方向與目標。大數據技術可將先進的網絡技術與數據庫結合，引入到實驗室管理的理念中，提高實驗室的信息化管理技術。通過對大量數據的有效分析，為管理者提供決策功能。通過各個信息平臺完善建立，有力保障高校教學和科研有序進行。

大數據時代，利用大數據技術實現實驗室高效管理要建立和完善以下系統。

（一）建立實驗室大數據的采集系統

主要分為實驗室管理信息系統，按角色劃分分為學生，實驗室管理員和系統管理員，數據包含各種預約信息，成績查詢和登記等系統，實驗室儀器設備的基本信息，購買、使用、維護、保養、維修、報廢等數據，實驗試劑和耗材的信息，實驗室人員的管理信息，實驗室管理文件信息。采集的數據要盡量使數據全面，完整，從各個方面反映事物的真實性。因此在數據采集階段要合理設計數據的結構和內容。

（二）建立實驗室大數據的存儲和處理系統

在采集數據中要做到采集數據完整性和實效性。完整性指信息的統計不僅有簡單的數據，還可以采用圖片、視頻等數據。實效性是指對采集的數據及時更新，如實驗室易耗品的使用情況、儀器設備的使用狀態、儀器的預約狀態等。

（三）實驗室管理中通過對大數據進行分析進而形成決策

以往對實驗室的管理和決策很大程度上依賴于經驗。大數據下管理的決策、預警主要依靠數據的分析。對出現的問題提出后，帶著問題對相關的數據分析，提供給管理者解決的方案。

（四）大數據使用過程中的保密和法律問題

大數據一個巨大的優點是數據資源共享，但實驗室內很多數據是只能在有限范圍內分享的，比如最新的科研數據、客戶的送檢結果等。因此實驗室管理中，在充分發揮大數據優勢的同時也要注意信息保密和法律方面的管理。

三、大數據時代實驗室管理的特點

（一）實驗室安全管理職能化

實驗室安全是實現實驗室功能的基礎保證。門禁系統取代門鎖，刷卡出入，視頻監控系統可對實驗室進出人員控制和監督，并促進實驗人員責任心的建立。遠程實驗室儀器控制和報警系統，可幫助技術人員遠程控制實驗儀器的操作和電源開關，及時監控實驗室儀器和周圍環境的安全動態。

（二）實驗室試劑耗材的管理更加動態、實時

通過數據庫對試劑耗材的使用情況數據分析，在最短的時間內對試劑耗材進行預定和補充，對未來的實驗所需加以預測分析。同時對試劑耗材的供貨方式，供貨速度，供貨廠家等分析，可對供貨商進行有效控制和監督，保證試劑耗材的質量和安全使用。

（三）實驗儀器標準化網絡管理

實驗儀器的唯一條形碼識別管理系統，可保證實驗儀器從入庫，使用，維護的全網絡公開、開放。實驗室儀器的預約系統可保證大型儀器管理共享，保證儀器的高效使用。使用全程電子記錄和監控，可有效統計和分析儀器的使用率，對今后儀器購買提供有效數據。實驗室準入制度的網絡化學習、考試、準入，不僅保證實驗室儀器者的基本素質，而且對儀器的正常高效運轉提供必要保障。另外，反饋的數據提供進一步的網絡支持。

（四）實驗規章制度和課程多樣化學習

寫實、生動的動畫模擬，可以將刻板文字化的規章制度轉化更易接受和領會的方式，加深制度的學習和認識，避免實際中因制度不嚴格執行導致的失誤。很多在現實中危險的事故和實驗，可結合大數據的分析和模擬，建立新型的實驗教學課程，讓學生了解不同實驗操作過程可能發生的危害，讓學生感受和探索，以避免真正危險事故的發生。

（五）實驗室人員管理升級與升級管理

人員管理可在數據系統中劃分不同角色，分配不同權限，承擔相應義務。實驗室人員的管理是為更好保證實驗室安全高效運轉，實驗技術人員可根據現象分析、統計分析，積極協助科研人員的技術開發、儀器升級等工作，并通過數據系統及時了解實驗中亟待解決的問題。

四、結語

我國要建設創新型國家，必須全面實施科教興國與人才強國戰略。人才培養是人才強國的重要基礎。實驗室是人才培養與人才施展才華的基礎條件，提升實驗室管理水平，更好的服務于人才培養與人才發揮聰明才智，是實驗室管理工作持之以恒的追求。大數據時代無疑為這種追求提供了方向和目標。

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