國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室大型儀器信息化管理實(shí)踐

劉 飛， 李 翔， 龐 潔， 朱玉華

(南京大學(xué) 化學(xué)化工學(xué)院 a. 生命分析化學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室； b. 中級(jí)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室， 江蘇 南京 210093)

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國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室大型儀器信息化管理實(shí)踐

劉 飛a， 李 翔b， 龐 潔a， 朱玉華a

(南京大學(xué) 化學(xué)化工學(xué)院 a. 生命分析化學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室； b. 中級(jí)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室， 江蘇 南京 210093)

隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，大型儀器的信息化管理成為了重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室管理的重要研究課題。南京大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院建立了比較完善的大型儀器信息化管理系統(tǒng)，針對(duì)該系統(tǒng)的架構(gòu)層次、主要功能、及使用后所取得的成效等三方面進(jìn)行了總結(jié)與分析，闡述了大型儀器信息化管理系統(tǒng)的建成與使用在國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)中所發(fā)揮的核心作用。

大型儀器； 國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室； 信息化管理

0 引 言

國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室是依托一級(jí)法人單位建設(shè)、具有相對(duì)獨(dú)立的人事權(quán)和財(cái)務(wù)權(quán)的科研實(shí)體，作為國(guó)家科技創(chuàng)新體系的重要組成部分，是國(guó)家組織高水平基礎(chǔ)研究和應(yīng)用基礎(chǔ)研究、聚集和培養(yǎng)優(yōu)秀科學(xué)家、開(kāi)展高層次學(xué)術(shù)交流的重要基地[1]。國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室從籌建到建成評(píng)估，各級(jí)單位投入大量經(jīng)費(fèi)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室建設(shè)[2]，經(jīng)過(guò)嚴(yán)格論證后購(gòu)置大型實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備[3]，這些儀器設(shè)備的良好管理和運(yùn)行直接影響了實(shí)驗(yàn)室科研活動(dòng)的運(yùn)行和產(chǎn)出。大型儀器來(lái)自不同的廠商，其復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用需要專業(yè)人員操作和維護(hù)，每天產(chǎn)生大量的不同形式的數(shù)據(jù)，為大型儀器管理帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)[4]。因此，通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等信息化技術(shù)，對(duì)大型儀器設(shè)備進(jìn)行科學(xué)管理，具有重要意義[5]。

信息化管理是應(yīng)對(duì)錯(cuò)綜復(fù)雜的儀器管理的有效手段[6]。實(shí)驗(yàn)室的信息化過(guò)程促進(jìn)了實(shí)驗(yàn)室管理的規(guī)范化和流程化，提高效率和服務(wù)水平，為實(shí)驗(yàn)室的主管部門(mén)宏觀管理和科學(xué)決策提供依據(jù)[7]。實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)(Laboratory Information Management System)是最近發(fā)展起來(lái)的通過(guò)對(duì)樣品檢驗(yàn)流程、分析數(shù)據(jù)及報(bào)告、實(shí)驗(yàn)室資源和客戶信息等要素進(jìn)行管理的綜合信息管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)按照標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)驗(yàn)室管理規(guī)范和法規(guī)，追溯樣品及其測(cè)試數(shù)據(jù)，建立符合實(shí)驗(yàn)室業(yè)務(wù)流程的質(zhì)量體系，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室信息化管理[8]。實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)提高實(shí)驗(yàn)室管理能力和檢測(cè)水平，規(guī)范樣品檢測(cè)過(guò)程和降低實(shí)驗(yàn)成本，方便快捷的管理了儀器及其產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。目前，商品化的實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)已應(yīng)用于醫(yī)藥企業(yè)、第三方檢測(cè)結(jié)構(gòu)和大型石油化工企業(yè)，并取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益[9]。但是市場(chǎng)上專業(yè)的實(shí)驗(yàn)室信息化管理軟件價(jià)格昂貴且偏重于實(shí)驗(yàn)流程管理，固化操作步驟[10]，技術(shù)復(fù)雜，過(guò)多的限制和強(qiáng)約束性對(duì)基礎(chǔ)研究所需的創(chuàng)新性有一定的沖突，所以借鑒商品化的產(chǎn)品并開(kāi)發(fā)出適合國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室實(shí)際情況的信息化管理系統(tǒng)是目前的可行選擇[11]。化學(xué)化工學(xué)院完成了實(shí)驗(yàn)室大型儀器管理系統(tǒng)的軟件編程并建立了比較完善的實(shí)驗(yàn)室大型儀器信息化系統(tǒng)。

圖1 化學(xué)院信息化管理系統(tǒng)的人員組織結(jié)構(gòu)層次

1 大型儀器信息化管理系統(tǒng)的架構(gòu)層次

實(shí)驗(yàn)人員的身份認(rèn)證和權(quán)限劃分是實(shí)驗(yàn)室信息化建設(shè)的重要一步，基于網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證的技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)人員管理的信息化[12]。化學(xué)化工學(xué)院信息化管理系統(tǒng)劃分了人員組織層次，主要包括系統(tǒng)管理員、儀器管理員和用戶三種身份(見(jiàn)圖1)。系統(tǒng)管理員在整個(gè)信息化管理系統(tǒng)中起著的主要作用，其職能為確定人員身份，分配儀器的管理權(quán)限，檢查系統(tǒng)的運(yùn)行情況，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的錯(cuò)誤并及時(shí)上報(bào)和處理。儀器管理人員主要負(fù)責(zé)所管理儀器的運(yùn)行情況，培訓(xùn)儀器使用人員，核準(zhǔn)發(fā)放儀器的操作權(quán)限。實(shí)驗(yàn)室人員、校內(nèi)用戶和校外用戶是大型儀器的主要使用者，根據(jù)儀器管理人員的授權(quán)他們具有儀器申請(qǐng)和使用、數(shù)據(jù)處理和傳輸?shù)臋?quán)限。三種身份構(gòu)成了管理系統(tǒng)的三個(gè)層次，用戶是主要服務(wù)對(duì)象和被管理者，儀器管理員是儀器管理的中堅(jiān)力量和主要執(zhí)行者，系統(tǒng)管理員整體上維護(hù)系統(tǒng)管理，各個(gè)層次權(quán)限明確，保證了大型儀器被正確合理使用。整個(gè)信息化系統(tǒng)與大型儀器工作站有機(jī)結(jié)合，采用后臺(tái)運(yùn)行的方式記錄管理儀器使用情況，使用者只有在獲取系統(tǒng)管理員授權(quán)后才可以登錄統(tǒng)一平臺(tái)進(jìn)行操作。

2 大型儀器信息化管理系統(tǒng)的功能

實(shí)驗(yàn)室大型儀器信息化管理平臺(tái)的主要功能：① 輔助儀器管理人員的工作。儀器管理人員對(duì)用戶進(jìn)行培訓(xùn)，并確認(rèn)操作權(quán)限，擁有操作權(quán)限的用戶登錄信息化管理系統(tǒng)建立的統(tǒng)一大型儀器登錄窗口，只有具有操作資格的人員才能夠通過(guò)驗(yàn)證并進(jìn)行操作。② 監(jiān)控儀器運(yùn)行狀態(tài)。在登錄的大型儀器信息化管理平臺(tái)后，信息化系統(tǒng)會(huì)記錄操作人員的身份信息，操作時(shí)間并選擇性記錄儀器工作站軟件的顯示信息，這些信息為統(tǒng)計(jì)儀器的運(yùn)行時(shí)間和檢查儀器運(yùn)行狀態(tài)提供了追溯資料。③ 保護(hù)大型儀器操作系統(tǒng)。大型儀器的操作系統(tǒng)安裝使用復(fù)雜，如果安裝大型儀器操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)中毒崩潰會(huì)造成比較大的損失。該信息化管理系統(tǒng)設(shè)置有數(shù)據(jù)上傳功能，在操作者完成實(shí)驗(yàn)后，系統(tǒng)會(huì)提醒用戶上傳數(shù)據(jù)至服務(wù)器，用戶隨后在個(gè)人電腦登錄重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室網(wǎng)站下載數(shù)據(jù)。該功能方便快捷，保護(hù)了儀器的操作系統(tǒng)，避免了如U盤(pán)等可能攜帶病毒的存儲(chǔ)工具對(duì)儀器電腦的直接接觸。

3 大型儀器信息化管理系統(tǒng)取得的成效

(1) 促進(jìn)了國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的管理。儀器設(shè)備的管理是國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)考核的重要內(nèi)容。化學(xué)化工學(xué)院配位化學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和生命分析化學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室采用信息化管理系統(tǒng)后，大型儀器管理數(shù)字化標(biāo)準(zhǔn)化，儀器利用率高，運(yùn)行時(shí)間穩(wěn)定增長(zhǎng)。這些成績(jī)是完成重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)任務(wù)的重要保障[13]。

(2) 擴(kuò)大開(kāi)放交流，提高了儀器的使用效率。國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的運(yùn)行機(jī)制是“開(kāi)放、流動(dòng)、聯(lián)合、競(jìng)爭(zhēng)”[14]。大型儀器的開(kāi)放使用可以避免重復(fù)購(gòu)買(mǎi)，服務(wù)社會(huì)，支持企業(yè)特別是科技創(chuàng)業(yè)型企業(yè)的技術(shù)發(fā)展。目前重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室存在大型儀器使用效率低下的問(wèn)題，實(shí)驗(yàn)室的信息化建設(shè)為大型儀器的開(kāi)放共享提供了良好的平臺(tái)[15]。化學(xué)化工學(xué)院采用實(shí)驗(yàn)室大型儀器管理系統(tǒng)后，所有用戶都可以在重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室網(wǎng)站上完成儀器的查詢和預(yù)約。目前，生命分析化學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的大型儀器40%的運(yùn)行機(jī)時(shí)是為重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室之外的單位和個(gè)人服務(wù)的。

(3) 對(duì)儀器管理人員工作進(jìn)行評(píng)價(jià)。對(duì)儀器管理人員的工作績(jī)效一直存在客觀評(píng)估的難題[16]，化學(xué)化工學(xué)院利用大型儀器信息化管理系統(tǒng)對(duì)儀器管理人員的工作進(jìn)行量化，以考察儀器運(yùn)行時(shí)間為基礎(chǔ)，結(jié)合實(shí)驗(yàn)室的科研產(chǎn)出，建立了有效的考核制度，調(diào)動(dòng)儀器管理人員的積極性，提高了實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員的服務(wù)意識(shí)。

4 存在問(wèn)題和改進(jìn)

目前實(shí)驗(yàn)室信息化管理的重點(diǎn)是儀器使用的管理，儀器設(shè)備的技術(shù)文檔，管理人員的培訓(xùn)維護(hù)資料和重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室相關(guān)政策等文件資料也是儀器管理的重要內(nèi)容，未來(lái)化學(xué)化工學(xué)院的信息化目標(biāo)是將儀器文件資料與硬件進(jìn)行有機(jī)結(jié)合,做到儀器設(shè)備文獻(xiàn)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)信息化，信息化系統(tǒng)要從管理的信息化逐步過(guò)渡到管理和使用的整體信息化[17]。化學(xué)化工學(xué)院僅有1名高級(jí)工程師負(fù)責(zé)信息化系統(tǒng)的管理與支持，實(shí)驗(yàn)室缺乏信息化技術(shù)硬件和軟件的專門(mén)人才，因而欠缺對(duì)系統(tǒng)維護(hù)和升級(jí)完善的能力。整個(gè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化能力有待進(jìn)一步提高，需要增強(qiáng)與全國(guó)儀器共享系統(tǒng)和其他重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的交流，積極參加教育部?jī)x器公共平臺(tái)的建設(shè)，滿足信息化時(shí)代國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的管理要求。

5 結(jié) 語(yǔ)

國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室承擔(dān)著我國(guó)高水平研究的重任，實(shí)驗(yàn)室裝備的大型儀器是保證研究任務(wù)順利進(jìn)行的必要條件。大型儀器數(shù)目多，系統(tǒng)復(fù)雜，使用人員需求不一，管理困難。南京大學(xué)采用自主開(kāi)發(fā)的大型儀器信息化管理系統(tǒng)較好的解決了管理的難題，為國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的大型儀器的管理做出了有益的探索，在實(shí)踐過(guò)程中取得了良好成績(jī)。

[1] 國(guó)家科學(xué)技術(shù)部．國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)與運(yùn)行管理辦法[Z]．(2008-09-01)

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Practices of Large-scale Instruments Information Management in State Key Laboratory

LIUFeia，LIXiangb，PANGJiea，ZHUYu-huaa

(a. State Key Laboratory of Analytical Chemistry for Life Science; b. Senior Chemical Laboratory,School of Chemistry and Chemical Engineering, Nanjing University, Nanjing 210093, China)

With the rapid development of computer network technology, the information management of large-scale instruments has become an essential research topic of laboratory administrators. A system of large-scale instruments information management has been established in School of Chemistry and Chemical Engineering of Nanjing University. In this paper, we summarized and analyzed the architecture, functions and achievements of the system. The experience will provide the great contributions and central role of large-scale instruments information management in the laboratory construction.

large-scale instruments； state key laboratory； information management

2015-03-15

劉 飛(1985-)，男，湖北襄陽(yáng)人，碩士，助理工程師，主要從事色譜質(zhì)譜儀器的管理及分析方法開(kāi)發(fā)的研究。

Tel.：025-83686106,13851465836； E-mail：feiliu@nju.edu.cn

G 482.0

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1006-7167(2016)01-0264-03