科研綜合智能管理系統的設計與實施

鄭希望，吳勇延,2，賈澤川，薛緒亭，牛 敏，張宇良，高 偉,2＊

（1.山西醫科大學第一醫院 耳鼻咽喉頭頸腫瘤山西省重點實驗室，山西 太原 030001；2.深圳大學總醫院 耳鼻咽喉頭頸外科，廣東 深圳 518055）

0 引言

隨著國家經濟實力的不斷壯大，全社會對科研投入的力度持續增加，2019年全國投入研究與實驗發展（R&D）的經費為22 143.6億元，增長12.5%，占國內生產總值已達2.23%[1]。特別是在“雙一流”大學建設的要求下，高校基礎科研事業必然會蓬勃發展，同時也對科研管理提出了更高的要求。對于生物醫學實驗室來說，日常管理過程中會涉及人事、科研成果、科研項目、財務、耗材、組織樣本庫、儀器與固定資產和開放課題等繁多的管理工作，信息處理量大，極費人力、物力與財力，傳統的管理方法已經不能滿足科學研究快速發展的需要[2]。因此，科研管理信息化智能化水平的提高是科研管理水平提高的必由之路[3]。

面對實驗室管理中的眾多難點和問題，我們基于精細化管理的理念設計和實現了一套基于云服務器、面向實驗室所有成員、多終端適用、能夠基本涵蓋日常科研管理業務的智能管理系統，以此來研究智慧化管理對實驗室科研運行效率提升的影響。

1 目前科研管理中存在的主要問題與對策和實施技術

1.1 目前科研管理中存在的主要問題

1.1.1 科研活動缺乏動態和過程管理

動態是科研活動的一個重要特點，科研活動涉及的成果、獎勵、榮譽、資金、項目數量、階段性成果以及實驗耗材等都是不斷變化的，保證研究的正常進行、提高資源利用效率和衡量團隊與個人的能力都需要分析這些動態變化的指標。動態可視化這些評價指標對監測與評估實驗室的實時科研能力將起到重要的作用，但許多實驗室并沒有建立動態的過程管理系統[4]。

1.1.2 實驗室內部存在信息孤島

目前，許多實驗室的信息管理仍依賴于人工收集與匯總，幾乎是碎片化作業，效率低下，導致人事信息、儀器資產、試劑耗材、科研成果和榮譽獎勵等幾個主要的管理方面不能及時有效地整合，形成信息孤島[5]。

1.1.3 科研成果缺乏整理、分析、評價與反饋手段

目前，大多數科研管理系統只是具備信息記錄的功能，不能深入地分析與挖掘科研產出所積累的規律與趨勢，而科研產出的量與質隨時間變化的趨勢對團隊和個人能力的評估起到了非常重要的參考作用，例如：文章的發表數量、期刊水平、影響因子以及他引次數的變化，專利的申請、授權與轉化數量等。此外，各種資料的處理工作完全依靠人工來完成，會消耗大量原本用于科研的寶貴時間[6]。因此，一套可以智能匯總與分析科研信息的系統，對于節約人力、物力，提升實驗室的成果產出效率至關重要。

1.2 解決問題的對策與技術實施

1.2.1 解決對策

針對高校創新實驗室科研管理中的難點與問題，我們利用基于云平臺的在線管理系統對科研活動進行全過程和動態化監控，量化和可視化評價指標，準確記錄和統計科研成果，分析發展趨勢和智能化輔助辦公。通過精細化的實時在線管理將科研人員從繁重的非科研事務中解放出來，使其可以更加專注于研究探索，提升科研產出與團隊實力。

1.2.2 技術實施

系統采用基于云服務器的B/S（Browser/Server）結構通過多層次設計進行實現，使用者可以通過終端登錄自己的空間進行數據存儲和信息訪問[7-8]。數據庫采用Microsoft SQL Server 2008 R2[9]數據庫技術，系統開發工具為IntelliJ IDEA[10]，數據庫訪問技術為Java驅動程序（JDBC），Web服務器由Spring[11]，SpringMVC[11]，Mybatis和Maven[12]技術搭建實現。

2 系統設計的實現與應用

經過多次迭代升級，目前系統在線版本組成結構分為：我的面板、科研業務運行管理、部門行政運行管理、項目管理、財務管理、字典管理、系統設置和系統監控8個模塊，如圖1—2所示。

圖1 科研綜合智能管理系統結構

2.1 系統的主要模塊功能

2.1.1 我的面板

該模塊的主要作用是信息整合和智能辦公，提高信息處理和團隊溝通的效率。使用者可以綁定郵箱、進行郵件的接收和發送，通過站內信與團隊成員進行交流，管理云文件，維護個人信息和記錄云備忘錄等。團隊管理者可以向整個團隊進行信息彈窗廣播和添加成員備忘錄。

2.1.2 科研業務運行管理

該模塊的主要功能是對科研成果、人才隊伍、榮譽、會議和平臺信息等進行動態管理，結構如圖3所示。

圖2 科研綜合智能管理系統個人主頁

圖3 科研業務運行模塊

在這個模塊中，使用者可以錄入自己的科研成果，成果可以在共同署名人的空間里顯示，避免重復性錄入工作。基于自帶的中英文期刊數據庫，系統可以輔助期刊名稱輸入，自動填寫期刊簡稱、最新影響因子和收錄情況等信息；使用者可以將系統已收錄的科研成果按照預先設定的引用格式批量導出或匯總，可進行PDF附件的在線批量拼合和下載，還可以生成包含最新科研成果和個人信息的科研簡歷，極大地提高科研材料的匯總效率，特別有助于項目申報和結題。此外，管理者還可以對團隊的個人和集體榮譽，組織的學術會議，創新平臺、學科建設及基地的申報和年檢資料進行集中管理。

2.1.3 部門行政運行管理

該模塊的主要功能是實現試劑和耗材采購與出入庫，儀器登記和使用，出入室人員以及行業資質信息的管理，如圖4所示。

圖4 部門行政運行模塊

在這個模塊中，耗材管理分為采購和庫存管理兩部分，貫穿了耗材從采購到使用的整個生命周期。耗材的庫存是動態的，當系統中某種耗材數量減少到最低保有閾值時，系統會自動預警；耗材申購人員提出購買申請后，系統隨后會向已登記的供應商進行詢價、比價和訂單發送；耗材收到后，耗材管理人員進行入庫登記，庫存量上升，模塊功能流程如圖5所示。

圖5 耗材采購、庫存流程

此外，在這個模塊中，儀器管理者可以對實驗室的儀器設備進行管理，儀器管理主要體現在3個方面：儀器的信息登記、儀器狀態管理和儀器的使用預約。這里的儀器狀態管理是指儀器的正常、維修、待報廢和已報廢4種狀態的管理。

出入室管理是針對實驗室研究生、博士后和外單位臨時實驗人員的管理而設計的，該功能既能實現對實驗室非固定人員的管理，也便于統計實驗室公共服務的業績。

行業資質管理功能用于管理實驗室的相關資質信息，如小動物使用或者生產的資格審批、中期檢查和年檢等材料信息。

生物樣本管理功能可以實現對組織樣本、細胞樣本、載體樣本和小動物等實驗資源的動態記錄與使用管理，便于實驗室全體人員共享實驗資源的實時信息。

2.1.4 項目管理

項目管理模塊的功能是對實驗室承擔的課題項目在實施中所涉及的任務分配、結果反饋、進度審核和溝通交流等內容進行過程管理。

在這個模塊中，項目管理者可以在建立新項目后將其分割成若干子項目并分配給項目成員。在項目實施過程，管理者可以通過甘特圖監督項目進度，在線查看實驗數據并進行點評和溝通。此外，項目所涉及的計劃、數據和附件都可以在這里進行管理、查看和導出。

2.1.5 財務管理

該模塊的功能是對實驗室承擔的科研項目和公共服務的財務收支進行管理。

在項目管理模塊中將項目錄入系統后，會在財務管理模塊中自動生成相應的賬本條目，擁有財務權限的人員可以添加預算細目，記錄項目每一筆報銷的發票信息及附件，實時查看項目所有的支出類目和資金結余，如果支出超過相應預算，系統會預警提示。該模塊能夠保障項目支出嚴格按照預算進行，有利于項目的順利結題及審計。無論是科研基金還是實驗室服務的收入和支出，都可以關聯科研耗材采購訂單，實現每筆收支都有據可查。

2.1.6 其他模塊功能

系統涉及的特定名詞和類目可以在字典管理模塊進行添加和管理，根據不同的種類，該模塊設置了字典管理、研究方向、子課題研究方向、材料一級分類和材料二級分類等功能。

在系統設置模塊，管理員可以對系統內人員進行角色權限的分配，根據管理員的設置，不同職責的團隊成員只能訪問被授權的模塊和欄目。

系統監控模塊可以對系統的運行狀態、團隊成員在系統的操作日志、系統配置和服務器的連接狀態進行監控，保障系統運行的安全性和穩定性。

2.2 系統的使用

實驗室成員、外來人員和供應商第一次使用系統時需要進行自助注冊，在進行基本信息登記后，提交審核，系統管理員會根據申請人的角色決定其是否通過注冊和進行權限分配。申請人通過審批后，需進行詳細信息的維護，操作完成后即可正常使用系統。

3 結語

為了激發全社會的科技創新活力，國家出臺了諸多措施推進科技治理體系和治理能力的現代化[13]，科研管理的進步使科技進步重要支撐力量的共識不斷加深[14-15]，科研機構需要不斷提高科研管理能力以適應科學研究快速發展的要求，科研管理也必然會由簡單粗獷走向高效精細[16-17]。科研管理不應只是停留于單純的理論論述，更應經受實際的操作與檢驗。基于精細化管理的理念，該研究設計和完成的高校實驗室科研綜合智能管理系統能夠大幅提高高校創新實驗室科研管理效率，解放人力和節省財力，基本實現實驗室科研事務管理的信息智能化。接下來，我們希望通過有效的推廣和轉化，能為更多的科研實驗室帶來管理能力的迭代和進步。