大數據背景下高校實驗動物中心智慧化管理與實踐

金 鑫，崔起超，金哲勇，李貴男，樸虎森

（1.延邊大學實驗動物中心 延吉，吉林 133002；2.延邊大學國有資產管理處 延吉，吉林 133002）

隨著科學技術的迅猛發展，實驗動物科學已發展成為一門獨立的、綜合性較強的應用學科[1]。實驗動物既是生命科學研究的基礎和條件，也是衡量一個國家、一個地區、一個大學生命科學研究水平高低的標志之一，高校實驗動物中心作為高校的一項基本建設，不可或缺，是高校開展教學、科研、對外公共服務平臺，是高校科技工作者開展科學研究的必要條件[2]。

目前，我國實驗動物行業發展與管理正快速進步。現代分子生物學、基因組學、蛋白質組學、代謝組學、基因修飾技術、生物凈化技術等先進技術的應用，以及多學科研究成果在實驗動物領域的不斷滲入，極大地推動了我國實驗動物行業與管理水平的快速發展，在短時間內取得了令國際同行贊嘆的發展速度和公認的成就，其中一些重要研究方向已與國際接軌，有些研究領域已與發達國家和地區處于相同水平。因此，不少綜合性高校、農學及醫學類院校已經意識到實驗動物中心建設對于學科發展與科學研究的重要性與迫切性，在不斷學習國際先進理念、提高管理要求和標準的同時，陸續籌建符合高校發展趨勢、具有一定規模的實驗動物設施，對高校的教學及科研工作提供重要支撐[3-5]。該研究通過分析國內高校實驗動物中心運行和管理模式的基礎上，結合延邊大學實驗動物中心智能化管理系統的使用實際，通過實現人員管理、實驗動物倫理審核、實驗項目預約及管理、籠位管理等在線管理，打破傳統模式，提升高校實驗動物中心的工作效率，促進了實驗動物中心管理和科研服務水平的提高，為實驗動物工作的同行們提供參考。

1 高校實驗動物工作現狀及存在的基本問題

實驗動物因飼養于屏障設施內，其環境特殊及要求嚴格,相關實驗室管理工作不僅涉及實驗動物中心服務質量和生物安全,更是直接影響到實驗結果的可靠性[6-7]。但鑒于高校管理體制和運行機制不同于企業，高校實驗動物中心發展和管理中存在的問題也日益凸顯。問題主要體現在：

發展資源不足，高校實驗動物中心的設施如空調機組等在使用期間需要不斷維護，尤其是SPF 級飼養環境條件嚴格，設備購買和維護費用高，需要大量的資金投入，在經費有限的條件下，硬件投入不能隨著科研水平飛速進步而同步發展，形成了掣肘高校科研創新發展的瓶頸[8]。

人員配比不足和管理模式陳舊，因大部分高校實驗動物中心功能復雜，涉及動物生產、動物實驗、教學科研及管理等業務，在高校人力資源匱乏的條件下，人員流動性大，且專業技術水平差異較大，同時，以傳統模式中的人工記錄、統計及分類保存資料開展工作，導致實驗動物中心工作效率低而且易出現人為錯誤或偏差，管理過程對特定人員的依賴性很強，嚴重影響實驗動物管理工作的連續性和高效性[9]。

大部分高校實驗動物中心作為教輔機構，其宗旨是為教學和科研提供優質的服務，隨著交叉學科的緊密結合和快速發展，使用人群復雜，有學生、教師、附屬醫院的醫生以及合作單位人員等，其中包括越來越多非生物醫學專業背景的人員，其科研內容、能力水平不盡相同，直接影響實驗動物設施的微生物環境和統一規范管理[10]。

2 高校實驗動物工作智能化管理的必要性及可解決的實際問題

2.1 智能化管理的必要性

高校作為人才和原發性創新的聚集地，眾多領域的研究都離不開實驗動物，目前高校實驗動物設施規模不斷擴大、動物實驗項目逐步增多，迫切需要高校實驗動物中心的發展應與現代生命科學、基礎醫學、生物化學、醫藥食品及環境保護等研究的需要相適應。隨著現代化信息技術的發展，越來越多的行業引入了大數據、物聯網、云計算等新興的科學技術，且相關的技術手段在部分行業已經得到規模化的應用。相關應用不僅為用戶提供了豐富的數據服務及方便用戶辦理各項事宜，更是為管理者提供新的管理手段。實驗動物作為生命科學研究的基礎和條件，實驗動物及相關實驗室管理工作不僅涉及實驗動物中心的服務質量和生物安全，更是直接影響到實驗結果的可靠性。在發展資源有限的條件下，在當今大數據背景下，實現實驗動物的智能高效管理，不僅能夠讓動物實驗室屏障環境內外相關的管理工作更加智能化、實時化和人性化，同時還能夠解決高校人力資源緊張，減輕管理者工作負擔，更好的提高服務質量，做到在完成業務功能的同時促進傳統管理方式的改革，對推動整個實驗動物行業的創新具有重要意義。

2.2 可解決的實際問題

針對目前大部分高校實驗動物中心在體制及運行過程中出現的問題，通過智慧化的管理，不僅能夠緩解實驗動物中心運行過程中經費緊張的問題，加快完善硬件設施建設，做到保證科研資金不外流，也可在一定程度上減輕高校經濟壓力，同時也有助于實驗動物中心的長遠發展；通過信息化管理手段，引入物聯網技術，在完成業務功能的同時，促進傳統管理方式的改革，利用智能化管理手段進行數據管理和開展業務需求，解決現有問題和傳統管理中遇到的很多難題，使實驗動物的管理更加智能化和實時化，促進實驗動物中心管理工作的創新。

3 高校實驗動物中心智慧化管理系統核心功能

該研究結合延邊大學實驗動物中心智慧化管理建設中的實踐經驗，對中心的管理新模式進行探討。延邊大學為省屬“雙一流”重點建設高校，學校實驗動物中心成立于2010年，中心在多年的生產和運行過程中不斷摸索，積極進行設施的改進和管理模式的改良。2021年起，充分利用信息化的新理念、新產品建立設施設備監控系統和安全系統的智能管理，開發運用了信息服務平臺，實現開放共享管理。平臺結合延邊大學特色設計頁面與外觀，主要分為飼養繁育板塊、客戶管理板塊、實驗動物福利倫理申請板塊、設施管理板塊及財務管理板塊等，見圖1。

圖1 延邊大學實驗動物中心智慧化管理系統主頁面

3.1 飼養繁育管理

飼養繁育板塊主菜單可以展示繁育工作提醒、最新需要檢查出生的繁殖籠、最新需要剪尾的窩崽、最新需要分籠的窩崽數據等，通過飼養申請頁面對申請動物飼養的數據進行處理，包括飼養訂單（審核、導入動物、取消及查看詳情等操作）、籠位預約（顯示籠位預約數據，飼養管理員可對籠位預約分配籠位、分配權限等操作）、動物接收（顯示所有的動物接收的數據，飼養管理員可進行接收和打印操作）及轉出申請（顯示動物的轉出申請數據）等。

3.2 客戶管理板塊

客戶管理板塊主菜單可以展示待審核的課題組、待審核的實名認證、待審核的客戶數據，通過客戶單位管理頁面對客戶單位信息進行新建、查找、編輯、禁用等操作，課題組管理主要是對申請課題的課題組數據進行審核，可以看到待審核的課題組、已通過的課題組、禁用的課題組及入駐的課題組數據。

3.3 倫理審查

倫理審查板塊主菜單可以展示最新需要審核的倫理申請數據，用戶申請的基金申報、實驗方案、審查證明經過課題組負責人審核通過之后在此等待初審評審員進行審核；審核時需要審初審核員登錄自己賬號進行審核操作，依次經過專家審核—專家投票—審查通過等程序生成審查證明。

3.4 設施管理

設施管理板塊可以對設施進行新建、編輯、打印、編輯權限及刪除等操作，該板塊可以進行房門管理，為每一個設施創建一個房門關聯設施，并對設施權限進行分配，編輯權限規則，審核課題組或用戶申請的權限，功能包括用戶權限、課題組權限、設施權限規則、權限審核，同時還可以進行進出記錄、進出統計、門禁控制、籠架管理及設施檢測等工作。

3.5 財務管理

財務管理板塊主要是對用戶的財務賬戶進行集中管理，可以通過編輯按鈕修改賬戶信息，并對賬單進行分類管理，包括消費賬單匯總、設施賬單匯總、動物賬單、飼養管理賬單、飼養消耗賬單、進出賬單、技術服務賬單及預約賬單等。同時可以生成供應商的結算單、付款記錄、付款記錄、退款記錄及其他財務統計等操作。

4 結語

實驗動物作為生命科學研究的基礎和條件，實驗動物相關管理工作不僅涉及實驗動物中心的服務質量和生物安全，更是直接影響到實驗結果的可靠性。該研究旨在發展資源有限的條件下，在當今大數據背景下，實現實驗動物的智能高效管理，不僅能夠讓動物實驗室屏障環境內外相關的管理工作更加智能化、實時化和人性化，同時還能夠解決高校人力資源緊張，減輕管理者工作負擔，更好的提高服務質量，做到在完成業務功能的同時促進傳統管理方式的改革，對推動整個實驗動物行業的創新具有重要意義。