实验室管理系统

上一篇 / 下一篇 2010-05-24 11:49:45

实验室一般有很多实验仪器和耗材，特别是生物和化学实验室，仪器、药品等特别多，管理比较难。本系统侧重于管理器材，不在于实现实验自动化。

先解决如何识别药品仪器及耗材的问题，一般而言，仪器较大贴上标签一般不存在找不到。但是如果实验室大了，不知道那台仪器也很正常，而且实验室大了，时间安排也就复杂了，识别就变得很重要。一般生化实验室的药品都有成百上千，有的实验室更多，如果把样品算上，数目是惊人的。通常一个实验员或研究生在实验室呆过一段时间后，就会对其放的位置比较了解，但是需要一段时间，而且了解不全，当另一个学生来了过后又得重新开始，这就是所谓的实验室适应阶段，要熟悉了实验的结构和东西才能开始做实验。

药品及样品多了过后，还有一个问题就出现了，你说你自己很有条理没问题，但是要是谁不受规矩，放错了地方，那麻烦就大了，让你找死找不到需要的东西，这样造成大家相互埋怨，影响实验室团结。而且还造成实验延误等诸多不良后果。一旦实验室变大，找药品，找样品，找实验耗材就成了一个噩梦。更要命的是很多生化药品有毒，很多样品保存要低温，有的要避光，如果你要翻箱倒柜的找，那将是意见即浪费时间，又危害生命，还破坏样品的过程。而且对实验室的仪器及药品没有清楚的了解对设计实验也很不利。

有鉴于此，特设计该系统，既然人管理不好就借助计算机系统，那么计算机也不认识什么是溴乙锭什么是重水，所以该系统里利用图像识别技术来达到识别的目的。一般买来的药品都有条码标签，但是这些标签都在瓶体上呈非平面，而且位置固定，不易识别。且还有不通用的标签。所以本系统会要求所有的药品及实验器材贴上统一的可以识别的二维码。

二维码介绍：

一个黑白点可以等同于一个0/1二进制位，那么5*5的码已经可以标示上千万种，这样即使很小的一块标签也可以实现数值上的标签分类，如果为了负载信息，当然可以使用现成的QR码等。自己设计一种简单种类和信息链接的二维码是可行的，这样很小的标签可以贴在EP管或者小试管上面，为了增加识别率可以放大，贴在药品上面。可以设计一种夹子可以套在各种药品及样品上，就像美国大兵挂个牌子那样，不用手去接触药品或样品，通过扫描二维码就可识别需要找的物品。（牌子，夹子，架子如何设计，另文再谈）。

现在假设这里有5000个EP管摆在你面前，上面都贴有标签，也有你手写的标记，那么要找某一个时就会很麻烦，特别当你从冷冻室取出来，而你有差不多忘了的时候，就会一个一个的去找，几个还好说，几十个也还将就，成百上千你就只能傻眼。如果用识别终端，扫过一遍即可确定。或者用摄像头监视，计算机可以自动定位。不但有利于查找，还有利于实现实验自动化。

再假设一个柜子里有100种有毒化学品，你需要一个一个取出来看分子式，名称吗？不需要，直接扫描瓶子上的二维码标签即可，一次搞定，几秒钟功夫。

扫描终端的设计：

超市的扫描头，图书馆的扫描头，快递手上的终端大家应该都见过了，手机上的二维扫描功能我相信一些人也看过。

这里有两种方案，1，普通的较贵的方案，即将图像识别集成在手持终端上，可以读取二维码负载的信息，除了与服务器交换信息外，终端还可以打印二维码。2，便宜的方案，即只用拍照和通讯的功能，这样拍摄的照片传到本地服务器处理识别，再传回信息，终端是具备拍摄，加密传递信息的功能及查询功能。

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系统主要组成部分：

药品管理：药品预期，药品登入，药品消耗（进出管理），药品放置存放，药品废弃。

仪器管理：仪器预期，仪器登入，使用时间管理，仪器维护。

耗材管理：对实验室耗材进行管理，优化实验，减少浪费以利于降低实验成本。

资料管理：对实验室的数据资料等进行管理。

实验设计：这个系统可独立，主要对实验所需的材料进行管理提示，比如设计一个培养细胞的实验流程后，计算需要什么药品，什么时间需要，计算成本，减少中间浪费，比如减少中间冷冻等待的时间，提示加料时间等，实验中药品和耗材警示，比如缺少耗材警示。

实验管理：非本系统主要目标，主要是提供接口，以备拓展或与其他系统连接。比如与其他全自动液相实验或者蛋白分析系统做连接备用。

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药品的生命流程：预定药品，到货入库，借出消耗，归还，保管，废弃，再需求

仪器的生命流程：预定，仪器入库，实验时间预定，时间使用，结束预期，结束，维护

二维码的生命流程：需求并打印，录入系统，查询识别，注销并保存

管理流程：入库，寻找，管理，共享

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UI设计：

登录窗口（三分钟造型，意思下）

菜单结构：

设计还不合理，需要修改，先示意一下，终端的菜单结构都没设计。

下载菜单结构演示 (C#编写，需要netframework2.0或3.5支持)

1，主界面

系统管理：新建数据库，备份数据库，导入，导出，新建用户，权限更改，注销，退出系统

功能切换：药品管理，仪器管理，耗材管理，资料管理，实验设计

查询按钮，入库管理，借入借出管理，共享管理

2，仪器管理

文件：新建仪器库，

3，终端管理

添加终端，删除终端，状态更改，数据连接，报警设置

识别，信息传输

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存放数据层次：

1，实验室号

2，储物柜编号\电脑编号（可带二维码识别）

3，分区架构（包含立体图，带二维码识别）

4，具体盒子结构

4，具体样品编码

药品仪器等的属性：系统编码，二维码，系统状态，系统分类，中文名，英文名，专有名，简介，附图，存储温度，是否避光，是否冷冻，价格，量，单位，存量，时间，借记日志，……

数据库的选择：

MySQL，Oracle，Access都行，不过个人觉得Access相对好点，理由是，如果是小量的数据库，单台计算机就可运行管理，不用另外配服务器，而如果是异常庞大的数据库，Access也行，网络运行也行，毕竟这windows 上挂的人挺多的。

服务器结构：

程序运行于服务器，打印输出包含一切输出行为，扫描输入表示一切输入行为。监视终端用于监视实验室情况，包括各种传感器信息的输入。手持终端用于识别和操作，PDA及手机用于计划、查询和报警服务。移动办公和固定办公包含各种可能的操作使用模式，包括远程操作。

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使用方式（具体操作要按生成的程序来，头脑混乱了，这部分没整清楚）：

一个有万份样品的实验室，第一次工作量可能需要2周人，以后就可以节省任何进实验室的人的熟悉时间，交接也比较容易，日常管理中也可以节省时间，减少麻烦。

1，实验器材或药品的管理：

登入信息：添加二维码及相关信息。

查询：可以在电脑上查找，远程也行，当然也可以根据编号扫描查询。

借入借出：跟图书管理一个性质。

信息修改。

举例：将所有实验室及储物柜编号码后，向其中一个格子存入氢氰酸，并打上标签。将相关信息输入数据库，查询可知放在那里，通过终端扫描可知是什么或确定位置，借出扫描登记，归还再登记，使用完废弃注销该编号存数历史档案。

举例：点样400个EP管，编排好顺序后可以一次打印出所有条码，一个一个粘贴上即可，减少书写标记的难度。而且不会放混。方便管理，还可以配合自动化实验。

2，实验设计及管理

比如设计一个合成实验，那么用什么药品，反应多少天后还需要什么药品，先设计好，成本多少都可以详细的估算出来，可做成本控制管理。可以知道缺什么，到底能不能做，与其他实验人员会不会有冲突等。比如设计好的实验对某一样药品会需求100 克，而另一个实验人员也需要100克，实验室库存100克，就可以提示是否需要购买沟通。如果某人什么时间需要用细胞培养箱，你的培养时间有冲突，空间不够，也可以提示。

3，管理辅助

通过实验室物品的长期跟踪，可以确定哪些地方浪费了，哪些地方需要改进，可减少浪费，提高效率。

4，实验室监视

比如给某储物柜添加温度传感器，那么如果在该柜存储的药品或样品不适合存放的条件就报警。比如光照过强，湿度过大就报警，不适合放在一起的也提示，还可以通过网络传输预警信息，协助实验室安全管理。

1，项目申请

实验室有什么导出数据就行，不用重复添加，有更详细的资料说服力更高。

2，实验共享服务

实验室的仪器，药品等哪些可以共享出来，什么时间可以共享，有了系统更加清楚，比如如果你的一些实验样品需要报废说不定别人可以利用。如你的高分子纤维成本报废时，可能可以用于光学实验。这样通过网路共享可共享的东西，提高实验室之间的交流频率。

可拓展模块（仪器及其他程序间的无缝连接）。有了更好的识别，可以以此为基础设计实验自动化仪器。

消费对象：每一个实验室

消费产品：系统软件，硬件包括配套终端，通信设备，监视设备，各类传感器，耗材包含打印的纸，其他卡及夹子，架子等。

稍做改动可以用于档案管理，图书管理，更好的是实验自动化。