實驗室管理系統

上一篇 / 下一篇 2010-05-24 11:49:45

實驗室一般有很多實驗儀器和耗材，特別是生物和化學實驗室，儀器、藥品等特別多，管理比較難。本系統側重于管理器材，不在于實現實驗自動化。

先解決如何識別藥品儀器及耗材的問題，一般而言，儀器較大貼上標簽一般不存在找不到。但是如果實驗室大了，不知道那臺儀器也很正常，而且實驗室大了，時間安排也就復雜了，識別就變得很重要。一般生化實驗室的藥品都有成百上千，有的實驗室更多，如果把樣品算上，數目是驚人的。通常一個實驗員或研究生在實驗室呆過一段時間后，就會對其放的位置比較了解，但是需要一段時間，而且了解不全，當另一個學生來了過后又得重新開始，這就是所謂的實驗室適應階段，要熟悉了實驗的結構和東西才能開始做實驗。

藥品及樣品多了過后，還有一個問題就出現了，你說你自己很有條理沒問題，但是要是誰不受規矩，放錯了地方，那麻煩就大了，讓你找死找不到需要的東西，這樣造成大家相互埋怨，影響實驗室團結。而且還造成實驗延誤等諸多不良后果。一旦實驗室變大，找藥品，找樣品，找實驗耗材就成了一個噩夢。更要命的是很多生化藥品有毒，很多樣品保存要低溫，有的要避光，如果你要翻箱倒柜的找，那將是意見即浪費時間，又危害生命，還破壞樣品的過程。而且對實驗室的儀器及藥品沒有清楚的了解對設計實驗也很不利。

有鑒于此，特設計該系統，既然人管理不好就借助計算機系統，那么計算機也不認識什么是溴乙錠什么是重水，所以該系統里利用圖像識別技術來達到識別的目的。一般買來的藥品都有條碼標簽，但是這些標簽都在瓶體上呈非平面，而且位置固定，不易識別。且還有不通用的標簽。所以本系統會要求所有的藥品及實驗器材貼上統一的可以識別的二維碼。

二維碼介紹：

一個黑白點可以等同于一個0/1二進制位，那么5*5的碼已經可以標示上千萬種，這樣即使很小的一塊標簽也可以實現數值上的標簽分類，如果為了負載信息，當然可以使用現成的QR碼等。自己設計一種簡單種類和信息鏈接的二維碼是可行的，這樣很小的標簽可以貼在EP管或者小試管上面，為了增加識別率可以放大，貼在藥品上面。可以設計一種夾子可以套在各種藥品及樣品上，就像美國大兵掛個牌子那樣，不用手去接觸藥品或樣品，通過掃描二維碼就可識別需要找的物品。（牌子，夾子，架子如何設計，另文再談）。

現在假設這里有5000個EP管擺在你面前，上面都貼有標簽，也有你手寫的標記，那么要找某一個時就會很麻煩，特別當你從冷凍室取出來，而你有差不多忘了的時候，就會一個一個的去找，幾個還好說，幾十個也還將就，成百上千你就只能傻眼。如果用識別終端，掃過一遍即可確定。或者用攝像頭監視，計算機可以自動定位。不但有利于查找，還有利于實現實驗自動化。

再假設一個柜子里有100種有毒化學品，你需要一個一個取出來看分子式，名稱嗎？不需要，直接掃描瓶子上的二維碼標簽即可，一次搞定，幾秒鐘功夫。

掃描終端的設計：

超市的掃描頭，圖書館的掃描頭，快遞手上的終端大家應該都見過了，手機上的二維掃描功能我相信一些人也看過。

這里有兩種方案，1，普通的較貴的方案，即將圖像識別集成在手持終端上，可以讀取二維碼負載的信息，除了與服務器交換信息外，終端還可以打印二維碼。2，便宜的方案，即只用拍照和通訊的功能，這樣拍攝的照片傳到本地服務器處理識別，再傳回信息，終端是具備拍攝，加密傳遞信息的功能及查詢功能。

--------------------------------------------- 優雅的分割線-------------------------------------

系統主要組成部分：

藥品管理：藥品預期，藥品登入，藥品消耗（進出管理），藥品放置存放，藥品廢棄。

儀器管理：儀器預期，儀器登入，使用時間管理，儀器維護。

耗材管理：對實驗室耗材進行管理，優化實驗，減少浪費以利于降低實驗成本。

資料管理：對實驗室的數據資料等進行管理。

實驗設計：這個系統可獨立，主要對實驗所需的材料進行管理提示，比如設計一個培養細胞的實驗流程后，計算需要什么藥品，什么時間需要，計算成本，減少中間浪費，比如減少中間冷凍等待的時間，提示加料時間等，實驗中藥品和耗材警示，比如缺少耗材警示。

實驗管理：非本系統主要目標，主要是提供接口，以備拓展或與其他系統連接。比如與其他全自動液相實驗或者蛋白分析系統做連接備用。

---------------------------------------------- 優雅的分割線--------------------------------------------

藥品的生命流程：預定藥品，到貨入庫，借出消耗，歸還，保管，廢棄，再需求

儀器的生命流程：預定，儀器入庫，實驗時間預定，時間使用，結束預期，結束，維護

二維碼的生命流程：需求并打印，錄入系統，查詢識別，注銷并保存

管理流程：入庫，尋找，管理，共享

----------------------------------------------- 優雅的分割線----------------------------------------

UI設計：

登錄窗口（三分鐘造型，意思下）

菜單結構：

設計還不合理，需要修改，先示意一下，終端的菜單結構都沒設計。

下載菜單結構演示 (C#編寫，需要netframework2.0或3.5支持)

1，主界面

系統管理：新建數據庫，備份數據庫，導入，導出，新建用戶，權限更改，注銷，退出系統

功能切換：藥品管理，儀器管理，耗材管理，資料管理，實驗設計

查詢按鈕，入庫管理，借入借出管理，共享管理

2，儀器管理

文件：新建儀器庫，

3，終端管理

添加終端，刪除終端，狀態更改，數據連接，報警設置

識別，信息傳輸

----------------------------------------- 優雅的分割線-----------------------------------

存放數據層次：

1，實驗室號

2，儲物柜編號\電腦編號（可帶二維碼識別）

3，分區架構（包含立體圖，帶二維碼識別）

4，具體盒子結構

4，具體樣品編碼

藥品儀器等的屬性：系統編碼，二維碼，系統狀態，系統分類，中文名，英文名，專有名，簡介，附圖，存儲溫度，是否避光，是否冷凍，價格，量，單位，存量，時間，借記日志，……

數據庫的選擇：

MySQL，Oracle，Access都行，不過個人覺得Access相對好點，理由是，如果是小量的數據庫，單臺計算機就可運行管理，不用另外配服務器，而如果是異常龐大的數據庫，Access也行，網絡運行也行，畢竟這windows 上掛的人挺多的。

服務器結構：

程序運行于服務器，打印輸出包含一切輸出行為，掃描輸入表示一切輸入行為。監視終端用于監視實驗室情況，包括各種傳感器信息的輸入。手持終端用于識別和操作，PDA及手機用于計劃、查詢和報警服務。移動辦公和固定辦公包含各種可能的操作使用模式，包括遠程操作。

----------------------------------------------- 優雅的分割線------------------------------------------

使用方式（具體操作要按生成的程序來，頭腦混亂了，這部分沒整清楚）：

一個有萬份樣品的實驗室，第一次工作量可能需要2周人，以后就可以節省任何進實驗室的人的熟悉時間，交接也比較容易，日常管理中也可以節省時間，減少麻煩。

1，實驗器材或藥品的管理：

登入信息：添加二維碼及相關信息。

查詢：可以在電腦上查找，遠程也行，當然也可以根據編號掃描查詢。

借入借出：跟圖書管理一個性質。

信息修改。

舉例：將所有實驗室及儲物柜編號碼后，向其中一個格子存入氫氰酸，并打上標簽。將相關信息輸入數據庫，查詢可知放在那里，通過終端掃描可知是什么或確定位置，借出掃描登記，歸還再登記，使用完廢棄注銷該編號存數歷史檔案。

舉例：點樣400個EP管，編排好順序后可以一次打印出所有條碼，一個一個粘貼上即可，減少書寫標記的難度。而且不會放混。方便管理，還可以配合自動化實驗。

2，實驗設計及管理

比如設計一個合成實驗，那么用什么藥品，反應多少天后還需要什么藥品，先設計好，成本多少都可以詳細的估算出來，可做成本控制管理。可以知道缺什么，到底能不能做，與其他實驗人員會不會有沖突等。比如設計好的實驗對某一樣藥品會需求100 克，而另一個實驗人員也需要100克，實驗室庫存100克，就可以提示是否需要購買溝通。如果某人什么時間需要用細胞培養箱，你的培養時間有沖突，空間不夠，也可以提示。

3，管理輔助

通過實驗室物品的長期跟蹤，可以確定哪些地方浪費了，哪些地方需要改進，可減少浪費，提高效率。

4，實驗室監視

比如給某儲物柜添加溫度傳感器，那么如果在該柜存儲的藥品或樣品不適合存放的條件就報警。比如光照過強，濕度過大就報警，不適合放在一起的也提示，還可以通過網絡傳輸預警信息，協助實驗室安全管理。

1，項目申請

實驗室有什么導出數據就行，不用重復添加，有更詳細的資料說服力更高。

2，實驗共享服務

實驗室的儀器，藥品等哪些可以共享出來，什么時間可以共享，有了系統更加清楚，比如如果你的一些實驗樣品需要報廢說不定別人可以利用。如你的高分子纖維成本報廢時，可能可以用于光學實驗。這樣通過網路共享可共享的東西，提高實驗室之間的交流頻率。

可拓展模塊（儀器及其他程序間的無縫連接）。有了更好的識別，可以以此為基礎設計實驗自動化儀器。

消費對象：每一個實驗室

消費產品：系統軟件，硬件包括配套終端，通信設備，監視設備，各類傳感器，耗材包含打印的紙，其他卡及夾子，架子等。

稍做改動可以用于檔案管理，圖書管理，更好的是實驗自動化。