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34000字论文范文开放实验室仪器运行管理平台的开发

论文类型:论文范文
论文字数:34000字
论点:仪器,运行,仪器设备
论文概述:

本文对其中涉及的仪器工作状态监控技术、WEB 服务器开发技术进行了关键技术进行了研究,在此基础上设计实现了一套实验室仪器开放运行管理系统,并在多家单位得到应用。

论文正文:

第1章导言

1.1 研究背景随着近年来国家对科学仪器设备投入的不断增长,目前我国的科学仪器设备已初具规模,我国拥有的科学仪器设备数量比欧盟的数量还多,但许多仪器设备的利用率不到 25%,远远低于发达国家 170%-200%的仪器利用率[2-4]。因此深入探讨科学仪器利用率不高的原因和切实提升科学仪器设备利用率的基本途径,已经成为当前科学仪器管理中亟待研究和解决的重大课题。提升仪器设备利用率的关键在于促进大型科学仪器设备开放运行[5-6]。大型科学仪器设备开放运行就是指仪器拥有者或单位在满足自身需求的同时,能够为他人直接或者间接提供服务。仪器设备开放运行具有节约财政支出、提高资源利用效率、促进学术交流和产学研结合等优点。大型科学仪器设备管理方法创新是科学仪器设备实现开放运行的重要途径。是促进开放运行工作持续稳定进行和推进开放运行工作健康发展的基础,采取高效的管理方法,进而提升我国大型科学与仪器设备的利用效率,也是解决当前开放运行建设中各种问题的关键。随着科学学技术和管理理念的不断发展,采用先进的网络技术、软件技术和数据库技术,结合标准化的实验室管理思想,建设一个全面而又规范的管理体系[7-9],成为当前实现科学仪器资源开放运行的重要手段,该管理体系提供实验室内科学仪器运行业务的规范化自动处理功能,实现实验室信息仪器开放运行,并为用户提供实时了解和管理实验室仪器信息的网络化平台。
 1.2 研究现状1.2.1 国外发展现状由于实验室的需要和计算机的出现,根据主要特征大致可以分为 3 个阶段:第一阶段,由实验室工作人员根据自己的需要提出 LIMS 需要实现的功能,然后由计算机编程工作者逐一实现。第二阶段出现在二十世纪九十年代,商品化 LIMS 得到了发展。计算机编程工作者尽量全面地搜集每个实验室的需求,然后由一个 LIMS 统一实现。该类 LIMS虽然解决了初期 LIMS 的问题,但是仍存在自己的不足,LIMS 安装后需要编程工作者做大量用户化工作,导致编程工作者流动性很大。第三阶段,编程工作者研发了完全面向实验室工作人员的 LIMS。实验室工作人员安装 LIMS 后,根据自己的需求进行相应的设置即可。
 1.2.2 国内发展现状在国内,LIMS 的研究工作相对较晚,虽然 LIMS 思想早在二十世纪七十年代末就已提出,但是计算机软硬件水平和分析测试设备水平成为阻碍了 LIMS 的发展,所以国内 LIMS 只能实现简单的数据处理。二十世纪八十年代中后期,我国在很多领域先后引进多套 LIMS[1-7]。但我国管理理念比较落后,而且与国外文化差异较大,导致大部分功能不能直接应用。近些年随着互联网的发展和全球经济一体化的加快,我国大力提倡信息化管理,我国也有很多企业专注于 LIMS 的研究。现阶段,我国已经研制出了多套属于自己的 LIMS 系统。例如,石化科研院的 RIPP-LIMS、北京汇博精瑞公司的 LabBuilder 系统和杭州天软科技有限公司的 TyanLims 系统。上述 LIMS 提供了统计分析实验室各种信息的网络化平台,促进了实验室仪器开放运行,在一定程度上降低了仪器管理员负担,提高了仪器利用率。
 1.3 研究意义目前的科学仪器实验室,仪器数量庞大、种类繁多,仪器管理人员数量相对较少,通常一名管理员需管理多台科学仪器。目前的主要有两种管理实验室内科学仪器方式:(1) 管理员在实验室内现场监督或直接操作仪器的运行。管理员下班或不在实验室内时,用户将无法使用科学仪器,这就存在仪器工作时间受管理员工作时间和工作量限制的问题,而且管理员数量相对较少,特别是有的实验室一名管理员管理多台科学仪器,管理员操作或监督其中一台仪器做样时,其它仪器必将处于闲置状态,造成宝贵科学仪器资源的浪费;
 第 2 章 仪器工作状态检测方法研究
 2.1 引言检测实验室仪器工作状态为判断仪器的工作状态和记录仪器使用情况提供最重要的原始数据。检测实验室仪器工作状态主要是检测实验室仪器工作状态特征信息。由于实验室仪器种类繁多,所要检测的特征信息更是多种多样,但无论面向何种待测信息,如何实现对仪器工作状态特征信息的有效检测,都是一个必须要解决的问题。
 第 3 章 实验室仪器信息管理平台建设方法研究..........153.1 引言...............153.2 实验室仪器信息管理平台基本结构................153.3 建设实验室仪器信息管理平台的具体方式.........163.4 实现实验室仪器信息管理平台的关键技术.........183.5 本章小结..........24第 4 章 实验室仪器开放运行管理系统设计与实现............254.1 系统总体设计...........254.2 系统框架结构...........264.3 系统数据库设计与实现...........284.4 仪器工作状态检测与控制软件设计与实现........364.5 实验室仪器信息管理平台设计与实现.............41第 5 章 系统测试及应用情况..........525.1 系统测试环境....................525.2 系统测试情况....................525.3 系统应用情况....................585.4 本章小结.........................58
 结论
 可以预见,实验室仪器开放运行管理系统在实验室仪器管理中可能成为一项重要的管理工具。本文对其中涉及的仪器工作状态监控技术、WEB 服务器开发技术进行了关键技术进行了研究,在此基础上设计实现了一套实验室仪器开放运行管理系统,并在多家单位得到应用。论文取得的主要研究成果如下:(1) 设计并实现了基于 windows 消息机制的仪器工作状态监控软件。与传统的仪器状态检测方法相比,在功能上,本方法在获取仪器工作状态的基础上,还实现了自动化控制用户的操作仪器的权限;在采集方法上,本方法基于仪器操作软件向仪器工作站发出的特征消息设计,并不检测仪器工作时的物理信息、工作站桌面特征信息和日志文件数据,不会对仪器正常运行造成影响,而且占用计算机资源较少,准确度也有明显提高,适用于所有仪器工作站采用 Windows 操作系统的科学仪器。(2) 设计并实现了与仪器状态软件相配套的实验室仪器信息管理平台。针对实验室仪器运行事务,本文开发了一套 B/S 结构的网络服务器,具有仪器信息管理、用户信息管理、仪器预约、费用统计等功能,从而与仪器状态监控软件配合将仪器的使用与用户权限、费用、责任相关联,实现自动化管理实验室内科学仪器无人值守去全天候开放运行。(3) 本系统先后在吉林大学化学院、吉林大学超分子结构与材料国家重点实验室、吉林大学环资学院地下水资源与环境教育部重点实验室、吉林大学无机合成与制备化学国家重点实验室推广应用,管理百余台科学仪器,系统运行过程中状态良好,性能稳定,得到各应用单位的一致认可。
 参考文献:[1] 白志青,张银.实验室信息管理系统(LIMS)综述[J].? 科技情报开发与经济,2007:12. 陈国光,王近,李华.LIMS 在水质检测实验室的应用[J]. 净水技术,2005:06. 方松,赵红萍.我国大型科学仪器设备共享研究初探—借鉴中国水产科学研究院大型科学仪器设备共享研究经验[J]. 科技管理研究,2011:02. 栾恩杰.深化科技体制改革推进科技资源共享[J]. 中国科技产业,2004:04. 龚惠峰.我国实行科技资源共享的运行机制[J]. 技术与创新管理,2006:01. 徐静,王大洲.我国大型科学仪器设备使用状态分析及政策含义[J]. 工程研究-跨学科视野中的工程,2010:03. 李良宇.? 科学仪器远程操控技术研究与应用[D].吉林:吉林大学.2009. 马骏骁,李伟,杨智君等.科学仪器工作状态监测装置的设计与实现[J].分析化学,2007, 35(3) : 466-468. Johann Gasteiger, Markus Hemmer. Laboratory Information ManagementSystems (LIMS) [M]. Handbook of Chemoinformatics,2008 郭永瑞,孙朋德. ActiveX 控件的编写和使用[J].科技信息(科学教研),2007:08.