使用VB對(duì)實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)信息管理系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)

王仲昭/上海市紡織科學(xué)研究院

0 引言

實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)的產(chǎn)生是隨著分析測(cè)試儀器自動(dòng)化程度的提高、實(shí)驗(yàn)室規(guī)模與處理能力的擴(kuò)大而逐步出現(xiàn)的。20世紀(jì)80年代初，大規(guī)模集成電路的普及使得儀器的自動(dòng)化水平大大增強(qiáng)，進(jìn)而實(shí)驗(yàn)室單位時(shí)間內(nèi)所能完成的測(cè)試任務(wù)大大增加，這就對(duì)實(shí)驗(yàn)室的管理提出了新的要求。同時(shí)隨著計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理能力及數(shù)據(jù)吞吐量的極大提高，采用計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)來(lái)自動(dòng)管理實(shí)驗(yàn)室成為可能。

通過(guò)近幾年的信息化建設(shè)，國(guó)內(nèi)大部分實(shí)驗(yàn)室都配備了自己的局域網(wǎng)系統(tǒng)，各種計(jì)算機(jī)設(shè)備的配置也都是很高檔的。但是運(yùn)行于網(wǎng)上的軟件系統(tǒng)卻沒(méi)有。這就形成了這樣一種局面：實(shí)驗(yàn)室花大量經(jīng)費(fèi)建好局域網(wǎng)后卻不知道拿它來(lái)干什么。隨著全球經(jīng)濟(jì)一體化進(jìn)程的加快，國(guó)家在大力提倡、資助各行業(yè)的信息化進(jìn)程，可以說(shuō)目前國(guó)內(nèi)實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)市場(chǎng)處于一種天時(shí)、地利、人和的最佳時(shí)機(jī)。

1 開(kāi)發(fā)目標(biāo)

實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)就是利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、快速數(shù)據(jù)處理等來(lái)對(duì)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行全方位管理的計(jì)算機(jī)軟、硬件系統(tǒng)。通過(guò)它，實(shí)驗(yàn)室可以達(dá)到自動(dòng)化運(yùn)行、信息化管理和無(wú)紙化辦公的目的，做到檢測(cè)申請(qǐng)管理、實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)管理、后勤管理以及檢測(cè)報(bào)告的自動(dòng)生成、管理。實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)在取代傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室管理后，對(duì)實(shí)驗(yàn)室提高工作效率、降低運(yùn)行成本起到至關(guān)重要的作用。

2 可行性分析

2.1 市場(chǎng)調(diào)查

西方發(fā)達(dá)國(guó)家的實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)市場(chǎng)在20世紀(jì)90年代就已經(jīng)完全打開(kāi)，現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)已經(jīng)成為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)詞匯被廣為接受。國(guó)內(nèi)實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)在20世紀(jì)90年代開(kāi)始為人們所知曉，并在石油化工等行業(yè)得到了一些初步推廣，但總的來(lái)說(shuō)還遠(yuǎn)沒(méi)有達(dá)到普及的程度。這當(dāng)然也受到了各種條件的制約：體制、觀念、經(jīng)費(fèi)等。

目前市場(chǎng)上主要的實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)軟件是英國(guó)實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)公司(LabSystems)開(kāi)發(fā)的，其軟件被公認(rèn)為是世界上功能較強(qiáng)大，也是應(yīng)用最廣泛的實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)軟件。其主要特點(diǎn)是操作方便，新的軟件版本都使用了人性化的IE界面，可與Oracle 數(shù)據(jù)庫(kù)等多種數(shù)據(jù)庫(kù)捆綁銷(xiāo)售，時(shí)時(shí)數(shù)據(jù)管理，并提供數(shù)據(jù)的安全保證和在線技術(shù)支持。這類(lèi)軟件在功能性能各方面都具有很大的優(yōu)勢(shì)，不過(guò)價(jià)格不菲。許多大型儀器供應(yīng)商都與他們合作開(kāi)發(fā)了可與其儀器配套的管理系統(tǒng)。近幾年國(guó)內(nèi)的一些軟件開(kāi)發(fā)商也注意到了這個(gè)巨大的市場(chǎng)，各自開(kāi)發(fā)出了不少信息管理軟件。主要使用VB與C/S架構(gòu)。雖然價(jià)格很具誘惑性，但功能和兼容性與進(jìn)口軟件相比還有些不足。

2.2 技術(shù)可行性

本文所討論的系統(tǒng)主要以檢測(cè)信息的分析、數(shù)據(jù)的傳遞和匯總、報(bào)告的生成及倉(cāng)庫(kù)的管理作為重點(diǎn)。其他人員管理、質(zhì)量管理可在將來(lái)的升級(jí)版本中加入。為了解決數(shù)據(jù)庫(kù)的集成和方便的可視化界面的問(wèn)題，在軟件技術(shù)上決定采用VB+ACCESS的組合，不僅兼容性好，對(duì)硬件的要求比較低，而且由于對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬的要求不高，可以做到信息的高速傳輸。在硬件技術(shù)上，決定統(tǒng)一使用HP品牌的服務(wù)器和商用機(jī)，和家用機(jī)相比，商用機(jī)穩(wěn)定性和兼容性都能經(jīng)受考驗(yàn)。網(wǎng)絡(luò)方面使用CISCO的路由器和支持VLAN的交換機(jī)，其可靠的硬件防火墻可以將網(wǎng)絡(luò)風(fēng)險(xiǎn)降到最低，VLAN技術(shù)可以將管理部門(mén)和實(shí)驗(yàn)室劃分在不同的廣播域，能確保網(wǎng)絡(luò)的流暢不中斷。

2.3 經(jīng)濟(jì)可行性

不少市場(chǎng)上的實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)僅僅軟件部分就需要幾萬(wàn)元來(lái)購(gòu)買(mǎi)，且不算上軟件日后升級(jí)的費(fèi)用，包括硬件的總花費(fèi)超過(guò)20萬(wàn)元以上。本系統(tǒng)由于采用VB+ACCESS的組合，軟件上幾乎將費(fèi)用降到了最低，所以在硬件上更考慮了穩(wěn)定和兼容性，采用知名品牌公司的設(shè)備，服務(wù)器G5 1臺(tái)，商用機(jī)10臺(tái)，激光打印機(jī)4臺(tái)，企業(yè)級(jí)路由器1臺(tái)，交換機(jī)4臺(tái)，內(nèi)部網(wǎng)線插座已經(jīng)布好?？偨?jīng)費(fèi)控制在10萬(wàn)以內(nèi)?？紤]到以上因素，實(shí)驗(yàn)室自行開(kāi)發(fā)小型經(jīng)濟(jì)實(shí)用簡(jiǎn)單的信息管理系統(tǒng)也是可行的。

3 業(yè)務(wù)及功能分析

主業(yè)務(wù)流程包括：申請(qǐng)管理，檢測(cè)管理，采購(gòu)管理。

本系統(tǒng)的主要功能是實(shí)驗(yàn)室信息化管理?？蛻粝葘z測(cè)申請(qǐng)?zhí)峤唤o申請(qǐng)管理。申請(qǐng)管理將檢測(cè)項(xiàng)目匯總給檢測(cè)管理進(jìn)行分類(lèi)統(tǒng)計(jì)，檢測(cè)管理對(duì)一系列客戶的申請(qǐng)進(jìn)行分類(lèi)后，將每個(gè)項(xiàng)目所需要用到的試劑和所有信息提交給實(shí)驗(yàn)員。

實(shí)驗(yàn)員按系統(tǒng)顯示的信息到試劑倉(cāng)庫(kù)領(lǐng)取試劑，并對(duì)來(lái)樣進(jìn)行分析。檢測(cè)完成后將信息傳送給檢測(cè)管理進(jìn)行匯總和審查，將最終結(jié)果信息傳送給申請(qǐng)管理，提交客戶。

試劑由試劑倉(cāng)庫(kù)統(tǒng)一管理，若有缺貨，自動(dòng)通知采購(gòu)部去供應(yīng)商處采購(gòu)。

4 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

4.1 HIPO（圖 1）

圖1 實(shí)驗(yàn)室的信息管理系統(tǒng)

4.2 IPO（圖 2、3）

圖2 檢測(cè)申請(qǐng)管理1.0

圖3 檢測(cè)管理2.0

4.3 實(shí)體集

實(shí)體：客戶，項(xiàng)目，實(shí)驗(yàn)員，試劑 ，供應(yīng)商，采購(gòu)員。

1）各自屬性

客戶：客戶編號(hào)，客戶姓名，聯(lián)系地址，聯(lián)系電話 ；

項(xiàng)目：項(xiàng)目編號(hào)，測(cè)試項(xiàng)目名稱(chēng)，項(xiàng)目狀態(tài)，建立日期，接收日期，完成日期，備注；

實(shí)驗(yàn)員：工號(hào)，姓名，職稱(chēng)；

試劑：試劑編號(hào)，試劑名，規(guī)格，數(shù)量；

供應(yīng)商：供應(yīng)商編號(hào)，供應(yīng)商名稱(chēng)，聯(lián)系地址，聯(lián)系電話；

采購(gòu)員：工號(hào)，姓名，職稱(chēng)。

2）實(shí)體間的聯(lián)系

1對(duì)N：客戶與項(xiàng)目；

N對(duì)M：項(xiàng)目與實(shí)驗(yàn)員，項(xiàng)目與試劑，實(shí)驗(yàn)員與試劑，試劑與供應(yīng)商，試劑與采購(gòu)員，采購(gòu)員與供應(yīng)商。

4.4 E-R 關(guān)聯(lián)（圖 4）

圖4 E-R關(guān)聯(lián)

1）客戶（客戶編號(hào)，客戶姓名，聯(lián)系地址，聯(lián)系電話）；

2）項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)，客戶編號(hào)#，測(cè)試項(xiàng)目名稱(chēng)，項(xiàng)目狀態(tài)，建立日期，接收日期，完成日期，備注）；

說(shuō)明：客戶編號(hào)是項(xiàng)目引入的外鍵，表示申請(qǐng)關(guān)系。

3）實(shí)驗(yàn)員（工號(hào)，姓名，職稱(chēng)）；

4）檢測(cè)（項(xiàng)目編號(hào)#，工號(hào)#，項(xiàng)目狀態(tài)，接收日期，完成日期，備注）；

說(shuō)明：兩個(gè)外鍵作為主鍵，表示多對(duì)多的檢測(cè)關(guān)系。

5）試劑（試劑編號(hào)，試劑名，規(guī)格，數(shù)量）；

6）領(lǐng)用（項(xiàng)目編號(hào)#，工號(hào)#，試劑編號(hào)#，規(guī)格，數(shù)量）；

說(shuō)明：三個(gè)外鍵作為主鍵，表示多對(duì)多的三元領(lǐng)用關(guān)系。

7）采購(gòu)員（工號(hào)，姓名，職稱(chēng)）；

8）供應(yīng)商（供應(yīng)商編號(hào)，供應(yīng)商名稱(chēng)，聯(lián)系地址，聯(lián)系電話）；

9）采購(gòu)（工號(hào)#，供應(yīng)商編號(hào)#，試劑編號(hào)#，規(guī)格，數(shù)量）；

說(shuō)明：三個(gè)外鍵作為主鍵，表示多對(duì)多的三元采購(gòu)關(guān)系。

5 設(shè)計(jì)

5.1 開(kāi)發(fā)環(huán)境

軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境：VB6.0 ACCESS 2003

VISUAL BASIC是由MICROSOFT公司開(kāi)發(fā)的程序設(shè)計(jì)軟件，是一種高級(jí)編程語(yǔ)言，可以設(shè)計(jì)用戶界面和編寫(xiě)程序代碼。VISUAL BASIC向程序員提供圖形對(duì)象和控件進(jìn)行應(yīng)用程序的界面設(shè)計(jì)和程序設(shè)計(jì)，提供了很大的方便。

ACCESS是MICROSOFT公司的另外一款軟件，是OFFICE中的重要組成部分，能與OFFICE中其他軟件和SOL SERVER進(jìn)行無(wú)障礙的溝通。相對(duì)其他數(shù)據(jù)庫(kù)軟件，ACCESS的使用簡(jiǎn)單明了。

軟硬件要求：PIII以上微機(jī)，256MB內(nèi)存，VGA顯示器，40G 硬盤(pán)，WINDOWS 2000/XP，IE6.0。

5.2 程序間的聯(lián)系（見(jiàn)表1）

表1 程序間的聯(lián)系

5.3 模塊的設(shè)計(jì)

5.3.1 登陸模塊

由于不同部門(mén)的用戶有著不同的權(quán)限，本系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)將注冊(cè)的用戶自動(dòng)分配到其所在的部門(mén)，先將注冊(cè)好的用戶名和密碼的字段存放在數(shù)據(jù)庫(kù)中，用戶登陸時(shí)輸入的用戶名和密碼放在兩個(gè)緩存中，從數(shù)據(jù)庫(kù)中把與輸入的用戶名相匹配的取出，沒(méi)有則顯示“無(wú)此用戶”；若有則比較輸入的密碼，錯(cuò)誤則顯示“密碼錯(cuò)誤”；若正確則根據(jù)其在數(shù)據(jù)庫(kù)中已分配好的權(quán)限顯示內(nèi)容和可操作內(nèi)容。

5.3.2 檢測(cè)申請(qǐng)管理模塊

這部分模塊以錄入表的形式將客戶的信息、檢測(cè)的項(xiàng)目進(jìn)行匯總，并在設(shè)計(jì)時(shí)考慮了輸入錯(cuò)誤和輸入不完整的情況，因此添加了判別語(yǔ)句，只有全部輸入完整才能保存，并且聯(lián)系電話一欄中用ASCII碼限制了只能輸入數(shù)字。本模塊也設(shè)計(jì)為自動(dòng)顯示倉(cāng)庫(kù)里試劑的情況，使銷(xiāo)售及時(shí)知道此檢測(cè)項(xiàng)目能否立即實(shí)施。錄入完整后客戶信息自動(dòng)保存在客戶數(shù)據(jù)庫(kù)中。

5.3.3 檢測(cè)管理模塊

實(shí)驗(yàn)員登陸系統(tǒng)后可以選擇接收菜單接收所有項(xiàng)目列表，包括未接收的和已經(jīng)完成的，也可以選擇管理菜單管理實(shí)驗(yàn)員。點(diǎn)擊項(xiàng)目列表中的項(xiàng)目后可查看其詳細(xì)內(nèi)容。打開(kāi)未接收項(xiàng)目可以通過(guò)按接收按鈕將此項(xiàng)目接收并開(kāi)始測(cè)試，并根據(jù)提示領(lǐng)取必要的試劑。若試劑短缺，則暫不能接收，在接收并測(cè)試完成后錄入測(cè)試結(jié)論并提交。

5.3.4 試劑管理模塊

試劑管理根據(jù)倉(cāng)庫(kù)情況更改試劑狀態(tài)并發(fā)送缺貨單通知采購(gòu)管理，更改的結(jié)果會(huì)同步顯示在銷(xiāo)售部門(mén)和實(shí)驗(yàn)室的界面上。

5.3.5 采購(gòu)管理模塊

采購(gòu)管理模塊可以接收來(lái)自試劑管理的缺貨單進(jìn)行采購(gòu)，也可以對(duì)采購(gòu)員和供應(yīng)商進(jìn)行管理。

5.4 局域網(wǎng)設(shè)計(jì)

考慮到此系統(tǒng)將來(lái)的擴(kuò)展性，局域網(wǎng)部分使用VLAN分割為三個(gè)廣播域，分別分配給市場(chǎng)客服部(192.168.0.1 網(wǎng)段 )，實(shí)驗(yàn)室（192.168.1.1 網(wǎng)段），倉(cāng)庫(kù)(192.168.2.1網(wǎng)段)，防止廣播風(fēng)暴和不必要的沖突。

6 測(cè)試

本測(cè)試使用了單元測(cè)試（表2）。對(duì)軟件規(guī)格說(shuō)明、設(shè)計(jì)和編碼進(jìn)行最后的復(fù)審，盡可能發(fā)現(xiàn)軟件中潛在的錯(cuò)誤。

經(jīng)過(guò)多次詳細(xì)的系統(tǒng)測(cè)試，發(fā)現(xiàn)并改正了一些系統(tǒng)BUG，并通過(guò)測(cè)試提高了穩(wěn)定性和易用性。

7 結(jié)語(yǔ)

本系統(tǒng)是在對(duì)各類(lèi)LIMS的理解基礎(chǔ)上，著重設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)室測(cè)試與采購(gòu)的整個(gè)過(guò)程，由于有多年實(shí)驗(yàn)室工作的經(jīng)驗(yàn)，更增加了許多人性化設(shè)計(jì)并盡量簡(jiǎn)化一些不常用的功能。整個(gè)系統(tǒng)有效、簡(jiǎn)單、不易出錯(cuò)。但此系統(tǒng)畢竟是在VB+ACCESS的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的，功能性和擴(kuò)展性相對(duì)比較差，因此增加其可升級(jí)性和功能拓展性是未來(lái)必須面對(duì)和解決的問(wèn)題。

表2 單元測(cè)試

[1] 張虹主編. 軟件工程與軟件開(kāi)發(fā)工具[M]. 北京：清華大學(xué)出版社，2004.

[2] 齊治昌，譚慶平，寧洪. 軟件工程，2版[M]. 北京：高等教育出版社，2004.

[3] 元萊濱. VISUAL BASIC程序設(shè)計(jì)[M]. 北京：清華大學(xué)出版社，2006.