實(shí)驗(yàn)室危險(xiǎn)化學(xué)品信息化閉環(huán)管理系統(tǒng)的構(gòu)建

劉大欣 胡偉 于春生 付明剛

關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)室安全；危險(xiǎn)化學(xué)品；信息化系統(tǒng)；閉環(huán)管理

0 引言

高校實(shí)驗(yàn)室在高等教育中不但是學(xué)生接受教育學(xué)習(xí)的重要場所，同時也是進(jìn)行科研探索的主要地點(diǎn)，是高質(zhì)量人才培養(yǎng)和國家創(chuàng)新體系的重要組成部分，在各個高校的“雙一流”建設(shè)中起著至關(guān)重要的作用。實(shí)驗(yàn)室的安全運(yùn)行既是對科研與教學(xué)的基本保障，也是對高等教育高效、可持續(xù)發(fā)展的有效支撐[1-2]。各類化學(xué)品，尤其是危險(xiǎn)化學(xué)品是實(shí)驗(yàn)室安全管理的重中之重，它直接關(guān)系到實(shí)驗(yàn)人員的生命安全，但同時也是實(shí)驗(yàn)室安全管理中的難點(diǎn)所在[3-4]。在危險(xiǎn)化學(xué)品的管理方法中，傳統(tǒng)的臺賬記錄被廣泛使用，但在實(shí)際操作中，由于人為因素的存在，始終存在著記錄不完整、賬目不合等問題，在危化品管理上存在著隱患[5]。

針對實(shí)驗(yàn)室危險(xiǎn)化學(xué)品管理中的諸多問題，采用信息化管理是一種有效的解決方法。信息化管理以現(xiàn)代信息技術(shù)為手段，對信息資源進(jìn)行計(jì)劃、組織、記錄、整理和控制?？梢酝ㄟ^簡便的遠(yuǎn)程信息獲取手段，快速收集和分析數(shù)據(jù)，提高了工作效率，也加強(qiáng)了不同環(huán)節(jié)之間的信息溝通能力[6]。尤其在信息化管理系統(tǒng)中可以便捷實(shí)施閉環(huán)管理，實(shí)現(xiàn)對危險(xiǎn)化學(xué)品的全流程可追溯，從根本上提升了管理的規(guī)范性和有效性。

1 實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有化學(xué)品管理中存在的問題

目前高校中涉及化學(xué)品的實(shí)驗(yàn)室，尤其是部分科研型實(shí)驗(yàn)室，由于研究方向眾多，需要使用多種危險(xiǎn)化學(xué)品，但是數(shù)量普遍偏少，各個實(shí)驗(yàn)室或科研團(tuán)隊(duì)的化學(xué)品存儲柜分散放置，有著“零、雜、少、散”的特點(diǎn)，目前在管理中大多存在著以下問題。

缺乏健全的管理體系。目前實(shí)驗(yàn)室的化學(xué)品管理模式，由于缺乏具有專業(yè)背景知識的管理人員，多數(shù)采用“以查代管”的模式，缺少針對學(xué)科特色的安全管理規(guī)定，現(xiàn)有規(guī)章制度可操作性不強(qiáng)。各實(shí)驗(yàn)室研究方向不同，實(shí)驗(yàn)人員只根據(jù)自身情況購買采購化學(xué)品，缺少統(tǒng)籌與規(guī)劃，存在著重復(fù)購買、超量購買以及超量存儲等情況。

信息化管理程度不足。實(shí)驗(yàn)室沿用手動記賬的管理模式，并未完全實(shí)現(xiàn)信息化操作，導(dǎo)致各種信息存在滯后性，且準(zhǔn)確度不高。危險(xiǎn)化學(xué)品在采購、入庫、存儲、使用以及報(bào)廢環(huán)節(jié)信息未互聯(lián)互通，易出現(xiàn)賬目不合。校級管理單位、院級管理單位、實(shí)驗(yàn)室管理員以及使用教師相互之間的記錄信息不能完全一致，所使用的手工臺賬更新緩慢。

閉環(huán)管理制度不健全?；瘜W(xué)品管理臺賬缺乏提示功能，對于化學(xué)品超量存儲、存儲期限等問題無法主動提示，存儲過期現(xiàn)象時有發(fā)生。部分實(shí)驗(yàn)室的指導(dǎo)教師安排學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)后，所用的危險(xiǎn)化學(xué)品尚有剩余。待學(xué)生畢業(yè)后，此化學(xué)品可能被長期遺忘，從而產(chǎn)生安全隱患。

2 信息化閉環(huán)管理系統(tǒng)的構(gòu)建

針對以上問題，結(jié)合當(dāng)前主流的信息化手段，構(gòu)建一套便捷實(shí)用的化學(xué)品信息化管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對危險(xiǎn)化學(xué)品全流程的閉環(huán)管理可有效降低化學(xué)品的管理風(fēng)險(xiǎn)。

信息化閉環(huán)管理系統(tǒng)的構(gòu)建，利用并結(jié)合已有的校方化學(xué)品采購審批系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)從化學(xué)品購買申請、采購、入庫、使用，直到報(bào)廢的全流程可追溯，并對過期化學(xué)品，超量化學(xué)品存儲等隱患進(jìn)行定期排查預(yù)警。其總體方案如圖1所示，可分為移動端信息管理系統(tǒng)和服務(wù)器端信息管理系統(tǒng)兩部分。由實(shí)驗(yàn)教師或?qū)W生從移動端信息管理系統(tǒng)發(fā)出各種申請，實(shí)驗(yàn)室管理人員對申請信息進(jìn)行審核，審核通過后，將各項(xiàng)信息錄入服務(wù)器端信息管理系統(tǒng)。服務(wù)器端管理系統(tǒng)用于存儲各種化學(xué)品信息，并根據(jù)申請情況對各項(xiàng)信息及時更新。同時服務(wù)器端管理程序還負(fù)責(zé)信息查詢、定期巡檢和自動預(yù)警功能。

2.1 移動端信息管理系統(tǒng)

移動端信息管理系統(tǒng)適用于移動式電子設(shè)備進(jìn)行快速操作，將常用功能設(shè)計(jì)為App小程序，以二維碼形式展現(xiàn)。實(shí)驗(yàn)教師或?qū)W生通過掃碼，進(jìn)入系統(tǒng)進(jìn)行各項(xiàng)信息的填寫。

1） 化學(xué)品采購。在移動端管理系統(tǒng)中，實(shí)驗(yàn)師生首先進(jìn)行化學(xué)品采購申請，功能截圖如圖2（a） 所示。在填寫采購申請時，需要詳細(xì)寫出采購化學(xué)品的名稱、濃度或純度、危險(xiǎn)類別、包裝規(guī)格、數(shù)量、生產(chǎn)廠家、用途以及存放位置。信息上傳后，實(shí)驗(yàn)室管理人員對申請信息進(jìn)行審核，審核通過后移動端管理系統(tǒng)自動通知師生進(jìn)行化學(xué)品采購，同時管理人員將申請信息錄入服務(wù)器端管理系統(tǒng)。如果采購信息有異常，實(shí)驗(yàn)室管理人員將對申請信息進(jìn)行駁回，實(shí)驗(yàn)師生可對采購信息進(jìn)行修改后重新上傳等待審核。采購申請和采購審核均在移動端進(jìn)行，并且信息實(shí)時推送，能夠提高工作效率。

2） 化學(xué)品入庫。實(shí)驗(yàn)師生完成化學(xué)品采購后，再次進(jìn)入移動端信息系統(tǒng)，將所采購的化學(xué)品信息進(jìn)行藥品入庫登記，功能截圖如圖2（b） 所示。登記信息包括化學(xué)品的名稱、濃度或純度、包裝規(guī)格、數(shù)量、生產(chǎn)廠家，同時需要錄入存放地點(diǎn)和過期時間，為后期的閉環(huán)管理提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

3） 化學(xué)品領(lǐng)用。實(shí)驗(yàn)師生在需要取用藥品時，可在進(jìn)入移動端管理系統(tǒng)后，提交領(lǐng)用申請，功能截圖如圖2（c） 所示。在申請中說明本次的實(shí)驗(yàn)名稱、所用化學(xué)品名稱、用量以及剩余庫存，同時為了保證取用危險(xiǎn)化學(xué)品“雙人雙鎖”的安全制度，需要雙人在紙張上進(jìn)行簽名后拍照，并將其上傳至申請系統(tǒng)，移動端管理系統(tǒng)在上傳時自動將照片的時間與位置信息以水印方式嵌入照片內(nèi)，易于過后檢索，同時防止使用過期簽名，提高了領(lǐng)用藥品時的安全性。

4） 化學(xué)廢棄物處理。實(shí)驗(yàn)師生在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)過程或完成全部實(shí)驗(yàn)后，可能產(chǎn)生一定的廢液廢物。如需處理化學(xué)品廢棄物，可進(jìn)入移動端管理系統(tǒng)，填寫廢液棄物處理申請，功能截圖如圖2（d） 所示。說明廢液廢物的性狀以及數(shù)量，實(shí)驗(yàn)室管理員在收到申請后，首先進(jìn)行匯總處置，統(tǒng)一安排專業(yè)人員進(jìn)行廢物處理。

此外，在移動端管理系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置了隱患上報(bào)功能，所有實(shí)驗(yàn)人員在日常工作學(xué)習(xí)中如果發(fā)現(xiàn)存在安全隱患，均可通過此功能進(jìn)行上報(bào)，實(shí)驗(yàn)室管理員根據(jù)隱患類型，及時進(jìn)行有效處置。

2.2 服務(wù)器端信息管理系統(tǒng)

移動端信息管理系統(tǒng)便于進(jìn)行信息上傳，但進(jìn)行信息匯總以及統(tǒng)計(jì)查詢時，操作復(fù)雜，難以在移動式電子設(shè)備上完成，而服務(wù)器端信息管理系統(tǒng)可以彌補(bǔ)這一不足。移動端管理系統(tǒng)上傳的危險(xiǎn)化學(xué)品申請信息，通過管理人員可以錄入服務(wù)器端管理系統(tǒng)，以數(shù)據(jù)庫方式進(jìn)行存儲與查詢。服務(wù)器端信息管理系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)如圖3所示。

1） 用戶管理。根據(jù)使用者的不同身份，對管理數(shù)據(jù)庫的用戶，包括實(shí)驗(yàn)室管理人員、實(shí)驗(yàn)操作人員、學(xué)生等，為不同用戶提供不同的權(quán)限級別。

2） 化學(xué)品信息管理功能。在進(jìn)行申請信息錄入時，服務(wù)器端管理程序?qū)⒏鶕?jù)藥品名稱對數(shù)據(jù)庫內(nèi)已有的藥品數(shù)量進(jìn)行比對。如果出現(xiàn)庫存藥品超量購買的情況，將提示管理人員。管理人員根據(jù)提示信息，及時反饋給采購申請師生，確認(rèn)是否存在藥品的重復(fù)購買，防止出現(xiàn)超量存儲危險(xiǎn)化學(xué)品。在藥品購買后進(jìn)行危險(xiǎn)化學(xué)品入庫登記時，實(shí)驗(yàn)室管理員將化學(xué)品信息錄入服務(wù)器端管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫中包含了化學(xué)品的名稱、CAS號、濃度、規(guī)格、生產(chǎn)廠家、負(fù)責(zé)教師、入庫時間、過期時間、存放位置，并生成一組編碼用于標(biāo)記此化學(xué)品。之后，服務(wù)器端管理系統(tǒng)將以上信息生成信息二維碼標(biāo)簽，經(jīng)打印后，粘貼于試劑瓶的瓶身上，便于隨時掃碼查看，也用于后期的數(shù)據(jù)庫更新。

3） 化學(xué)品使用管理功能。用于記錄化學(xué)品的使用情況，在收到領(lǐng)用申請以及廢物處理后，實(shí)驗(yàn)室管理員進(jìn)入服務(wù)器端管理系統(tǒng)，定期更新信息數(shù)據(jù)庫，包括領(lǐng)用人、藥品使用量、使用時間、實(shí)驗(yàn)用途等信息。這些信息可以幫助追蹤化學(xué)品的使用情況，確保實(shí)驗(yàn)室的安全操作，實(shí)現(xiàn)了化學(xué)品使用全流程可追溯。

4） 化學(xué)品安全信息查詢功能?？梢蕴峁┛焖俨樵兓瘜W(xué)品安全信息的接口，包括急救措施、緊急處置、安全數(shù)據(jù)表等信息，幫助實(shí)驗(yàn)室人員處理化學(xué)品相關(guān)的安全問題。同時，在瓶身上的二維碼信息中也加入快速處置信息，用于緊急情況下迅速掃碼查詢救治措施。

5） 化學(xué)廢棄物管理功能。記錄化學(xué)品廢棄物的種類、數(shù)量、處理方式等信息，確保廢棄物的合法和安全處理。同時記錄廢棄試劑瓶身上的二維碼，在數(shù)據(jù)庫中標(biāo)記報(bào)廢，完成化學(xué)品的整個生命周期。

2.3 閉環(huán)管理系統(tǒng)的構(gòu)建

對于實(shí)驗(yàn)室化學(xué)品信息化管理系統(tǒng)，只有實(shí)現(xiàn)從采購到報(bào)廢的全流程閉環(huán)控制，才能真正提高管理的安全性。而在服務(wù)器端信息管理系統(tǒng)中提供后臺監(jiān)控與定期巡檢功能，是實(shí)現(xiàn)閉環(huán)管理的有效手段。閉環(huán)管理系統(tǒng)將定期對危險(xiǎn)化學(xué)品信息數(shù)據(jù)庫進(jìn)行全局檢索，監(jiān)控在相同存儲地點(diǎn)的同類化學(xué)品存儲總量，依據(jù)化學(xué)品性質(zhì)，判斷有無超量存儲風(fēng)險(xiǎn)。閉環(huán)管理系統(tǒng)還將檢索并判斷化學(xué)品的過期時間，對于即將過期的化學(xué)藥品進(jìn)行提前預(yù)警，實(shí)驗(yàn)室管理人員及時告知藥品的負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)教師進(jìn)行安全處理。服務(wù)器端管理程序主界面如圖4所示。

2.4 信息化管理系統(tǒng)的開發(fā)環(huán)境

實(shí)驗(yàn)室化學(xué)品信息化管理系統(tǒng)根據(jù)應(yīng)用場景的差異，采用了移動端和服務(wù)器端相結(jié)合的系統(tǒng)構(gòu)架。移動端信息管理系統(tǒng)使用互聯(lián)網(wǎng)二維碼應(yīng)用平臺進(jìn)行設(shè)計(jì)。該平臺提供了模塊化控件與標(biāo)準(zhǔn)化功能，并提供了數(shù)據(jù)上傳接口，可以將掃碼后的填報(bào)信息自動上傳。移動端信息管理App采用了文本框、復(fù)選框等控件進(jìn)行組合設(shè)計(jì)，完成了化學(xué)品采購、入庫、領(lǐng)用以及報(bào)廢等程序界面的設(shè)計(jì)。

服務(wù)器端信息管理系統(tǒng)由于需要存儲大量的化學(xué)品信息以及臺賬數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)存儲的可靠性以及吞吐量有一定要求，因此使用了R4900 G3系列服務(wù)器作為硬件平臺。服務(wù)器端管理軟件以Visual Basic為基礎(chǔ)，通過ODBC（Open Database Connectivity） 方式連接到信息數(shù)據(jù)庫中，并使用SQL語句操作數(shù)據(jù)庫，完成了化學(xué)品信息的查詢、插入、更新、刪除等操作。

3 結(jié)束語

采用移動端與服務(wù)器端相結(jié)合的實(shí)驗(yàn)室危險(xiǎn)化學(xué)品信息化閉環(huán)管理系統(tǒng)，將快捷操作的采購申請、采購入庫、領(lǐng)用申請、廢物處理申請、緊急處置查詢等環(huán)節(jié)設(shè)置在移動端信息管理系統(tǒng)中，將化學(xué)品信息管理、使用管理、廢棄物管理、后臺監(jiān)控、定期巡檢等功能設(shè)置在服務(wù)器端信息管理系統(tǒng)中，在簡化操作的同時，實(shí)現(xiàn)了對化學(xué)品的閉環(huán)管理以及全程信息化。采用具有自動巡檢預(yù)警的閉環(huán)管理系統(tǒng)不僅提高了管理環(huán)節(jié)的安全性和管理效率，也實(shí)現(xiàn)了化學(xué)品全流程信息的可追溯，有效降低了實(shí)驗(yàn)室危險(xiǎn)化學(xué)品的管理風(fēng)險(xiǎn)。