基于云计算服务的配电设备检测实验室管理系统设计和实现.docxVIP

摘?要：

实验室管理系统（LaboratoryInformationManagementSystem，LIMS）是统一调度实验室资源并控制实验流程的软件系统。现结合流行的云存储和云计算技术，设计了一套云端部署的LIMS，以支持灵活可靠的资源管理、流程控制功能以及智能化的统计分析、缺陷诊断功能。与传统LIMS相比，基于云平台的LIMS具有用户友好、安全可靠、扩展灵活等优点，在部署便捷性和实验数据的分析能力方面具有显著优势。

关键词：

云平台；配电开关；实验室管理

中图分类号：TM714

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引言

配网开关及其控制器是配电网中的重要设备，保障了居民和工商业用电的稳定性。为了提升配电设备的运行可靠性，需要在设备上网运行前送交实验室抽检，并在运行中定期检测，当设备出现故障时，还需要通过一系列的检测排查缺陷。这些检测任务都需要借助实验室管理系统（LaboratoryInformationManagementSystem，LIMS）集中管理人员、设备、数据资源，并规范检测流程。

传统的LIMS功能主要集中于实验数据的记录和设备信息的管理，不关注实验数据的共享和智能化分析。早期的LIMS可追溯到20世纪60年代的集中式结构系统，以大中型IBM计算机为中央主机，通过星型拓扑连接采集终端，完成简单的仪器控制、数据采集和结果输出等功能。随着个人计算机的普及，20世纪八九十年代开始出现基于服务器/客户端架构的分布式体系架构，并支持多用户、多任务并行以及简单的图形绘制、工作计划安排和数理统计分析功能。近十年来，以美国的STARLIMS为代表的应用层/业务层/数据层互相独立的三层逻辑结构逐渐成为LIMS的主流架构。该系统由软件厂商提供可靠的数据层和底层业务逻辑，并支持用户自主拓展业务层和顶层应用，实现系统功能的灵活配置。

然而，传统的LIMS存在如下缺陷：1）软件功能模块臃肿，配置烦琐；2）缺乏完善的权限控制体系和网络安全机制，难以通过互联网共享实验数据；3）软件缺乏开放性，难以借助其他分析工具提升数据分析能力。近年来兴起的云存储和云计算技术为弥补传统LIMS的不足提供了解决思路。一方面，商用的存储服务供应商为实验数据提供存储和数据安全服务，不必占用系统的自由存储空间；另一方面，云计算服务可以为实验数据的统计分析、智能诊断与决策提供充足的计算资源。此外，前后端分离的软件架构，可以整合先进的前端框架如Vue.js、Angular等，使得用户无须安装专门的管理软件，只在浏览器中访问指定的页面即可完成LIMS的所有管理功能。

本文基于云存储和云计算服务，提出了一种新型的配电设备检测实验室管理系统。该系统基于ISO/IEC17025设计，将配电开关的型式实验、到货抽检和故障诊断等流程集中统一管理，跟踪记录实验人员的工作痕迹，确保每项检测任务均符合质量规定完成[5]。本文章节1介绍了管理系统的整体设计，章节2介绍了系统的资源管理功能，包括人员、仪器、被试设备、测试任务及数据的管理，章节3介绍了管理系统的流程控制和统计分析功能，章节4介绍了系统的具体实现，最后一节为本文结论。

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系统整体架构

基于云服务的LIMS由云实体存储、云计算和接口层三部分组成，如图1所示。

如图1所示，云实体存储主要负责系统的资源管理功能，包括人员的工作量统计、合同管理、档案管理，实验仪器的采购、维护、监控、报废，被试设备的送检、排期以及实验任务的登记、审核、反馈等。云计算层依托容器技术（Docker），完成实验数据的统计分析、被试设备的智能诊断以及实验流程的合规监控等。而接口层则承担本系统与使用者及其他应用程序交互的功能，其中功能页面包括登录页面、实验任务申请工单、实验数据录入表单、实验任务状态查询及统计与分析页面等；文件接口为输出TXT、CSV、XML等标准格式文件，供其他分析程序使用；短信与邮件用于向实验人员及上级领导汇报实验进度和结果。

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实验资源管理

实验资源管理是系统中实体存储的主要功能，所涉及的资源实体包括人员、仪器、设备、工单、供应商及实验数据。对于各项实体，都需要根据实际需求，设计合理的增删查改逻辑，配备相应的操作权限与数据备份机制，以确保数据的完整性与安全性。

2.1

实验人员管理

如图2所示，实验人员的管理逻辑涵盖了人员的入职、培训、工作、考核与离职的各个环节。其中，入职与离职流程由实验单位人事部门负责，管理实验人员的工作合同与档案材料。入职完成后，应由部门组织上岗培训，并由主管填写考核成绩。考核通过后，方可正式开展实验工作。

系统将记录每位实验人员的所有工作技能及近期任务，向技能匹配、时间充足的人员分配新的检测任务，并规定开始和截止日期。对实验人员的考核以月为周期，考察人员的出勤情况及实验任务完成量。

2.2

测试仪器管理

测试仪器的管理包含仪器