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摘要
随着微生物检测行业的不断发展,手工处理数据和纸质保存数据的形式己经无法满足企业实验室业务发展的需求。不仅各部门人员之间的无法快速信息共享,客户也不能及时了解项目的进展。最重要的是,工作流中现有分配方式难以在复杂的情况下实现合理分配任务。因此,本文结合微生物检测实验室的业务需要,设计并开发了一套基于工作流的实验室信息管理系统。该系统依靠现代计算机网络技术,打破手工管理和现有任务分配方式的局限性,可以加强管理水平,提升工作效率和准确率,保持企业与客户紧密沟通,提高企业竞争力。本文的主要研宂内容如下:
(1)通过阅读大量文献了解国内外研究现状,并总结分析当前我国在信息管理系统中存在的问题,确定了论文研宄的主要内容。
(2)针对当前工作流中现有的任务分配方式无法适应项目并发、分样繁多、检测类型复杂的情况,综合考虑任务执行人的能力和负载因素,提出了基于任务数量均衡的任务分配方式和算法实现流程。由于任务数量并不能代替实际工作时间,因此通过历史工作记录预测任务完成时间,用于衡量执行人的工作负载,提出了基于时间均衡任务分配方式和算法实现流程。而实际中新入职人员不存在历史工作记录,本文通过模拟任务的方式获取历史记录,同时还能提高入职人员的熟练度。
(3)为测试几种算法的性能,通过仿真实验进行比较不同算法下执行人负载均衡程度标准差和完成总时间。实验结果表明,无论是在负载均衡的程度上还是在整体工作效率的提升上,基于时间均衡任务分配算法都要显着优于其他算法。
(4)分析了系统的需求,并对总体结构、各个模块功能和数据库结构进行了详细的设计。
(5)完成整个系统的开发实现,并对系统进行全面的测试,测试结果表明各项功能运行正常。自系统投入运营以来,运行良好,得到了企业的肯定。
该系统可以对实验室业务进行综合管理,提高检测实验工作效率,同时增进企业客户双方沟通,确保用户实时跟进项目进展,方便用户快捷获取样本报告和准确高效统计分析实验数据。
关键词：实验室信息管理系统;任务分配;工作流;信息共享;
Abstract
With the development of the microbiological testing industry, the form of manual data processing and paper-saving data have been unable to meet the needs of the business development of enterprise laboratories. Not only the information between departments can’t be quickly shared, but also customers can5t quickly and accurately know the progress of project. Most importantly, the existing distribution methods in workflows make it difficult to achieve reasonable distribution tasks in complex situations. Therefore, this paper designed and developed a set of laboratory information management system based on workflow in combination with the business needs of microbiology testing laboratory. The system relies on modern computer network technology to break the limitations of manual management and existing assignment methods. It can enhance management level? improve work efficiency and accuracy, maintain close communication between enterprises and customers, and enhance the competitiveness of enterprises. The main contents of this paper are as follows:
(1)Based on the research of domestic and foreign relevant literature, the existing problems in our country's information management system was summarized, and the main contents of the dissertation was determined.
(2)In order to solve the problem that the existing task assignment methods in current workflow can5t meet the needs of complicated, complicated and complex testing types, considering the capacity and load factors of task executors. In this paper, we considered the capacity and load factors of the task executor, the task allocation method based on the number of tasks and the algorithm implementation process are proposed. However, due to the fact that the number of tasks does not replace the actual working time, so we used the historical record to predict the task completion time that can be used to measure the workload of the executor. The task allocation based on time balance and the algorithm implementation process are proposed. In fact, there is no historical record of the newly recruited staff. In fact, there is no historical record of new recruits. In this paper, historical records are obtained through the simulation of tasks, and the proficiency of recruits is also improved.
(3)In order to test the performance of several algorithms, we compared the standard deviation of load balancing and the total time of completion under different algorithms through simulation experiment, the simulation experiments are used to compare the standard deviation of the load balancing degree and the completion time under different algorithms. The experimental results showed that the time-based task assignment algorithm is significantly better than other algorithms in terms of load balancing and overall work efficiency.
(4)The system requirements are analyzed, and the overall structure, the function of each module and the database structure are designed in detail.
(5)The system is completed and is tested in many aspects, the test results showed that the various functions are operating normally. Since the system was put into operation, it has run well and has been affirmed by the enterprises.
The system can comprehensively manage the laboratory business, improve the efficiency of testing experiments, enhance the communication between enterprise customers, ensure the users to know progress of projects in real time, facilitate the users to quickly obtain sample reports and accurately and efficiently analyze experimental data.
Keywords: laboratory information management system; task assignment; workflow; information sharing;
本文在LIMS和任务分配方式的研宄现状与理论的基础上,结合TK公司的具体办公业务流程与特点,采用Activiti5工作流技术控制业务流程,采用基于J2EE架构的STRUTS和SPRING框架简化开发流程,以B/S体系结构为设计方向,使用Mysql数据库为TK公司开发了一套符合其业务需求的实验室信息管理系统。
在功能的设计方面,本文使用了模块化设计方案,将系统主要划分两个大模块:办公自动化(0A)模块和企业客户管理平台(EMP)模块,分别面向企业操作人员和企业客户,同时大模块下又划分了多个小模块,这些模块内的功能包含了 TK公司的所有业务操作流程和实验室系统管理方案。能够实现所有的业务需求,从而为TK公司实现了信息化操作与管理,并利用Activiti5工作流技术可以帮助企业业务进行优化分工,规范操作人员整体的工作流程,提高企业整体工作效率。
本系统除了使用了模块化设计方案,在STRUTS、SPRING框架基础上上,还采用分层结构来设计LIMS,这样设计的好处是可以降低各层之间的耦合,提升系统整体的扩展性能和灵活性能。当然整个L1MS的编程代码支持开源,并且支持二次开发的接口,在通用性方面有很大优势,能适应于企业业务的不断发展,并且系统能够快速进行迭代,从而使得系统的具有极高的应用价值。
紧接着,针对目前工作流产品中基于角色直接分配任务的方式,导致任务执行人负载不均衡从而工作效率下降的问题,研宄设计了一种基于任务数量任务分方式,该算法综合考虑任务候选人的能力和负载情况,但这种分配方式负载均衡程度较低,导致整体工作效率低。因此,在此基础上,给出了改进的基于时间均衡任务分配模型。
最后,本文对LIMS的开发周期的各项工作做了详细的介绍,具体内容包括系统需求、详细设计、实现以及功能和性能测试等。
本文总共分成七个章节对基于工作流的LIMS进行介绍,详细内容如下:
第一章:绪论。介绍了 LIMS的背景、研究价值、国内外研宄现状以及技术路线。
第二章:相关技术概述。介绍了本文LIMS的关键技术,如控制流程使用的Activiti5工作流引擎,开发网页使用的分层框架:Struts2开源框架和Spring开源框架,动态页面开发技术JSP。最后阐述了工作流中常用的任务分配算法以及它们的优缺点。
第三章:基于负载均衡的任务分配方法研宄。本章主要针对工作流中基于角色直接分配算法由于负载不均衡导致工作效率下降问题展开研究,通过分析实际问题,研究设计了一种基于执行人的任务列表数均衡的任务分配模型算法,但是发现实际上存在缺陷,因此在此基础上改进后,设计了一种基于执行人完成时间均衡的任务分配模型算法。最后,通过实验,将两种模型算法与基于角色直接分配算法进行分析对比。
第四章:系统需求分析。本章首先对系统的用户人群进行了划分,然后详细介绍了系统业务需求,最后叙述了系统对性能和安全方面的要求。
第五章:系统设计。本章首先介绍系统的总体设计。然后对系统的各个模块进行了详细设计,接着针对系统的主要业务,采用时序图的方式进行相关设计,对应业务的需求设计了合理的数据库,主要从表的创建方式与主要表的结构方面进行了阐述。最后,从系统的异常的处理和缓存的设计方面做了详细的描述。
第六章:系统实现。本章首先是对系统主要模块的实现进行了详细的描述,接着详细描述如何实现Activiti5工作流的系统集成,从而对核心业务流程进行管理控制。最后,对系统的每个模块的功能和系统的性能进行了合理的测试。
第七章:总结与展望。
实验室信息管理系统测试：
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目录
摘要
Abstract
目录
第一章 绪论
1.1 论文背景及意义
1.1.1 课题背景
1.1.2 研究意义
1.2 国内外研宂现状
1.2.1 国外研宄现状
1.2.2 国内研宄状况
1.3 研究内容
1.3.1 研宄路线
1.4论文组织结构
第二章相关技术
2.1 工作流相关技术
2.1.1 BPMN2.0
2.1.2 Activiti5 工作流
2.2 J2EE简介
2.2.1 Struts2 开源框架
2.2.2 Spring 开源框架
2.2.3 JSP 技术
2.3 工作流中任务分配
2.3.1 工作流中常用的任务分配算法
2.4 本章小结
第三章LIMS任务分配算法研究
3.1 负载均衡任务分配算法概述
3.2 问题分析和问题模型定义
3.2.1 任务分配问题分析
3.2.2 任务分配模型介绍
3.2.3 问题模型定义
3.3 任务分配改进算法描述与实现
3.3.1 基于任务数量均衡的任务分配算法
3.3.2 基于时间均衡的任务分配算法
3.4 仿真实验分析
3.4.1 实验环境
3.4.2 实验数据及方法
3.4.3 实验结果
3.5 本章总结
第四章系统需求分析
4.1 系统概述
4.2 系统业务需求分析
4.2.1 核心业务需求
4.2.2 系统总体需求
4.2.3 系统细节需求
4.3 对非功能性的需求
4.3.1 系统性能需求
4.3.2 系统安全需求
4.4 本章总结
第五章 系统设计
5.1 系统总体结构设计
5.2 系统功能模块设计
5.2.1 样本委托功能模块设计
5.2.2 用户信息功能模块设计
5.2.3 客户主页功能模块设计
5.2.4 部门公共功能模块设计
5.2.5 部门拓展功能模块设计
5.2.6 权限管理功能模块设计
5.2.7 实验流程管理模块设计
5.3 系统主要时序图设计
5.3.1 用户登录时序图
5.3.2 样本提交时序图
5.3.3 报告査询时序图
5.3.4 页面迁移时序图
5.3.5 个人信息修改时序图
5.3.6 加入快捷入口时序图
5.3.7 实验流程管理时序图
5.3 数据库设计
5.3.1 数据表结构创建
5.3.2 主要数据表设计
5.4 异常处理与缓存设计
5.4.1 异常处理
5.4.2 缓存设计
5.5 本章小结
第六章系统实现与系统测试
6.1 开发环境
6.2 系统功能模块实现
6.2.1 用户登录功能实现
6.2.2 样品委托功能模块实现
6.2.3 用户信息功能模块实现
6.2.4 客户主页功能模块实现
6.2.5 部门公共功能模块实现
6.2.6 权限管理功能模块实现
6.3 系统Activiti5工作流实现
6.3.1 BPMN 建模
6.3.2 Activiti5与Spring的集成
6.3.3 流程控制的具体实现
6.4 系统测试
6.4.1 系统功能模块测试
6.4.2 系统性能测试
6.5 本章小结
第七章总结与展望
7.1 总结
7.2 展望
参考文献
攻读硕士期间的学术成果
致谢
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