２０ｌ１年第１期 ｓｃｉ 。删ｔ Ｒｅｓ。 文章编号：１０００—７６９５（２０１１）０ｌ一０１９１—０４ 基于Ｃ／Ｓ和Ｂ／Ｓ的水产科研管理信息系统的设计与建立 方 辉 ，韩 刚 ，徐竹青 ，刘英杰 ，庄志猛 ，李纯厚４，张小亮 （１．中国水产科学研究院，北京１００１４１； ２．中国海洋大学，山东青岛 ２６６００３； ３．中国水产科学研究院黄海水产研究所，山东青岛２６６０７１； ４．中国水产科学研究院南海水产研究所，广东广州 ５１０３００） 摘要：科研管理信息系统是现代科研管理的发展趋势。介绍了中国水产科学研究院科研管理现状及其院所布局， 通过对ＵＳ和Ｂ／Ｓ模式的优缺点的对比，确定了Ｃ／Ｓ与Ｂ／Ｓ相结合的体系结构并给出了其网络拓扑结构图；对 科研管理信息系统的功能需求进行了分析，基于此对系统功能模块进行划分；根据系统开发环境，对系统开发 过程中的关键技术进行了研究。 关键词：Ｃ／Ｓ；Ｂ／Ｓ；科研管理；信息系统 中图分类号：ＴＰ３１５ 文献标识码：Ａ Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ Ｅｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔ ｏｆ Ｆｉｓｈｅｒｙ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ Ｂａｓｅｄ Ｏｉｌ Ｃ／Ｓ ａｎｄ Ｂ／Ｓ ＦＡＮＧ Ｈｕｉ ，ＨＡＮＧ Ｇａｎｇ ，ＸＵ Ｚｈｕｑｉｎｇ ，ＬＩＵ Ｙｉｎｇｊｉｅ ，ＺＨＵＡＮＧ Ｚｈｉｍｅｎｇ ，ＬＩ Ｃｈｕｎｈｏｕ ，ＺＡＨＮＧ Ｘｉａｏｌｉａｎｇ （１．Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｆｉｓｈｅｒｙ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １００１４１，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｏｃｅａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｃｈｉｎａ，Ｑｉｎｇｄａｏ ２６６００３，Ｃｈｉｎａ； ３．Ｙｅｌｌｏｗ Ｓｅａ Ｆｉｓｈｅｒｉｅｓ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｆｉｓｈｅｒｙ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｑｉｎｇｄａｏ ２６６０７ １，Ｃｈｉｎａ； ４．Ｓｏｕｔｈ Ｃｈｉｎａ Ｓｅａ Ｆｉｓｈｅｒｉｅｓ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｆｉｓｈｅｒｙ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ．Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ ５ １ ０３００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｓｃｉｅｎｔｉｉｆｃ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｔｒｅｎｄ ｏｆ ｍｏｄｅｒｎ ｓｃｉｅｎｔｉｉｆｃ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ．Ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｔｈｅ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｓｔａｔｕｓ ａｎｄ ｌａｙｏｕｔ ｏｆ Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｆｉｓｈｅｒｙ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ；Ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ Ｃ／ Ｓ ａｎｄ Ｂ／Ｓ ｍｏｄｅ，ｉｔ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ Ｃ／Ｓ ａｎｄ Ｂ／Ｓ ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ，ａｎｄ ｇａｖｅ ｉｔｓ ｎｅｔｗｏｒｋ ｔｏｐｏｌｏｇｙ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ；Ｉｔ ａｎａ— ｌｙｚｅｄ ｔｈｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ，ａｎｄ ｄｉｖｉｄｅｄ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｍｏｄｕｌｅ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｏｆ ｓｙｓｔｅｍ，ｉｔ ｈａｄ ａ ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｔｈｅ ｋｅｙ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｃ／Ｓ；Ｂ／Ｓ；ｓｃｉｅｎｔｉｉｆｃ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ；ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ １ 前言 分布在全国的１２个省（市）。院所两级管理结构及 地域分布广泛的特点使得我院科研管理工作面临信 近年来，随着计算机技术和网络技术的迅猛发 息量处理集中、难以体现整体性和连续性等问题。 展，信息时代已悄然而至，然而使用纸质材料进行 如何对现有科研管理工作加以重新规划和组织，建 手工式管理和使用ｗｏｒｄ／Ｅｘｃｅｌ文件进行单机式管理 立网络化的科研管理信息系统，实现科研管理工作 的传统科研管理模式依然广泛存在，利用信息技术 的“全过程管理”，提高科研管理水平和效率，更 建立管理信息系统，实现科研管理的科学化、系统 好地为全院科研工作服务，是该院科研管理部门的 化、规范化和信息化，减少工作量，提高工作效率， 一项迫切任务。 促进科研信息共享已经成为科研管理的大势所趋。 中国水产科学研究院是国家级水产科研机构， ２体系结构研究与设计 担负着全国渔业重大基础、应用研究和高新技术产 ２．１ Ｃ／Ｓ模式与Ｂ／Ｓ模式 业开发研究的任务，全院现有海区研究所３个、流 目前流行的两种科研管理信息系统的模式是： 域研究所４个、专业研究所２个、增殖实验站４个 Ｃ／Ｓ（Ｃｌｉｅｎｔ／Ｓｅｒｖｅｒ，客户端／服务器）模式和Ｂ／Ｓ 及院部共ｌ４个单位，与地方共建了５个研究机构， （Ｂｒｏｗｓｅｒ／Ｓｅｒｖｅｒ）模式。其中，Ｃ／Ｓ模式是采用局 收稿日期：２０１０—０６—１８，修回日期：２０１０—０８—１０ １ ９２ 方辉等：基于Ｃ／Ｓ和Ｂ／Ｓ的水产科研管理信息系统的设计与建立 域网连接进行操作的二层结构，如图１所示，具有 处理速度快、数据存取安全、网络通信量小等优点， 同时其也存在跨平台性差、缺乏开放性、维护升级 不便、资源冗余度大等缺点；Ｂ／Ｓ模式是以Ｗｅｂ技 术为基础的三层结构，如图２所示，具有维护升级 性，便于建立内部局域网，同时为了提高系统 的处理速度，确保数据存取安全，降低系统的网络 通信量，在各研究所内采用Ｃ／Ｓ模式。 基于此，该院科研管理信息系统将采用Ｂ／Ｓ与 Ｃ／Ｓ结合的模式开发：其中院所两级采用基于互联 方便、用户界面一致、良好的开放性和可扩展性。 客户端 客户端 客户端 图１ Ｃ／Ｓ模式结构图 客户端 客户端 客户端 图２ Ｂ／Ｓ模式结构图 ２．２体系结构的设计 通过对Ｃ／Ｓ和Ｂ／Ｓ模式的优缺点分析，并结合 该院科研管理的特点，最终确定采用Ｃ／Ｓ和Ｂ／Ｓ模 式相结合的方案，取长补短、交叉并用。选择上述 方案的理由如下： （１）科研管理信息系统正朝着具有良好的开放 性、易于维护升级、便于扩展等方向发展。Ｂ／Ｓ模 式所采用的标准是经过标准化组织确定的通用标准， 具有良好的开放性，且Ｂ／Ｓ模式的客户端使用通用 浏览器即可，维护升级只需在服务器端进行，并且 该模式的三层结构模块之问相对，任一模块的 维护、扩展，其他模块均不受影响。 （２）该院实行院所两级管理结构，且院所地域 分布广泛，这就使得基于内部局域网的Ｃ／Ｓ模式无 法在全院范围内使用，而基于Ｗｅｂ技术的Ｂ／Ｓ模式 则能够方便地实现院所之间的互联互通和数据信息 共享。 （３）各研究所作为科研工作的主体具有相对的 网的Ｂ／Ｓ模式开发，充分体现“浏览器／服务器” 模式轻便、高效、稳定的特点；所内（所一研究 室）采用Ｃ／Ｓ模式开发，体现“客户机／服务器” 模式功能强大、安全性高的特点。其网络拓扑结构 如图３所示 白 图３ 科研管理信息系统网络拓扑结构图 ３系统功能设计 ３．１ 系统功能需求分析 科研管理信息系统以实现全院科研工作的“全 过程管理”，建立网络化科研管理信息系统为总体目 标，以科研管理流程整合优化、科技统计分析全面 系统为原则，建立以“课题立项一计划执行一成果 培育一成果奖励”为统一流程的管理方式，并自动 生成用户所需的各类报表。 ３．２ 系统功能模块 根据系统需求，将该院科研管理信息系统划分 为四大模块，分别为：科研管理、办公管理、统计 分析和系统维护，系统功能模块图如图４所示，各 模块的功能如下： （１）科研管理：建立全院科技项目库、科研成 果库、仪器设备库、知识产权库、著作论文库、专 家人才库及标准规范库，实现全院科研管理相关数 据及信息材料的汇总和保存，以便对科研管理中的 事务进行管理。 （２）办公管理：实现日常办公管理的功能，包 括文件登记、领导批示、归档记录以及科研经费管 理、检索查询、打印输出等。 （３）统计分析：实现对系统内各项数据的简单 和组合查询，依据选取数据生成各类统计报表，包 方辉等：基于Ｃ／Ｓ和Ｂ／Ｓ的水产科研管理信息系统的设计与建立 １９３ 括线图、直方图和饼图，从而实现信息查询和发布。 （４）系统维护：实现对用户密码及权限的管 理；以特定的格式的ＴＸＴ或Ｅｘｃｅｌ文件实现数据的 导入导出。 科研计划 项目申报、管理、验收 赖，用于编码标准化，提高各层逻辑的复用性，从 而达到分散关注、松散耦合和标准定义等目的。系 统软件架构如图５所示。 一一一一一一一一一一一一一一一一一 科研管理 信息系统 一一一一一一一一～一一一一办公管 日常管理常用功能，如查询、打印等 统计分 统计分析、绘图指标、绩效评估等 维护升级、数据导入导出、用户管理等 图４科研管理信息系统功能模块图 ４ 系统开发及关键技术 ４．１ 系统开发环境 科研管理信息系统的开发环境进行如下配置： 选择Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ Ｗｉｎｄｏｗｓ ２０００ Ｐｒｏｆｅｓｓｉｏｎａｌ作为操作系 统，选择具有完善而强大数据处理功能的Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ ＳＱＬ Ｓｅｒｖｅｒ ２０００作为数据库管理系统，Ｗｅｂ服务器 选择Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ ＩＩＳ ５．０以上版本，开发工具选择Ｍｉ— ｃｒｏｓｏｆｔ Ｖｉｓｕａｌ Ｓｔｕｄｉｏ．ＮＥＴ ２００３，建模工具选择Ｂｏｒ— ｌａｎｄ Ｔｏｇｅｔｈｅｒ ｆｏｒ ＶＳ．ＮＥＴ，源代码管理选择Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ Ｖｉｓｕａｌ ＳｏｕｒｃｅＳａ￣，单元测试模块选择ＮＵｎｉｔ。 ４．２ 系统开发中的关键技术 （１）软件架构的设计 根据该院院所之间地域分布广泛的特点，分布式 科研管理信息系统采用分层式结构，分为三层，自上 而下分别为：用户表示层、业务逻辑层、数据持久层。 １）用户表示层：为客户提供应用服务的图形界 面，帮助用户理解和高效定位应用服务； ２）业务逻辑层：封装与系统关联的应用模型， 执行应用策略和封装应用模式，将封装的模式呈现 给客户应用程序。 ３）数据持久层：进行关系数据库到对象数据库 的转换，访问、维护和更新数据，实现同数据库服 务器的通信。 采取上述分层式结构可以降低层与层之间的依 一一如何使Ｃ／Ｓ模式下的所内数据库内的数据能与 一 图５系统软件架构 （２）数据库设计及数据同步 Ｂ／Ｓ模式下院部数据库内的数据一一对应，相互关 联是实现数据一致的关键。为了实现院所两级数据 的一致，Ｃ／Ｓ模式下数据表中采用ＩＤ和ＩｎｓｌＤ两列 联合作为主键，其中ＩＤ列是每条数据在Ｃ／Ｓ系统内 的唯一标识，ｌｎｓＩＤ列用于区分数据的来源地；同 时，管理信息系统在数据创建时随机生成一个ＧＵＩＤ （全局统一标识符），该数据ＧＵＩＤ是一台机器上生 成的字符序列，其具有相对同一时空中所有机器的 唯一性。在将Ｃ／Ｓ系统中的数据同步至Ｂ／Ｓ系统数 据库的过程中，系统根据ＧＵＩＤ对数据进行识别， 并执行相应操作。 系统的数据同步采取自动备份和管理员备份相 结合的方式，对于重要、须及时更新的数据由管理 员进行手动备份，同步至院部服务器；对于一般数 据按照系统设定的备份周期自动备份，同步至院部 服务器 ５ 结语 本文所设计的水产科研管理信息系统已经上线 运行，目前运行稳定，科研管理信息系统的使用大 大减少了该院各级科研管理人员的繁杂劳动，显著 提高了科研管理效率和水平，实现了全院科研管理 的科学化、系统化、规范化和信息化，为全院科研 管理和决策提供了重要依据，具有重要的应用价值。 参考文献： ［１］朱征宇高校科研管理信息系统的设计与实现［Ｊ］．盐城工学 院学报：自然科学版，２００８（４）：３５—３７ ［２］罗汉洋．基于Ｗｅｂ的高校科研管理信息系统的分析与设计 ［Ｊ］．科技管理研究，２００４（５）：１２２—１２３． ［３］王从东，葛涛．基于Ｉｎｔｅｒｎｅｔ的高校科研管理信息系统的构建 ［Ｊ］．安徽理工大学学报：自然科学版，２００６（１）：２７—３２． （下转第２０８页） 一２０８ 刘清等：一种考虑可靠度约束的单设备集成维护模型 （２）生产调度模型优化结果。 经过对染色体的解码，工件的最优加工顺序为： Ｉ，。一ｔ， 一 一 一 一 ，最小总生产成本为 ３ ８９２．５。 （３）预防性维护与生产调度的集成模型优化 结果 表２集成模型最优结果 策是相互关联的，集成模型是寻求两者的一个平衡 点，更符合实际生产情况。算例分析了可靠度约束 对最优维护次数和工件加工顺序的影响，发现加入 可靠度约束后，维护间隔变短，最优维护次数变多， 工件加工顺序也不相同，总成本相应变大。本文研 究成果不仅具有较大理论价值，而且可操作性很强， 便于应用。下一步研究可考虑单设备多部件和多设 备集成维护模型，以及设备维护和质量控制的集成。 参考文献： ［１］Ｃ Ｒ ＣＡＳＳＡＤＹ，Ｅ ＫＵＴＡＮＯＧＬＵ．Ｍｉｎｉｍｉｚｉｎｇ ｊｏｂ ｔａｒｄｉｎｅｓｓ ｕｓｉｎｇ 在无可靠度约束的情况下，工件最优加工顺序 为 一 一厶一厶一 一ｌ， ，不同于考虑生产调 度的最优结果，在加工期内不需要施行ＰＭ，最小总 成本为１ ４０４．４；在可靠度约束下，工件的最优加工 顺序为Ｊ：一Ｊ 一Ｊ 一Ｊ３一Ｊ 一Ｊ ，与考虑生产调 度以及不考虑可靠度的集成模型的最优结果都不相 同，最小总成本为３ ００５．９，并且求得Ｙ…＝０，Ｙ ０，Ｙ［３］＝０，ｙ［４］＝１，Ｙ［５］＝０，ｙ『６］＝１，即最优维 护次数为２次，分别在加工＾、 前实施，这与独 立考虑维护时求得的最优维护次数和最优维护顺序 ＝ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｐｒｅｖｅｎｔｉｖｅ ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ ｐｌａｎｎｉｎｇ ａｎｄ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ ［Ｊ］．ＩＩＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ，２００３，３５（６）：５０３—５１３． ［２］Ｇ Ｈ ＧＲＡＶＥＳ，Ｃ Ｙ ＬＥＥ．Ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ ａｎｄ ｓｅｍｉｒｅｓｕｍ— ａｂｌｅ ｊｏｂｓ ｏｎ ａ ｓｉｎｇｌｅ ｍａｃｈｉｎｅ［Ｊ］．Ｎａｖ．Ｒｅｓ．Ｌｏｇｉｓｔ，１９９９，４６ （７）：８４５—８６３． ［３］Ｃ Ｒ ＣＡＳＳＡＤＹ，Ｅ ＫＵＴＡＮＯＧＬＵ．Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｎｇ ｐｒｅｖｅｎｔｉｖｅ ｍａｉｎｔｅ— ｎａｎｃｅ ｐ１ａｎｎｉｎｇ ａｎｄ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ ｆｏｒ ａ ｓｉｎｇｌｅ ｍａｃｈｉｎｅ［Ｊ］． ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ，２００５，５４（２）：３０４—３０９． ［４］Ｊ Ｈ ＬＩＭ，Ｄ Ｈ ＰＡＲＫ．Ｏｐｔｉｍａｌ ｐｅｒｉｏｄｉｃ ｐｒｅｖｅｎｔｉｖｅ ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ ｓｃｈｅｄｕｌｅｓ ｗｉｔｈ ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｆａｃｔｏｒｓ ｄｅｐｅｎｄｉｎｇ ｏｎ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｐｒｅｖｅｎ— ｔｉｖｅ ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅｓ［Ｊ］．Ａｓｉａ—Ｐａｃｉｆｉｃ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌ Ｒｅ． ｓｅａｒｃｈ，２００７，２４（１）：１１１—１２４． 是不一样的 ４结论 ［５］卓明良，潘尔顺，廖雯竹，等．基于可靠度的周期性预防 维护模型研究［Ｊ］．工业工程与管理，２００９，１４（１）：６２—６５． 本文在可靠度的约束下构建了生产调度和设备 预防性维护计划的集成维护模型，引人改善因子以 描述设备预防性维护后的状态。采用遗传算法对算 例进行优化的结果表明，集成维护模型与单独的决 策模型的最优决策不一样，生产调度与设备维护决 作者简介：刘清（１９８５一），女，江西宜春人，硕士研究生，主要研究方 向为人员调度、免疫遗传算法、系统维修决策。郑仲（１９５７一）， 女，天津塘沽人，教授，主要研究方向为人素工程与管理、计算机 应用。 （责任编辑：陈夏） （上接第１９３页） ［４］郎青，冯亮，夏雪．基于三层构架的科研管理信息系统［Ｊ］． 计算机时代，２００５（５）：２４—２５． ［９］郭剑毅，申立中，马桂芳，等．基于Ｃ／Ｓ与Ｂ／Ｓ的高校科研管 理信息系统的设计与实现［Ｊ］．计算机工程与应用，２００３ （１）：２１２—２１４． ［５］叶忠文，张学先．基于．ＮＥＴ的高校科研管理信息系统的设计 与实现［Ｊ］．嘉应学院学报：自然科学，２００５（３）：７１—７３． ［６］杨雪梅，林端宜．科研管理信息系统（ＭＩＳ）现状［Ｊ］．中华 医学科研管理杂志，２００４，１７（４）：２１９—２２２． ［７］朱晓丹．科研管理信息系统的构建［Ｊ］．哈尔滨工业大学学报： 社会科学版，２００９，Ｉ１（４）：１１０—１１４． ［８］刘鹏，宋为，万俊．基于Ｃ／Ｓ与Ｂ／Ｓ架构的科研项目管理系统 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