化工實驗室智能化管理改革方案設計

陶溪 梅松 趙彬

摘要：文章針對鹽城工學院化工實驗中心現狀，闡述了現代智能化實驗室管理的內在需求，構想出一種智能化管理系統設計總體方案，提出了管理軟件平臺設計，具有很強的實際應用意義。

關鍵詞：化工實驗室；智能化管理；平臺設計

1 緒論

近年來，越來越多的高校實驗室已朝著資源集約化的模式靠近，“開放實驗室”、“資源共享”、“創新實驗”已是高校實驗室建設發展的必然趨勢和必經模式。[12]儀器、設備、實驗用房等如何集中管理以及怎樣發揮其最高效的效用，對各高校實驗室的管理者、領導者提出了更迫切的要求，相應地，這就要有創新的管理藝術和管理宏圖來適應高校教學、科研和對外服務的需求。[34]

鹽城工學院化工實驗中心（Chemical laboratary center）于2004年秋成立，隸屬于化學化工學院，實驗中心分成以教學和科研為主的實驗室，其中，以教學為主的實驗室由化學工程與工藝、制藥工程、應用化學三個專業實驗室組成，擁有原子吸收分光光度計、紫外可見分光光度計、電化學工作站、紅外光譜儀、氣相色譜和液相色譜儀等大型分析儀器。本文從實驗室管理的角度提出了面向校級實驗室智能化管理改革方案，該方案在提高實驗室的管理水平、推進實驗室向學生開放、提高實驗室運行的安全保障系數、減輕實驗室工作人員的工作負擔等方面具有很強實際應用意義。

2 化工實驗室現狀分析

化學工程與工藝實驗室面積共416平方米，由化工原理實驗室、化工專業方向實驗室、精細化工實驗室三部分組成。

（1）化工原理實驗室。化工原理實驗室承擔化學工程與工藝、應用化學、制藥工程、環境工程、食品工程、輕化工程、高分子工程等專業的化工原理實驗，擁有流體力學、傳熱、傳質等各種教學和科研裝置20余套，是同類實驗室中，化工單元操作實驗裝置種類較齊全的實驗室之一。

（2）化工專業實驗室。化工專業實驗室主要開設化工熱力學實驗、化學反應工程實驗、分離傳遞過程實驗以及綜合實驗課程，同時可為化學工程專業的學生畢業論文和教師科研提供必要的實驗場所。

（3）精細化工實驗室。精細化工實驗室主要開設精細化學品工藝實驗、化學設計性實驗、精細化學品課程實驗、有機合成實驗、有機合成新方法、精細化工專業綜合實驗、藥物合成綜合實驗、應用化學綜合實驗、現代化學綜合實驗等實驗課程，可承擔化學工程與工藝專業學生畢業論文和相應地教師科研工作。

3 化工實驗室智能化管理需求分析

（1）教學、科研一體化的綜合公共服務平臺需求。教學相長、教研相長”，堅持以學科建設為龍頭，堅定人才培養和科技創新的主體地位，緊密地把管理和服務兩條主線結合起來，實驗中心的管理核心是以人為本，為教學和科研提供高品質高效率的服務，保證所服務的主題對象即學生、教師和科研人員能當家作主。制訂適用于本校主體實驗室最為合理有效的短、中、長期發展規劃，來達到公共資源的科學與合理、公開與透明、高效與權責，最終地真正達到它的本質屬性—服務性。

（2）實驗室智能管理與服務需求。實驗室智能管理與服務需求主要包括：實驗樓的信息管理、實驗室的信息管理、開放計劃的信息管理。實驗樓的信息管理是能夠保證各實驗樓的基本信息。實驗室的信息管理是能夠維護各實驗室的基本信息，實驗室內每個座位的wifi模塊通過IP地址和端口號連接服務器。實驗室的座位圖可以隨時隨機產生，符合實際的座位分置狀況。開放計劃管理是完成對開放的計劃進行調制，管理人員可以實事求是地根據需求在任意時間段開放一個或多個實驗室，來提供各專業各層次學生進行實驗的預約。

（3）實驗室設備管理智能化管理需求。實驗室設備智能化管理的基本需求是能夠錄入設置的基本信息、所屬的類型、庫存多少、剩余個數等內容。設備的采購、借出、維修、報廢都要如實地填寫信息登記表，生成分解細化的表單和詳細表單的各類記錄，模塊要能夠對逾期未歸還或者庫存不足的設備產生預警作用；表單數據可直接導出所需的各項信息也可實現快速的査詢功能。

4 智能化系統管理方案設計

4.1 智能化化工實驗室系統總體設計

計算機軟件技術、智能卡技術和網絡技術是智能化管理實驗室的三大核心技術。為了能夠讓高科技在實驗室中暢通無礙地運轉，我們提出了如下方案。首先應以與時俱進的管理理念為導向，來縮短實驗室管理中存在的繁瑣冗長的復雜流程，以實現對實驗室安全使用的全過程管控、提高其工作效率及提升對外服務的能力。然后精簡凝練易耗品及化學試劑的采購方案、統一調配儀器設備的使用及維修，進一步降低成本，提高利用率；對實驗室進行管控提供有效的數據；最后應提高管理人員自身對業務的熟知程度和監管能力，保證實驗設備穩定有序進行，藥品計劃清晰詳盡，各類教學科研活動的正常開展。

4.2 智能化化工實驗室系統管理軟硬平臺設計

化工實驗室系統管理軟件平臺主要涵蓋了各種子系統：實驗室開放、教學與管理，數據采集與分析等。各種子系統都應配置其相應的功能模塊，按照約定好的計劃、分批分層次培訓、預約排隊與審核、教學課件視頻資源共享、日常維護與修整、實時監控與督促、反饋與校驗、考勤與等級、信息封存與打包等不同主線以及不同系列程序完成其使命。相對應地，系統硬件平臺也包含了各類特殊的子系統，最主要有三種：門禁控制、電源控制管理和視頻監控系統。例如，門禁刷卡的授權、密碼規范的準入規則。分配隊列與座位，突然斷電等安保裝置措施。

5 總結

“化工實驗室智能管理系統”建設是未來高校實現智能化管理的發展必然趨勢，也符合高校教師、實驗室管理人員、科研工作者、在校大學生的實際工作學習需求。此外，化工實驗室智能管理可有效實現對實驗室“資源再利用、管理再優化、監控更高效”的目標，為實現新工科背景下化工類學科的“雙一流”建設提供了技術保障。

參考文獻：

[1]馬紫燕.基于web的化學實驗室器材管理系統的設計與實現[D].北京工業大學，2016.

[2]徐飛，白林，趙國虎，等.高校化學實驗教學中心的智能化管理[J].甘肅高師學報，2016，21（9）：4345.

[3]楊柏松，劉飛，陳金鵬，等.基于ZigBee無線傳感網絡的實驗室智能管理系統[J].自動化與信息工程，2017，38（1）：2328.

[4]李南薇，白衛東，劉功良，等.高校實驗室建設與管理新模式的探索[J].廣東化工，2017，44（4）：135.