試論實(shí)驗室信息化系統建設研究論文
0引言
隨著(zhù)科技和社會(huì )的進(jìn)步，實(shí)驗室的發(fā)展規模和水平也在不斷提高，目前已發(fā)展成為規模大型化、結構綜合化、系統復雜化的實(shí)驗群體，實(shí)驗室管理工作趨于復雜化，對功能性、規范化的要求也更高，正逐步向信息化發(fā)展。信息化系統作為現代化管理思想和計算機網(wǎng)絡(luò )技術(shù)融合的一項應用技術(shù)，是利用物聯(lián)網(wǎng)、大數據等新技術(shù)，將實(shí)驗室內物與物、人與物、人與人進(jìn)行連接、互動(dòng)，方便地識別、管理、控制;最終實(shí)現量化管理對象和管理行為，完成計劃、組織、協(xié)調、服務(wù)、創(chuàng )新等職能的管理活動(dòng)和方法的總稱(chēng)，具有定量化、智能化、綜合化的特點(diǎn)。
本文以中車(chē)株洲電力機車(chē)有限公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)株機公司)實(shí)驗室建設為例，對實(shí)驗室信息化系統的建設進(jìn)行初步研究。
1實(shí)驗室信息化系統功能規劃
株機公司實(shí)驗室是CNAS認可的實(shí)驗室，主要從事軌道交通車(chē)輛的試驗驗證和研究，為軌道交通車(chē)輛技術(shù)研究和突破及產(chǎn)品評估和升級提供支撐。目前，株機公司申報建設的大功率交流傳動(dòng)電力機車(chē)系統國家重點(diǎn)實(shí)驗室獲得了國家科技部的正式批復，建成后，將擁有大型專(zhuān)業(yè)儀器裝備幾十臺套，試驗廠(chǎng)房面積近兩萬(wàn)平方米。實(shí)驗室信息化系統的建設，主要是適應實(shí)驗室技術(shù)水平不斷提高和業(yè)務(wù)量激增等形勢，提高試驗資源利用效率，充分挖掘和共享實(shí)驗室數據，為國家重點(diǎn)實(shí)驗室的建設和運行提供基本條件。
結合軌道交通車(chē)輛行業(yè)實(shí)驗室的特點(diǎn)和當前物聯(lián)網(wǎng)、大數據等新技術(shù)的發(fā)展水平，實(shí)驗室信息化系統應達到集成化的信息共享、規范化的試驗數據、圖形化的業(yè)務(wù)管控、自動(dòng)化的'試驗設備、智能化的試驗現場(chǎng)和可視化的數據處理等目的。
2實(shí)驗室信息化系統建設方案
基于以上規劃，實(shí)驗室信息化系統擬建設1個(gè)平臺、1個(gè)中心和3套系統，即實(shí)驗室數據管理平臺(以下簡(jiǎn)稱(chēng)TDM)、集中控制中心(以下簡(jiǎn)稱(chēng)集控中心)及試驗臺系統、看板系統和安防系統，TDM通過(guò)實(shí)現數據的交互和管理最終實(shí)現數據管理、量化管理、系統管理。
2.11個(gè)平臺
實(shí)驗室信息化系統的核心是TDM，即物理樣機設計驗證的管理平臺，圍繞“試驗”業(yè)務(wù)實(shí)現試驗數據的全生命周期管理。TDM主要參照ISO/IEC17025(15個(gè)管理要素和10個(gè)技術(shù)要素)和DAMA-DMBOK(數據管理知識體系職能框架)，通過(guò)貫穿試驗的“準備、執行、后處理”三個(gè)階段，達到對“試驗數據”和“試驗過(guò)程”的全面管理。
其中ISO/IEC17025標準中的管理要素從以下如組織、管理體系、文件控制、要求、標書(shū)和合同評審、檢測和校準的分包、服務(wù)和供應品的采購、服務(wù)客戶(hù)、投訴、不符合檢測/或校準工作的控制、改進(jìn)、糾正措施、預防措施、記錄控制、內部審核、管理評審等15個(gè)方面分別體現。
DAMA-DMBOK數據管理知識體系職能框架分別從數據架構管理、數據開(kāi)發(fā)、數據操作管理、數據安全管理、參考數據和主數據管理、數據倉庫管理、文檔和內容管理、元數據管理、數據質(zhì)量管理實(shí)現對數據的管理。
TDM組成主要包括三部分：應用系統、應用工具、集成接口。整個(gè)應用系統是按照“平臺+應用”的方式進(jìn)行建設。應用系統中主要包括基礎軟件平臺、應用子系統、應用數據(公共數據+擴展數據)、總體業(yè)務(wù)以及門(mén)戶(hù)展現。在基礎平臺中提供了試驗數據管理的基本功能，結合實(shí)際的業(yè)務(wù)管理需求，可以搭建各種不同的應用子系統。這樣可以滿(mǎn)足建立統一標準的數據應用，同時(shí)也可以滿(mǎn)足各試驗室自身對試驗數據的管理要求。
這樣的配置降低了對客戶(hù)端計算機的配置需求;數據全部保存在服務(wù)器端，保障了數據的安全性并實(shí)現了實(shí)時(shí)共享;可以保證系統方便地升級和維護。
2.2一個(gè)中心和三套系統
集控中心是實(shí)驗室物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應用的一個(gè)載體，得益于以太網(wǎng)通訊、樓宇智能化控制等技術(shù)的發(fā)展，通過(guò)多個(gè)網(wǎng)絡(luò )交換機將實(shí)驗室先進(jìn)的試驗設備、安防攝像頭、安防門(mén)禁控制器、語(yǔ)音調節器、燈光/窗簾動(dòng)作控制器、消防系統等有機地集成為一體，實(shí)現統一監控和管理，提高工作效率。
集控中心的以太網(wǎng)絡(luò )布置如圖4所示，劃分為試驗臺設備視頻數據網(wǎng)絡(luò )、試驗臺監控數據網(wǎng)絡(luò )、辦公數據網(wǎng)絡(luò )、安防網(wǎng)絡(luò )。其中試驗設備攝像頭通過(guò)試驗設備視頻數據網(wǎng)絡(luò )匯總實(shí)驗室各處試驗現場(chǎng)的視頻信號;試驗設備通過(guò)試驗臺監控數據網(wǎng)絡(luò )上傳設備使用狀態(tài)、安全狀態(tài)、水/電能耗等數據;安防攝像頭、門(mén)禁控制器通過(guò)安防網(wǎng)絡(luò )匯總安防監控畫(huà)面、人員出入情況。
集控中心的視頻數據網(wǎng)絡(luò )拓撲如圖5所示，視頻綜合管理平臺同時(shí)接收來(lái)自試驗臺設備視頻數據網(wǎng)絡(luò )、安防網(wǎng)絡(luò )的H.264格式流媒體信號，同時(shí)還接收來(lái)自試驗臺控制、測試終端電腦的DVI信號，通過(guò)中控系統統一管理，最終投影至集控中心大屏幕。
3結束語(yǔ)
實(shí)驗室信息化系統是一門(mén)融合了物聯(lián)網(wǎng)、大數據等新興技術(shù)的交叉應用，能夠簡(jiǎn)化實(shí)驗室管理程序，提高工作效率，保證信息的共享。當然其作為一種管理手段，如果不能和行之有效的管理制度相結合就不會(huì )起到應有的效果。但不容置疑的是實(shí)驗室信息化管理是當今的趨勢和未來(lái)的方向，只有緊跟時(shí)代步伐，不斷地將新的管理理念和管理技術(shù)投入到實(shí)驗室的管理實(shí)踐中，才能夠促進(jìn)實(shí)驗室的發(fā)展，為企業(yè)的生產(chǎn)、科研提供更好的服務(wù)，創(chuàng )造更多的價(jià)值。
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