大數(shù)據(jù)時(shí)代下的實(shí)驗(yàn)室變革

文/本刊記者 許歡

大數(shù)據(jù)已成為當(dāng)下繞不開的話題。大數(shù)據(jù)為實(shí)驗(yàn)室?guī)?lái)的改變是過(guò)去無(wú)法想象的。在2018實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)建設(shè)與運(yùn)營(yíng)管理高峰論壇上，上海瀚廣實(shí)驗(yàn)室裝備有限公司、德國(guó)威瑟曼國(guó)際總裁侯海峰，介紹了大數(shù)據(jù)時(shí)代對(duì)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)帶來(lái)的變革。

大數(shù)據(jù)的意義在于提純

近兩年各行各業(yè)都在談?wù)摯髷?shù)據(jù)和運(yùn)用大數(shù)據(jù)，很多公司及平臺(tái)也都建有數(shù)據(jù)庫(kù)。但侯海峰認(rèn)為，其實(shí)沒有人知道大數(shù)據(jù)要怎么做，但所有人都以為自己在做。大數(shù)據(jù)技術(shù)的意義不在于掌握龐大的數(shù)據(jù)信息，而是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行專業(yè)化處理和提純。

如果把大數(shù)據(jù)比作一項(xiàng)產(chǎn)業(yè)，那么它實(shí)現(xiàn)盈利的關(guān)鍵是提高數(shù)據(jù)加工能力，通過(guò)加工實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)增值。比如騰訊和阿里巴巴，都是有獲取大數(shù)據(jù)能力的公司，也都有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫(kù)，但這兩家公司數(shù)據(jù)并不兼容，也都需要及時(shí)量化、提純，篩選有價(jià)值的內(nèi)容。所以大數(shù)據(jù)的缺點(diǎn)是：量大，價(jià)值低，需要提純。

但大數(shù)據(jù)也有多樣性特點(diǎn)，如文字記錄、影像記錄、視頻記錄等，都是大數(shù)據(jù)的存在形式，這些數(shù)據(jù)每月的分享量能達(dá)到幾百億。雖然看起來(lái)很龐大，但篩選提純出真正有價(jià)值的信息比例微乎其微。而其速度之快，也被人為之稱道，比如過(guò)去辦理銀行貸款，信貸科人員要專門派人調(diào)查信用程度、有無(wú)還款能力等，需要花費(fèi)數(shù)月，即費(fèi)時(shí)費(fèi)力，也未必準(zhǔn)確。而現(xiàn)在支付寶只需調(diào)出數(shù)據(jù)，瞬間就能知道可否貸款。

侯海峰稱，傳感器數(shù)據(jù)，現(xiàn)在廣泛應(yīng)用于司法鑒定和刑事偵查。近兩年很多公安系統(tǒng)所建實(shí)驗(yàn)室，都結(jié)合了大數(shù)據(jù)。雖然大數(shù)據(jù)在安全領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，但仍不能兼容，有各自的防火墻，防火墻一旦受到侵入，里面所有數(shù)據(jù)都無(wú)效。

智能手機(jī)等移動(dòng)設(shè)備越來(lái)越普及，而其記錄的數(shù)據(jù)量和數(shù)據(jù)完整度，常優(yōu)于互聯(lián)網(wǎng)記錄的數(shù)據(jù)。而且，移動(dòng)設(shè)備上的軟件能夠追蹤和溝通無(wú)數(shù)事件，比如在敘利亞戰(zhàn)火紛飛時(shí)，華為通過(guò)在敘利亞所建基站，以大數(shù)據(jù)為源頭及時(shí)捕捉內(nèi)容，對(duì)戰(zhàn)爭(zhēng)進(jìn)行實(shí)時(shí)報(bào)道，都是通過(guò)大數(shù)據(jù)鏈條實(shí)現(xiàn)的。

最近中興通訊因違反美國(guó)政府制裁禁令，美國(guó)商務(wù)部已禁止中興通訊公司從美國(guó)市場(chǎng)上購(gòu)買零部件產(chǎn)品（包括高通芯片等），期限長(zhǎng)達(dá)7年。事實(shí)上，除了少數(shù)組裝零件是真正中國(guó)制造，大多數(shù)手機(jī)內(nèi)部構(gòu)件都是外國(guó)生產(chǎn)。而像中興和華為這樣的手機(jī)生產(chǎn)商，也都備有龐大的數(shù)據(jù)庫(kù)。但我國(guó)還存在核心的短板是“芯片”。 中國(guó)存儲(chǔ)芯片的制造幾乎空白，也在一定程度制約了通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

另外，射頻標(biāo)簽也被引用到實(shí)驗(yàn)室樣品和耗材管理上，包括實(shí)時(shí)入庫(kù)、前期入庫(kù)后進(jìn)行分樣，都是通過(guò)射頻標(biāo)簽?zāi)Ｊ綄?duì)產(chǎn)品進(jìn)行不限時(shí)跟蹤。它是一種無(wú)線通信技術(shù)，可以通過(guò)無(wú)線電訊號(hào)識(shí)別特定目標(biāo)并讀寫相關(guān)數(shù)據(jù)，無(wú)線電的信號(hào)是通過(guò)調(diào)成無(wú)線電頻率的電磁場(chǎng)，把數(shù)據(jù)從附在物品上的標(biāo)簽，上傳送出去，以自動(dòng)辨識(shí)與追蹤該物品。

大數(shù)據(jù)的價(jià)值在于挖掘

大數(shù)據(jù)的挖掘則是從大量數(shù)據(jù)中通過(guò)算法搜索隱藏信息的過(guò)程。數(shù)據(jù)挖掘通常與計(jì)算機(jī)科學(xué)有關(guān)，并通過(guò)統(tǒng)計(jì)、在線分析處理、情報(bào)檢索、機(jī)器學(xué)習(xí)、專家系統(tǒng)和模式識(shí)別等諸多方法實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)。

在侯海峰看來(lái)，談實(shí)驗(yàn)室大數(shù)據(jù)的挖掘，就不能不談實(shí)驗(yàn)室信息管理LIMS系統(tǒng)、樓宇智能化BIM系統(tǒng)、辦公自動(dòng)化和弱電系統(tǒng)。“ LIMS系統(tǒng)剛引入我國(guó)時(shí)，它的商業(yè)價(jià)值鏈非常高，且利潤(rùn)豐厚，后來(lái)清華的一位博士自行開發(fā)了一套LIMS系統(tǒng)以后，開始遍地開花，自此商業(yè)價(jià)值才慢慢縮水。我在做LIMS系統(tǒng)兩年以后，終止了這項(xiàng)事業(yè)。因?yàn)長(zhǎng)IMS系統(tǒng)更新升級(jí)特別快，需要強(qiáng)大的專業(yè)團(tuán)隊(duì)對(duì)LIMS系統(tǒng)進(jìn)行更新?lián)Q代。到目前為止，能夠完美地應(yīng)用一套LIMS系統(tǒng)的企業(yè)，少之又少?！?/p>

近幾年，未來(lái)的樓宇被人們認(rèn)為將會(huì)充滿各種智能設(shè)備，比如樓宇控制網(wǎng)絡(luò)中的傳感器、執(zhí)行器、閥門等都會(huì)是智能的，而樓宇的基礎(chǔ)設(shè)施能無(wú)縫隙將數(shù)據(jù)網(wǎng)和控制網(wǎng)連接起來(lái)，形成整體的樓宇網(wǎng)絡(luò)， 整體的樓宇網(wǎng)絡(luò)將成為未來(lái)樓宇控制的典范。

侯海峰稱，這也是未來(lái)實(shí)驗(yàn)室的發(fā)展趨勢(shì)。樓宇自控系統(tǒng)是智能弱電系統(tǒng)的核心，其中包括監(jiān)控照明控制系統(tǒng)、給排水控制系統(tǒng)、暖通空調(diào)系統(tǒng)、氣流控制系統(tǒng)、變配電控制系統(tǒng)，并采取三級(jí)控制方式。它是對(duì)整個(gè)弱電系統(tǒng)的監(jiān)控，包括照明的感應(yīng)以及暖通空調(diào)、氣流控制的三級(jí)控制模式，用圖形、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控接收和發(fā)送。只要通過(guò)手機(jī)進(jìn)入到系統(tǒng)里，即使人在北京，也能清楚地知道上海實(shí)驗(yàn)室的情況。

樓宇建筑環(huán)境的前期規(guī)劃，則采用一套不吊頂系統(tǒng)，它是大樓遇到了下水管是集中排放，上水管是集中輸送，而整棟樓里面沒有開下水管道，全部用力學(xué)原理統(tǒng)一配送到污水處理中心時(shí)所用；而對(duì)科創(chuàng)中心來(lái)說(shuō)，整個(gè)空間如果按照規(guī)范，它應(yīng)該是疊形的，三厘米三厘米往上疊；燈的感應(yīng)系統(tǒng)，則是沒有開關(guān)的，當(dāng)人進(jìn)入房間以后，通過(guò)人的感應(yīng)設(shè)定光度，這就是智能化結(jié)合了數(shù)據(jù)的感應(yīng)，通過(guò)速度輸送、感應(yīng)的方式，增加燈的亮度。

樓宇智能化系統(tǒng)BIM，就是前期對(duì)建筑生命周期，利用此系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)計(jì)算。在運(yùn)營(yíng)階段，BIM自動(dòng)化系統(tǒng)所提供的平臺(tái)，能減少人力成本，提高工作效率。但是BIM系統(tǒng)在同等項(xiàng)目、同等設(shè)計(jì)內(nèi)容及公式下，因所在區(qū)域不同，產(chǎn)生的數(shù)據(jù)也不一樣。比如在南北溫差較大的情況下，這點(diǎn)尤為明顯。因此在策劃階段，需要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)周邊環(huán)境進(jìn)行考察，對(duì)整個(gè)建筑環(huán)境進(jìn)行量化。而且需要有懂實(shí)驗(yàn)室工作流程的人，作為重要的設(shè)計(jì)師參與大樓BIM系統(tǒng)建設(shè)，而不是只懂軟件和圖形調(diào)整，這些都是比較簡(jiǎn)單的。

實(shí)驗(yàn)室建設(shè)通常有三種模式：一是在進(jìn)行前期量化設(shè)計(jì)時(shí)，大樓的功能是為項(xiàng)目及試驗(yàn)流程服務(wù)的，也就是說(shuō)，實(shí)驗(yàn)樓每個(gè)層高、管道及公共部分，完全是為滿足實(shí)驗(yàn)室功能所建；二是對(duì)建筑環(huán)境招商，樓是現(xiàn)成的，圍繞房子結(jié)構(gòu)和環(huán)境，把實(shí)驗(yàn)室所需功能裝進(jìn)來(lái)，利用現(xiàn)有建筑環(huán)境，來(lái)滿足未來(lái)實(shí)驗(yàn)室功能需求；三是現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)室使用幾年以后，增加了新項(xiàng)目，利用現(xiàn)有面積和現(xiàn)有公共職能，以及通風(fēng)、水電等一整套系統(tǒng)，進(jìn)行升級(jí)改造，最大化地滿足現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)室流程。

三種模式中，第一種是這幾年發(fā)展較快的趨勢(shì)，前期做方案蓋樓時(shí)，一定是先把實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)定下來(lái)，再按照設(shè)計(jì)來(lái)做，會(huì)比較科學(xué)。而且在將來(lái)建設(shè)過(guò)程中基本沒有誤差，就算有誤差，損失也最小。第二種比較危險(xiǎn)，因?yàn)檫@棟樓當(dāng)初設(shè)計(jì)并非按照實(shí)驗(yàn)室功能設(shè)定，改成實(shí)驗(yàn)室后，面積可達(dá)到5000或8000平方米，但公共職能部分難以滿足，特別是管道井一定會(huì)有缺陷。

大數(shù)據(jù)的未來(lái)會(huì)有挑戰(zhàn)

數(shù)據(jù)質(zhì)量比較低，管控能力不夠強(qiáng)，共享不夠暢通，數(shù)據(jù)集成度不夠，承載能力不足，建設(shè)設(shè)施有待完善，相關(guān)人才短缺，以上種種，便是大數(shù)據(jù)未來(lái)發(fā)展將面臨的挑戰(zhàn)。侯海峰說(shuō)，實(shí)驗(yàn)室大數(shù)據(jù)的關(guān)鍵技術(shù)是對(duì)數(shù)據(jù)分析技術(shù)，包括處理技術(shù)和展現(xiàn)技術(shù)。展現(xiàn)技術(shù)就是應(yīng)用，從市場(chǎng)角度來(lái)看，應(yīng)用至關(guān)重要。

科創(chuàng)中心是企業(yè)的靈魂，它不僅僅是創(chuàng)新，還要做到展示產(chǎn)品的優(yōu)越性、發(fā)展策略、提高數(shù)據(jù)質(zhì)量，做到行業(yè)共享。但實(shí)現(xiàn)這些卻很困難。未來(lái)不管5G還是8G，我認(rèn)為阿里巴巴和騰訊永遠(yuǎn)不能兼容，因?yàn)榧嫒菀院?，很多有價(jià)值的商業(yè)信息就暴露了，即使防火墻建得再完美，也沒有用。

實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)搭建的智能化工程，實(shí)際上集成了八大系統(tǒng)，而這八大系統(tǒng)是所有實(shí)驗(yàn)室前期規(guī)劃設(shè)計(jì)所離不開的，包括樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)、實(shí)驗(yàn)室氣流控制系統(tǒng)、能源管理系統(tǒng)、訪客系統(tǒng)、樣品管理系統(tǒng)、LIMS系統(tǒng)、辦公系統(tǒng)、消防系統(tǒng)。而所有數(shù)據(jù)都是通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的通信協(xié)議上傳到上位機(jī)系統(tǒng)，并在展示區(qū)內(nèi)對(duì)所有系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制展示，同時(shí)專門通過(guò)網(wǎng)絡(luò)購(gòu)買云空間，并委托第三方進(jìn)行大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和處理。第三方會(huì)定期提供有用的數(shù)據(jù)及分析結(jié)果。

此外，在樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，要用多少年回收投資成本，是非常關(guān)鍵的。訪客數(shù)據(jù)，是訪客系統(tǒng)的自助訪客終端，向到訪人員提供觸摸屏自助服務(wù)，錄入訪客的個(gè)人信息，可進(jìn)行語(yǔ)音通話或IP視頻通話，被訪公司確認(rèn)來(lái)訪者身份后，自助訪客終端即吐出訪客卡，完成訪客登記流程。另外，訪問(wèn)者的信息將永遠(yuǎn)留在數(shù)據(jù)庫(kù)里，只要訪問(wèn)過(guò)此系統(tǒng)進(jìn)行了信息登記都有記錄。包括語(yǔ)音視頻都永遠(yuǎn)留在系統(tǒng)里。

所以實(shí)驗(yàn)室相關(guān)管理研發(fā)人員，只要進(jìn)入了云端數(shù)據(jù)庫(kù)以后，即使人走了，此前的信息依然在。近幾年，國(guó)有大型企業(yè)對(duì)此非常注重，從前人走了數(shù)據(jù)也帶走了，現(xiàn)在人走數(shù)據(jù)不丟，解決了一直困擾國(guó)企的難題。