高校實驗室儀器設(shè)備管理與智能化結(jié)合的應(yīng)用

【摘" 要】 新時期背景下，智能化技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用為高校實驗室管理工作帶來了全新的發(fā)展路徑，能夠?qū)ΜF(xiàn)有實驗室儀器設(shè)備管理系統(tǒng)進行優(yōu)化改進，以此打造高效、安全、便捷的智能管理體系，實現(xiàn)對各項儀器設(shè)備的智能化管理。基于此，本文首先對高校實驗室儀器設(shè)備管理與智能化結(jié)合的必要性進行了闡述，隨后對智能化建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)分析，包括RFID技術(shù)、智能門禁技術(shù)、UWB定位技術(shù)以及多端聯(lián)動技術(shù)等，以此對實驗室儀器設(shè)備出入庫、保存、維護等環(huán)節(jié)進行智能化管理，希望通過本次研究為存在相似情況的高校實驗室管理提供一定幫助。

【關(guān)鍵詞】 高校；實驗室儀器；設(shè)備管理；智能化

一、高校實驗室儀器設(shè)備管理與智能化結(jié)合的必要性

（一）提高管理效率

對高校實驗室現(xiàn)有儀器設(shè)備管理系統(tǒng)進行智能化改進，能夠為不同管理人員與角色開展儀器設(shè)備管理工作提供便捷幫助。如儀器設(shè)備的借用登記、掃碼盤點、入庫登記、日常檢查、報表制作和導(dǎo)出等功能的設(shè)計，進一步優(yōu)化了現(xiàn)有管理系統(tǒng)，通過新增移動設(shè)備端管理功能提高管理操作的便捷性，提高了實驗室儀器設(shè)備管理效率。同時，依據(jù)智能化管理系統(tǒng)會顯著降低人工操作時導(dǎo)致的管理失誤現(xiàn)象發(fā)生概率。

（二）降低管理成本

基于智能化技術(shù)能夠提高高校實驗室儀器設(shè)備管理的智能化、自動化發(fā)展需求，將各種先進技術(shù)應(yīng)用到管理系統(tǒng)中，對現(xiàn)有管理系統(tǒng)中的儀器設(shè)備信息不完整、信息記錄不及時、盤點工作復(fù)雜繁瑣、借用歸還流程不規(guī)范、信息數(shù)據(jù)核對失誤率較高以及維修養(yǎng)護工作難度大等問題起到有效的幫助作用，能夠大幅度縮減工作周期，減少人力與物力資源的消耗，從而幫助高校實現(xiàn)降低管理成本的目的。

（三）提高設(shè)備安全性

二維碼、RFID技術(shù)和室內(nèi)定位技術(shù)等智能化技術(shù)的應(yīng)用，可實現(xiàn)對高校實驗室內(nèi)儀器設(shè)備的精準(zhǔn)定位與狀態(tài)查看。利用可視化圖形的方法將各項儀器設(shè)備位置明確，并將其基本情況直觀清晰地展示出來，幫助管理人員加強對各種類儀器設(shè)備的認(rèn)知與管理水平。針對實驗室內(nèi)儀器設(shè)備的進出轉(zhuǎn)移操作，利用生物識別、差錯警告、視頻監(jiān)控等權(quán)限控制技術(shù)進行管理，實現(xiàn)對儀器設(shè)備流動全過程的有效監(jiān)督管理，形成完成的閉環(huán)，進而降低管理風(fēng)險。

（四）推動智能化發(fā)展

對實驗室儀器設(shè)備的管理系統(tǒng)展開智能化建設(shè)，需要結(jié)合高校實驗室自身實際發(fā)展需求將各種智能化技術(shù)科學(xué)合理地融入其中，其中包括軟件和硬件設(shè)備的建設(shè)，實現(xiàn)對高校實驗室管理系統(tǒng)的全面優(yōu)化。探索適合高校實驗室具體發(fā)展需求的智能化管理模式，通過示范性的功能推動其他環(huán)節(jié)的管理智能化建設(shè)，為高校實驗室管理工作提供決策幫助，以此推動智能化發(fā)展。

二、高校實驗室儀器設(shè)備管理智能化的關(guān)鍵技術(shù)分析

（一）RFID技術(shù)

RFID技術(shù)又叫作無線射頻識別技術(shù)，屬于通信技術(shù)中的一種，能夠利用無線電信號對指定目標(biāo)進行識別與相關(guān)信息數(shù)據(jù)讀寫的功能完成相關(guān)管理操作，不需要建立機械接觸或是光學(xué)接觸系統(tǒng)，大幅度提高了管理操作的便捷性。RFID技術(shù)在多個領(lǐng)域中具有良好應(yīng)用，將其應(yīng)用到高校實驗室儀器設(shè)備管理中，能夠?qū)x器設(shè)備的唯一標(biāo)識精準(zhǔn)識別與檢測，為儀器設(shè)備的智能化管理提供了大力支持，提高了日常管理工作的效率與質(zhì)量。此外，將RFID技術(shù)和二維碼標(biāo)簽技術(shù)綜合應(yīng)用能夠進一步加強儀器設(shè)備管理效率。

（二）智能門禁技術(shù)

基于智能化系統(tǒng)對門禁系統(tǒng)優(yōu)化升級，可實現(xiàn)門禁系統(tǒng)的分級管理，以此實現(xiàn)對儀器設(shè)備借用流轉(zhuǎn)的全過程控制，基于射頻識別技術(shù)進一步加強對實驗室內(nèi)部情況的管理與監(jiān)控，保證了儀器設(shè)備的安全性。

（三）UWB高精度室內(nèi)定位技術(shù)

該技術(shù)主要對實驗室內(nèi)重點、關(guān)鍵的精密儀器設(shè)備進行位置管理，能夠?qū)崟r獲取儀器設(shè)備的具體位置，與實驗室內(nèi)部構(gòu)造圖相輔相成，實現(xiàn)對儀器設(shè)備管理的位置可視化操作。同時，基于該技術(shù)能夠開發(fā)儀器設(shè)備的導(dǎo)航功能，為查找工作提供幫助。

（四）多端聯(lián)動技術(shù)

多端聯(lián)動技術(shù)在實驗室儀器設(shè)備的智能化建設(shè)中具有重要作用，將PC端、移動端、大屏端等不同種類的終端整合在一起，實現(xiàn)信息數(shù)據(jù)的聯(lián)動與互通，進一步提高設(shè)備管理信息的及時性與透明性，為管理工作開展提供精準(zhǔn)真實的數(shù)據(jù)支持。

三、高校實驗室儀器設(shè)備管理智能化的方案

高校教育信息化與智能化改革是現(xiàn)階段高校教育發(fā)展中的重要內(nèi)容之一，其中包括學(xué)生管理、人事管理、教務(wù)管理、通信平臺、資產(chǎn)管理、實驗室管理等管理系統(tǒng)的智能化，但是對于各項管理系統(tǒng)并未進行深入挖掘，導(dǎo)致智能化技術(shù)的應(yīng)用效率不高。可對智能化技術(shù)深入研究，將其與高校實驗室管理需求和目標(biāo)相結(jié)合，以此建立高效智能的實驗室儀器設(shè)備管理系統(tǒng)，如將儀器設(shè)備數(shù)據(jù)與高校資產(chǎn)設(shè)備管理系統(tǒng)融合，將儀器設(shè)備使用者身份與認(rèn)識管理系統(tǒng)和學(xué)工系統(tǒng)融合，能夠大幅度提高儀器設(shè)備的管理效率，并充分體現(xiàn)了高校各管理系統(tǒng)與智能化技術(shù)的價值作用。

高校實驗室儀器設(shè)備管理系統(tǒng)可分成以下幾部分：儀器設(shè)備管理、實驗室人員管理、線上預(yù)約管理、材料使用管理、信息發(fā)布、電源管理、RFID門禁、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控以及環(huán)境智能管理等系統(tǒng)，這些系統(tǒng)利用不同現(xiàn)代化技術(shù)形成一個智能化管理整體，不同子系統(tǒng)之間能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)資源的交換共享，以此為管理人員開展儀器設(shè)備管理工作提供保障。

四、高校實驗室儀器設(shè)備管理智能化的具體應(yīng)用

（一）入庫管理智能化

實驗室儀器設(shè)備從外界采購到貨后，首先需要進行儀器設(shè)備的入庫手續(xù)辦理，對儀器設(shè)備分配具有唯一性的編號，制作對應(yīng)的二維碼，將二維碼信息作為儀器設(shè)備編號，并為其設(shè)置RFID電子標(biāo)簽，將兩種標(biāo)簽粘貼到儀器設(shè)備的合理位置。利用RFID閱讀器裝置能夠?qū)FID電子標(biāo)簽中的信息進行采集，實現(xiàn)系統(tǒng)與設(shè)備的關(guān)聯(lián)，將采集的儀器設(shè)備相關(guān)信息儲存到資產(chǎn)設(shè)備管理系統(tǒng)中。隨后將儀器設(shè)備轉(zhuǎn)交給實驗室相關(guān)負(fù)責(zé)人員，通過系統(tǒng)發(fā)送通知短信，并基于移動端App系統(tǒng)對儀器設(shè)備的入庫信息推送告知，經(jīng)過管理人員確認(rèn)操作后，最終完成整個儀器設(shè)備的入庫管理。與此同時，該儀器設(shè)備的相關(guān)數(shù)據(jù)會自動上傳至實驗室儀器設(shè)備管理子系統(tǒng)中。具體環(huán)節(jié)如下圖1所示。

（二）在庫管理智能化

實驗室儀器設(shè)備的在庫管理包括借調(diào)、歸還和庫內(nèi)盤點等日常管理工作，其中的庫內(nèi)盤點工作是儀器設(shè)備在庫期間的重要管理環(huán)節(jié)，需要依據(jù)RFID儀器設(shè)備管理系統(tǒng)依據(jù)區(qū)塊對盤點任務(wù)、具體設(shè)備制訂盤點工作計劃。管理人員利用可移動RFID閱讀器依據(jù)計劃內(nèi)容進行實地設(shè)備盤點，并基于無線網(wǎng)絡(luò)將最終盤點數(shù)據(jù)上傳到資產(chǎn)設(shè)備管理系統(tǒng)中。通過移動App或者微信公眾號對儀器設(shè)備的二維碼標(biāo)簽進行掃描，對具體信息核對校驗，針對存放地址或保管人員與實際存在差異的情況，需要及時修改調(diào)整，并將實驗室管理系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)同步更新變動。資產(chǎn)設(shè)備管理系統(tǒng)可對儀器設(shè)備數(shù)據(jù)進行自動化分析處理，以此生成盤點數(shù)據(jù)表，針對不同情況將異常信息標(biāo)注區(qū)分，為后續(xù)管理工作開展提供數(shù)據(jù)支持。

（三）出庫管理智能化

實驗室儀器設(shè)備在出庫時，需要生成儀器設(shè)備的電子調(diào)撥單，利用資產(chǎn)設(shè)備管理系統(tǒng)將其推送到管理部門，并由對應(yīng)的負(fù)責(zé)人員對表單中的信息確認(rèn)，與實際情況完全相符后方可準(zhǔn)許儀器設(shè)備出庫，最后對資產(chǎn)設(shè)備管理系統(tǒng)以及實驗室儀器設(shè)備管理子系統(tǒng)中的狀態(tài)信息進行修改，并添加備注。

（四）技術(shù)信息管理智能化

實驗室儀器設(shè)備是高校實驗室開展實驗活動的前提基礎(chǔ)，會直接影響相關(guān)實驗的最終結(jié)果。如果實驗人員對于儀器設(shè)備的具體操作方法與流程了解程度不足，必然會提高儀器設(shè)備故障問題發(fā)生的概率。所以，實驗人員在實驗前需要對儀器設(shè)備的使用說明仔細(xì)閱讀，包括使用注意事項、具體流程、操作方法等?？蓪⑸鲜鲂畔⒄蠑?shù)字化信息，建立實驗室儀器設(shè)備的數(shù)字化視頻信息庫，并建立虛擬實驗室儀器設(shè)備環(huán)境，實驗人員可先進行虛擬實驗練習(xí)，在保證自身具備一定的熟練度后再展開實踐操作。通過，建立移動終端App或公眾號，通過掃描二維碼標(biāo)簽即可獲取到相關(guān)儀器設(shè)備的詳細(xì)資料，為實驗人員自學(xué)提供幫助。

（五）設(shè)備運行管理智能化

結(jié)合實驗室具體情況建立實驗室線上預(yù)約系統(tǒng)，對于高校課程體系中設(shè)置的實驗課程，通過預(yù)約系統(tǒng)對教務(wù)管理系統(tǒng)中的課表信息進行挖掘，并自動化設(shè)置實驗室排課信息，進而完成實驗室預(yù)約流程。預(yù)約系統(tǒng)會將一定的權(quán)限分配給管理教師，教師通過App或相關(guān)網(wǎng)站可對預(yù)約信息數(shù)據(jù)修改管理。對于臨時調(diào)換或者增加的實驗課需求，教師可通過公眾號或App預(yù)約實驗室使用。在儀器設(shè)備管理智能化設(shè)計的過程中，為進一步提高教師和學(xué)生使用實驗室的便捷性，需要構(gòu)建開放性實驗室，實驗室儀器設(shè)備的不僅能夠滿足日常授課需求，還能夠為學(xué)生與教師等科研人員提供多樣化實驗儀器設(shè)備，進行更廣泛的實驗活動。具體預(yù)約對象可以是實驗室，也可以是其中的某一臺儀器設(shè)備，只有在預(yù)約成功后才具有對應(yīng)的使用權(quán)限。進入實驗室必須佩戴RFID電子標(biāo)簽身份卡，RFID物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠?qū)ι矸菪畔z查校對。在實驗室無人后，RFID門禁系統(tǒng)會將狀態(tài)信息發(fā)送到實驗室管理系統(tǒng)，基于狀態(tài)信息對實驗室儀器設(shè)備的運行進行后續(xù)管理，如切斷電源系統(tǒng)、部分照明系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)等。

（六）設(shè)備維護管理智能化

實驗室儀器設(shè)備在使用期間難免會出現(xiàn)故障問題，因此需要對設(shè)備的運行維護管理展開智能化設(shè)計。儀器設(shè)備的使用周期可分成前期管理、中期維護、更新報廢等階段，實驗人員進行實驗活動需要儀器設(shè)備維系正常運行狀態(tài)，對于設(shè)備的中期維護要求相對較高，需要保證儀器設(shè)備的性能與狀態(tài)良好，以此為實驗順利開展提供支持。儀器設(shè)備運行維護管理系統(tǒng)將二維碼和RFID技術(shù)應(yīng)用其中，實現(xiàn)了移動終端或線上設(shè)備報修操作，并將每一次的維修檢查情況記錄到系統(tǒng)中，通過移動式閱讀器即可獲取到儀器設(shè)備的基本情況與維修養(yǎng)護信息，有利于管理人員開展維修管理工作。

（七）數(shù)據(jù)分析智能化

依據(jù)教育部門相關(guān)規(guī)定，高校需要對實驗室儀器設(shè)備的使用情況與相關(guān)信息進行上報。部分高校在信息上報期間，由于自身實驗室智能化管理系統(tǒng)不夠完善健全，部分信息數(shù)據(jù)的采集與計算需要人工進行，不僅存在效率低下的問題，還會增加數(shù)據(jù)結(jié)果誤差發(fā)生概率，難以保證最終上報資料的真實性，也就無法為上級部門制訂實驗室發(fā)展規(guī)劃提供有力支持。實驗室管理系統(tǒng)中儲存了實驗室使用期間的信息資料，包括實驗人員、儀器設(shè)備使用情況和實驗室環(huán)境等，基于智能化系統(tǒng)能夠?qū)@些信息數(shù)據(jù)展開多層次的分析處理，制訂出多個不同的數(shù)據(jù)報表，大幅度提高了實驗室數(shù)據(jù)管理的效率與精準(zhǔn)性，有利于實驗室管理工作的長遠(yuǎn)健康發(fā)展。

五、結(jié)論

基于本次研究能夠發(fā)現(xiàn)，實驗室是高校教育中十分重要的場地之一，是培養(yǎng)學(xué)生實驗素養(yǎng)的關(guān)鍵教學(xué)環(huán)節(jié)。在信息化時代背景下，高校必須轉(zhuǎn)變實驗室管理思想，將各種先進技術(shù)應(yīng)用其中，建立智能化、自動化的實驗室儀器設(shè)備管理系統(tǒng)，為實驗教學(xué)活動開展提供支持，進而培養(yǎng)出符合社會發(fā)展需求的現(xiàn)代化技術(shù)人才。

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