基於資訊科技實驗室智慧管理系統功能研究論文
基於資訊科技實驗室智慧管理系統功能研究論文
高校實驗室建設是現代教育設施的重要構成，完善實驗室日常管理工作是發揮教育功能的根本保障。早期高校僅關注於專業課程教學改革工作，對實驗室內部管理缺乏先進的調控體系，導致實驗室裝置資源利用率偏低，影響了專業實驗課程教學質量水平。當前，高校正積極推廣資訊化建設模式，資訊科技融入實驗室管理工作是一大創新措施。本文分析了高校實驗室建設存在的問題，設計了智慧實驗室管理系統的軟硬體構架，從智慧應用角度對實驗室管理模式提出科學的改革對策。
新時期高等教育取得了優異的改革成就，高校不僅要編制一套完整的專業教學體系，還要注重校內配套設施的調控應用，建立完善的專業教學輔助系統，才能更好地開展專業教學活動。實驗室是高校現代化教學不可缺少的一部分，藉助實驗室可完成理論與實踐教學的相互集合。為了更好地利用實驗室資源，需將資訊科技應用於實驗室智慧管理系統，擴大實驗室工作的教育服務職能。
1高校實驗室建設存在問題
高等教育為國家培養了多類專業人才，每年根據教育部門政策要求開展教學活動，擴大了社會專業人才的培養範圍。從目前來看，高校實驗室建設依舊存在著諸多問題，這類問題將限制實驗室教育功能的全面發揮。高校實驗室正處於深化市場機制的過程中，還未採用各種現代化管理手段，作為實驗室主管，無法快速、全面、準確地掌控合同狀況、試驗進度、人員管理等實驗室資訊;人員和任務分配過程較複雜;檢驗任務書、試驗報告、原始記錄等資訊需要重複錄入，而且查詢、生成不方便;實驗儀器裝置的查詢、維修、校準、各種標準文字的發放、查詢等管理手續繁瑣;從檢驗任務書的傳遞、檢驗，以及檢驗報告等都由人工處理;雖然各部門都配備了電腦，但是大多數部門的計算機都是獨立使用，沒有很好地實現資源共享。
2智慧管理軟硬體系統設計
實驗室是服務於高校專業教學的配套設施，也是教育科研人員工資的主要場所。由於高校教育體制改革存在的缺陷，造成實驗室管理工作未受到足夠的重視。結合高校實驗室建設存在的種種問題，面對資訊時代改革發展趨勢，高校實驗室建設必須要朝著資訊化方向轉變，藉助資訊科技搭建智慧化實驗室管理平臺，滿足高等教育事業的快速發展需求。
2.1硬體系統
實驗室構建數字化操控模式，需先配備專用硬體設施，才能進一步提升高校排程中心辦事處理水平，從而實現數字化控制模式的最佳狀態。硬體系統構建中，主要是根據實驗室工作要求設定計算機裝置，從數量、配置、效能等方面選擇，為管理操作提供良好的硬體平臺。比如，選用高配置計算機為實驗資料處理提供硬體功能。
1)伺服器。實驗室是用於高校科研教育的場所，每天產生了大量的專業領域資料，硬體系統必須配備大記憶體伺服器，以及時收集相關的資料資訊。實驗室伺服器應分為實時伺服器、歷史伺服器等兩類，前者用於現有資料的收錄與處理，後者用於儲存實驗室早期產生的資料。
2)子站點。我國高校已經發展成為綜合式的教育體系，各所高校分為多個不同的校區，每個校區實驗室之間存在著密切的關聯性。基於網際網路科技應用下，實驗室智慧管理需設計總站點、子站點等分散式模式，由中心校區實驗室對分校區實驗室進行調控管理。因此，子站點是實驗室硬體系統的服務終端，也是硬體規劃不可缺少的一部分。
2.2軟體系統
軟體是決定資訊管理系統執行速率的關鍵因素，數字化系統要考慮軟體設施的升級改造，配備專用軟體輔助實驗室管理辦公操作。現代計算機網路區域智慧化改造，軟體系統逐漸配備了多種實用型軟體產品，並且根據使用者操作要求執行動作指令。現有軟體系統科採用超大容量資料庫為支撐，及時處理高校實驗室內產生的資料資訊。
1)接收端。實時收錄實驗室操作相關的資料，對高校實驗室資訊化建設具有價值意義，也是現代教育科研工作取得的有效成果。軟體系統設計資料接收層，重點對埠資料完成收集、處理等工作，強調了資料結構的總體性。軟體系統中的資料接收層，主要是實驗室管理員、教師、師生之間的三方聯用，如圖1，擴大了智慧資料傳輸的工作範圍。
2)處理端。無論是實時資料或歷史資料，在軟體系統裡都要經過詳細地處理，按照程式編碼完成指令操作，為智慧實驗室建設創造技術性條件。資料處理層採用人工智慧識別技術，對實驗室建設相關資料及時收取，讓實驗室資料庫執行流程更加規範化。比如，實驗室遠端控制安裝人機工程系統，代替管理員執行人工指令操作。
3實驗室智慧管理系統的主要功能
實驗室智慧管理是利用計算機技術、電子感測技術、無線網路技術等共同組建的資訊管理模式，在主要科學技術推動下實現了數字改造程序，為現代化實驗室升級改造搭建了高科技平臺。基於軟硬體系統設計，智慧實驗室管理系統主要功能如圖2。
3.1處理功能
包括資料收集和輸入、資料傳輸、資料儲存、資料加工和輸出。高校建立數字化排程中心，對資訊化管理所得資料實時自動化處理，維持了實驗室監控區域內作業流程的規範化。排程中心主要結合計算機裝置執行調控方案，重點解決實驗室作業區的監控難點，建立更加宏觀的工程資訊化平臺。比如，機算計遠端網路科對教學期間實驗室內部實施全程觀測，24h監控可及時發現實驗室內的異常情況，向排程管理人員輸送可靠的資料訊號。
3.2計劃功能
根據高校提供的約束條件，合理地安排各職能部門的計劃，按照不同的管理層，提供不同的管理層，提供相應的計劃報告。“安全化”是在高校實驗室訊號傳播條件下，利用數字式控制系統對智慧管理進行改造，進一步提升實驗室執行流程的安全作業水平。軟硬體系統是智慧實驗室尤為關鍵的組成部分，設計人員要根據專業實驗教學的具體情況，編制切實可靠的軟硬體結構模式，全面提升高校實驗室執行的工作效率。
3.3控制功能
根據各職能部門提供的資料，對計劃的執行情況進行檢測、檢測、比較執行與計劃的差異，對差異情況分析其原因。長期以來實驗室在推動高校發展方面的作用顯著，作為高校教育事業的基礎服務設施，實驗室功能得到了最最佳化升級。根據現有實驗室作業模式，實驗器材與配套設施是實驗室資訊化改造的核心構成，這是監控平臺建設的主要物件。可採用遠端影片監控系統，對實驗室內部執行狀態進行全程監測，由無線網路載入影片監控訊號，為排程中心作業提出可靠的`指導。
3.4輔助功能
採用各種數學模型和所儲存的大量資料，及時推倒出有關問題的最優解或滿意解，輔助各級管理人員進行決策，以期合理利用人財物和資訊資源，取得較大的經濟效益。此外，運用現代數學方法、統計方法和模擬方法，根據過去的資料預測外來的情況。
4高校實驗室智慧管理系統的具體應用
在科學技術改革條件的推動下，我國高等教育事業朝著數字化方向轉變，全面實現了實驗室工作模式的科技化改造，幫助管理人員解決了諸多訊號處理方面的難題。高校實驗室資訊化建設，不僅設定了高階的軟硬體系統構架，同時結合資訊管理系統設定處理、計劃、控制、輔助等功能模組，進一步完善了高校實驗室管理體系，如圖3。結合實驗室日常使用情況，智慧管理系統主要應用包括：
4.1人機管理
高校管理科技改革區域智慧化，這種管理系統實現了計算機代替人工操控，減小了實驗室管理員日常工作的難度。智慧系統科根據實驗室內部工作要求，設定不同的人機工程操作模組，主要包括：公告管理、使用者管理、資料字典等系統。人機管理是人與計算機的協調執行，藉助智慧平臺提升了實驗室相關事務的處理效率，方便了實驗室管理人員的多項工作。
4.2教學管理
專業教學、科技研究等是實驗室的主要應用功能，高校建設實驗室多數是為了滿足專業教學要求，智慧系統對實驗室內教學管理業有很大的幫助。智慧教學管理是指對老師教學過程的整體管理，包括對教學計劃、教學資源、上傳文件、學生資料報表、成績的管理等，都可以利用實驗室智慧系統進行識別、儲存。實驗室教學是培養學生實踐能力的關鍵，由智慧實驗室設計專項教學方案，提高了高校專業教育的工作水平。
4.3裝置管理
實驗器材是高校投資的採購物件，實驗裝置損壞則會造成較大的經濟損失。智慧實驗室採用了數字化裝置管理體系，對實驗裝置的加入、儲存、使用、維修、損耗的管理。比如，實驗裝置器材採購管理中，智慧系統可對建設規劃步驟、裝置採購流程等最佳化管理;裝置分為三種：辦公裝置、科研裝置、教學裝置。如需申購，填寫申購表格，然後根據審批流程進行審批，由採購部門統計生成採購清單。
4.4資料管理
對專業實驗中產生的有價值資料，智慧管理系統能夠實時收錄、儲存，在系統內配備專用資料庫可提升資源的有效利用率。實驗室資料管理應用表現：一是實驗室評估與評教，系統使用者對實驗室的管理及教學的評價統計;二是資料與報表，系統根據錄入的裝置，低值品與耗材等的資料情況形成可查詢的明細和統計，可形成報表。
5結論
實驗室是用於高校專業實驗或科學研究的重點場所，搞好實驗室資訊化建設關係著高等教育事業發展水平。資訊科技是實驗室智慧管理系統的核心支撐，藉助軟硬體系統服務平臺，實驗室可設定處理功能、計劃功能、控制功能、輔助功能等，為人機管理、教學管理、裝置管理、資料管理等創造廣闊的平臺，從多個方面保障了實驗室資訊化建設水平。