基于信息科技實(shí)驗室智能管理系統功能研究論文
高校實(shí)驗室建設是現代教育設施的重要構成，完善實(shí)驗室日常管理工作是發(fā)揮教育功能的根本保障。早期高校僅關(guān)注于專(zhuān)業(yè)課程教學(xué)改革工作，對實(shí)驗室內部管理缺乏先進(jìn)的調控體系，導致實(shí)驗室設備資源利用率偏低，影響了專(zhuān)業(yè)實(shí)驗課程教學(xué)質(zhì)量水平。當前，高校正積極推廣信息化建設模式，信息科技融入實(shí)驗室管理工作是一大創(chuàng )新措施。本文分析了高校實(shí)驗室建設存在的問(wèn)題，設計了智能實(shí)驗室管理系統的軟硬件構架，從智能應用角度對實(shí)驗室管理模式提出科學(xué)的改革對策。
新時(shí)期高等教育取得了優(yōu)異的改革成就，高校不僅要編制一套完整的專(zhuān)業(yè)教學(xué)體系，還要注重校內配套設施的調控應用，建立完善的專(zhuān)業(yè)教學(xué)輔助系統，才能更好地開(kāi)展專(zhuān)業(yè)教學(xué)活動(dòng)。實(shí)驗室是高校現代化教學(xué)不可缺少的一部分，借助實(shí)驗室可完成理論與實(shí)踐教學(xué)的相互集合。為了更好地利用實(shí)驗室資源，需將信息技術(shù)應用于實(shí)驗室智能管理系統，擴大實(shí)驗室工作的教育服務(wù)職能。
1高校實(shí)驗室建設存在問(wèn)題
高等教育為國家培養了多類(lèi)專(zhuān)業(yè)人才，每年根據教育部門(mén)政策要求開(kāi)展教學(xué)活動(dòng)，擴大了社會(huì )專(zhuān)業(yè)人才的培養范圍。從目前來(lái)看，高校實(shí)驗室建設依舊存在著(zhù)諸多問(wèn)題，這類(lèi)問(wèn)題將限制實(shí)驗室教育功能的全面發(fā)揮。高校實(shí)驗室正處于深化市場(chǎng)機制的過(guò)程中，還未采用各種現代化管理手段，作為實(shí)驗室主管，無(wú)法快速、全面、準確地掌控合同狀況、試驗進(jìn)度、人員管理等實(shí)驗室信息;人員和任務(wù)分配過(guò)程較復雜;檢驗任務(wù)書(shū)、試驗報告、原始記錄等信息需要重復錄入，而且查詢(xún)、生成不方便;實(shí)驗儀器設備的查詢(xún)、維修、校準、各種標準文本的發(fā)放、查詢(xún)等管理手續繁瑣;從檢驗任務(wù)書(shū)的傳遞、檢驗，以及檢驗報告等都由人工處理;雖然各部門(mén)都配備了電腦，但是大多數部門(mén)的計算機都是獨立使用，沒(méi)有很好地實(shí)現資源共享。
2智能管理軟硬件系統設計
實(shí)驗室是服務(wù)于高校專(zhuān)業(yè)教學(xué)的配套設施，也是教育科研人員工資的主要場(chǎng)所。由于高校教育體制改革存在的缺陷，造成實(shí)驗室管理工作未受到足夠的重視。結合高校實(shí)驗室建設存在的種種問(wèn)題，面對信息時(shí)代改革發(fā)展趨勢，高校實(shí)驗室建設必須要朝著(zhù)信息化方向轉變，借助信息科技搭建智能化實(shí)驗室管理平臺，滿(mǎn)足高等教育事業(yè)的快速發(fā)展需求。
2.1硬件系統
實(shí)驗室構建數字化操控模式，需先配備專(zhuān)用硬件設施，才能進(jìn)一步提升高校調度中心辦事處理水平，從而實(shí)現數字化控制模式的最佳狀態(tài)。硬件系統構建中，主要是根據實(shí)驗室工作要求設置計算機設備，從數量、配置、性能等方面選擇，為管理操作提供良好的硬件平臺。比如，選用高配置計算機為實(shí)驗數據處理提供硬件功能。
1)服務(wù)器。實(shí)驗室是用于高校科研教育的場(chǎng)所，每天產(chǎn)生了大量的專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域數據，硬件系統必須配備大內存服務(wù)器，以及時(shí)收集相關(guān)的數據信息。實(shí)驗室服務(wù)器應分為實(shí)時(shí)服務(wù)器、歷史服務(wù)器等兩類(lèi)，前者用于現有數據的收錄與處理，后者用于存儲實(shí)驗室早期產(chǎn)生的數據。
2)子站點(diǎn)。我國高校已經(jīng)發(fā)展成為綜合式的教育體系，各所高校分為多個(gè)不同的校區，每個(gè)校區實(shí)驗室之間存在著(zhù)密切的關(guān)聯(lián)性。基于互聯(lián)網(wǎng)科技應用下，實(shí)驗室智能管理需設計總站點(diǎn)、子站點(diǎn)等分布式模式，由中心校區實(shí)驗室對分校區實(shí)驗室進(jìn)行調控管理。因此，子站點(diǎn)是實(shí)驗室硬件系統的服務(wù)終端，也是硬件規劃不可缺少的一部分。
2.2軟件系統
軟件是決定信息管理系統運行速率的關(guān)鍵因素，數字化系統要考慮軟件設施的升級改造，配備專(zhuān)用軟件輔助實(shí)驗室管理辦公操作。現代計算機網(wǎng)絡(luò )區域智能化改造，軟件系統逐漸配備了多種實(shí)用型軟件產(chǎn)品，并且根據用戶(hù)操作要求執行動(dòng)作指令。現有軟件系統科采用超大容量數據庫為支撐，及時(shí)處理高校實(shí)驗室內產(chǎn)生的數據信息。
1)接收端。實(shí)時(shí)收錄實(shí)驗室操作相關(guān)的數據，對高校實(shí)驗室信息化建設具有價(jià)值意義，也是現代教育科研工作取得的有效成果。軟件系統設計數據接收層，重點(diǎn)對端口數據完成收集、處理等工作，強調了數據結構的總體性。軟件系統中的數據接收層，主要是實(shí)驗室管理員、教師、師生之間的三方聯(lián)用，如圖1，擴大了智能數據傳輸的工作范圍。
2)處理端。無(wú)論是實(shí)時(shí)數據或歷史數據，在軟件系統里都要經(jīng)過(guò)詳細地處理，按照程序編碼完成指令操作，為智能實(shí)驗室建設創(chuàng )造技術(shù)性條件。數據處理層采用人工智能識別技術(shù)，對實(shí)驗室建設相關(guān)數據及時(shí)收取，讓實(shí)驗室數據庫運行流程更加規范化。比如，實(shí)驗室遠程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(shí)驗室智能管理系統的主要功能
實(shí)驗室智能管理是利用計算機技術(shù)、電子傳感技術(shù)、無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)等共同組建的信息管理模式，在主要科學(xué)技術(shù)推動(dòng)下實(shí)現了數字改造進(jìn)程，為現代化實(shí)驗室升級改造搭建了高科技平臺。基于軟硬件系統設計，智能實(shí)驗室管理系統主要功能如圖2。
3.1處理功能
包括數據收集和輸入、數據傳輸、數據存儲、數據加工和輸出。高校建立數字化調度中心，對信息化管理所得數據實(shí)時(shí)自動(dòng)化處理，維持了實(shí)驗室監控區域內作業(yè)流程的規范化。調度中心主要結合計算機設備執行調控方案，重點(diǎn)解決實(shí)驗室作業(yè)區的監控難點(diǎn)，創(chuàng )建更加宏觀(guān)的工程信息化平臺。比如，機算計遠程網(wǎng)絡(luò )科對教學(xué)期間實(shí)驗室內部實(shí)施全程觀(guān)測，24h監控可及時(shí)發(fā)現實(shí)驗室內的異常情況，向調度管理人員輸送可靠的數據信號。
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(mén)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(shí)驗室信號傳播條件下，利用數字式控制系統對智能管理進(jìn)行改造，進(jìn)一步提升實(shí)驗室運行流程的安全作業(yè)水平。軟硬件系統是智能實(shí)驗室尤為關(guān)鍵的組成部分，設計人員要根據專(zhuān)業(yè)實(shí)驗教學(xué)的具體情況，編制切實(shí)可靠的軟硬件結構模式，全面提升高校實(shí)驗室運行的工作效率。
3.3控制功能
根據各職能部門(mén)提供的數據，對計劃的執行情況進(jìn)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(cháng)期以來(lái)實(shí)驗室在推動(dòng)高校發(fā)展方面的作用顯著(zhù)，作為高校教育事業(yè)的基礎服務(wù)設施，實(shí)驗室功能得到了最優(yōu)化升級。根據現有實(shí)驗室作業(yè)模式，實(shí)驗器材與配套設施是實(shí)驗室信息化改造的核心構成，這是監控平臺建設的主要對象。可采用遠程視頻監控系統，對實(shí)驗室內部運行狀態(tài)進(jìn)行全程監測，由無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )載入視頻監控信號，為調度中心作業(yè)提出可靠的`指導。
3.4輔助功能
采用各種數學(xué)模型和所存儲的大量數據，及時(shí)推倒出有關(guān)問(wèn)題的最優(yōu)解或滿(mǎn)意解，輔助各級管理人員進(jìn)行決策，以期合理利用人財物和信息資源，取得較大的經(jīng)濟效益。此外，運用現代數學(xué)方法、統計方法和模擬方法，根據過(guò)去的數據預測外來(lái)的情況。
4高校實(shí)驗室智能管理系統的具體應用
在科學(xué)技術(shù)改革條件的推動(dòng)下，我國高等教育事業(yè)朝著(zhù)數字化方向轉變，全面實(shí)現了實(shí)驗室工作模式的科技化改造，幫助管理人員解決了諸多信號處理方面的難題。高校實(shí)驗室信息化建設，不僅設置了高端的軟硬件系統構架，同時(shí)結合信息管理系統設定處理、計劃、控制、輔助等功能模塊，進(jìn)一步完善了高校實(shí)驗室管理體系，如圖3。結合實(shí)驗室日常使用情況，智能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能化，這種管理系統實(shí)現了計算機代替人工操控，減小了實(shí)驗室管理員日常工作的難度。智能系統科根據實(shí)驗室內部工作要求，設定不同的人機工程操作模塊，主要包括：公告管理、用戶(hù)管理、數據字典等系統。人機管理是人與計算機的協(xié)調運行，借助智能平臺提升了實(shí)驗室相關(guān)事務(wù)的處理效率，方便了實(shí)驗室管理人員的多項工作。
4.2教學(xué)管理
專(zhuān)業(yè)教學(xué)、科技研究等是實(shí)驗室的主要應用功能，高校建設實(shí)驗室多數是為了滿(mǎn)足專(zhuān)業(yè)教學(xué)要求，智能系統對實(shí)驗室內教學(xué)管理業(yè)有很大的幫助。智能教學(xué)管理是指對老師教學(xué)過(guò)程的整體管理，包括對教學(xué)計劃、教學(xué)資源、上傳文檔、學(xué)生數據報表、成績(jì)的管理等，都可以利用實(shí)驗室智能系統進(jìn)行識別、存儲。實(shí)驗室教學(xué)是培養學(xué)生實(shí)踐能力的關(guān)鍵，由智能實(shí)驗室設計專(zhuān)項教學(xué)方案，提高了高校專(zhuān)業(yè)教育的工作水平。
4.3設備管理
實(shí)驗器材是高校投資的采購對象，實(shí)驗設備損壞則會(huì )造成較大的經(jīng)濟損失。智能實(shí)驗室采用了數字化設備管理體系，對實(shí)驗設備的加入、存儲、使用、維修、損耗的管理。比如，實(shí)驗設備器材采購管理中，智能系統可對建設規劃步驟、設備采購流程等優(yōu)化管理;設備分為三種：辦公設備、科研設備、教學(xué)設備。如需申購，填寫(xiě)申購表格，然后根據審批流程進(jìn)行審批，由采購部門(mén)統計生成采購清單。
4.4數據管理
對專(zhuān)業(yè)實(shí)驗中產(chǎn)生的有價(jià)值數據，智能管理系統能夠實(shí)時(shí)收錄、存儲，在系統內配備專(zhuān)用數據庫可提升資源的有效利用率。實(shí)驗室數據管理應用表現：一是實(shí)驗室評估與評教，系統使用者對實(shí)驗室的管理及教學(xué)的評價(jià)統計;二是數據與報表，系統根據錄入的設備，低值品與耗材等的數據情況形成可查詢(xún)的明細和統計，可形成報表。
5結論
實(shí)驗室是用于高校專(zhuān)業(yè)實(shí)驗或科學(xué)研究的重點(diǎn)場(chǎng)所，搞好實(shí)驗室信息化建設關(guān)系著(zhù)高等教育事業(yè)發(fā)展水平。信息科技是實(shí)驗室智能管理系統的核心支撐，借助軟硬件系統服務(wù)平臺，實(shí)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(xué)管理、設備管理、數據管理等創(chuàng )造廣闊的平臺，從多個(gè)方面保障了實(shí)驗室信息化建設水平。
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