化工实验室智能化管理改革方案设计

摘要：文章针对盐城工学院化工实验中心现状，阐述了现代智能化实验室管理的内在需求，构想出一种智能化管理系统设计总体方案，提出了管理软件平台设计，具有很强的实际应用意义。

关键词：化工实验室；智能化管理；平台设计

1 绪论

近年来，越来越多的高校实验室已朝着资源集约化的模式靠近，“开放实验室”、“资源共享”、“创新实验”已是高校实验室建设发展的必然趋势和必经模式。[12]仪器、设备、实验用房等如何集中管理以及怎样发挥其最高效的效用，对各高校实验室的管理者、领导者提出了更迫切的要求，相应地，这就要有创新的管理艺术和管理宏图来适应高校教学、科研和对外服务的需求。[34]

盐城工学院化工实验中心（Chemical laboratary center）于2004年秋成立，隶属于化学化工学院，实验中心分成以教学和科研为主的实验室，其中，以教学为主的实验室由化学工程与工艺、制药工程、应用化学三个专业实验室组成，拥有原子吸收分光光度计、紫外可见分光光度计、电化学工作站、红外光谱仪、气相色谱和液相色谱仪等大型分析仪器。本文从实验室管理的角度提出了面向校级实验室智能化管理改革方案，该方案在提高实验室的管理水平、推进实验室向学生开放、提高实验室运行的安全保障系数、减轻实验室工作人员的工作负担等方面具有很强实际应用意义。

2 化工实验室现状分析

化学工程与工艺实验室面积共416平方米，由化工原理实验室、化工专业方向实验室、精细化工实验室三部分组成。

（1）化工原理实验室。化工原理实验室承担化学工程与工艺、应用化学、制药工程、环境工程、食品工程、轻化工程、高分子工程等专业的化工原理实验，拥有流体力学、传热、传质等各种教学和科研装置20余套，是同类实验室中，化工单元操作实验装置种类较齐全的实验室之一。

（2）化工专业实验室。化工专业实验室主要开设化工热力学实验、化学反应工程实验、分离传递过程实验以及综合实验课程，同时可为化学工程专业的学生毕业论文和教师科研提供必要的实验场所。

（3）精细化工实验室。精细化工实验室主要开设精细化学品工艺实验、化学设计性实验、精细化学品课程实验、有机合成实验、有机合成新方法、精细化工专业综合实验、药物合成综合实验、应用化学综合实验、现代化学综合实验等实验课程，可承担化学工程与工艺专业学生毕业论文和相应地教师科研工作。

3 化工实验室智能化管理需求分析

（1）教学、科研一体化的综合公共服务平台需求。教学相长、教研相长”，坚持以学科建设为龙头，坚定人才培养和科技创新的主体地位，紧密地把管理和服务两条主线结合起来，实验中心的管理核心是以人为本，为教学和科研提供高品质高效率的服务，保证所服务的主题对象即学生、教师和科研人员能当家作主。制订适用于本校主体实验室最为合理有效的短、中、长期发展规划，来达到公共资源的科学与合理、公开与透明、高效与权责，最终地真正达到它的本质属性—服务性。

（2）实验室智能管理与服务需求。实验室智能管理与服务需求主要包括：实验楼的信息管理、实验室的信息管理、开放计划的信息管理。实验楼的信息管理是能够保证各实验楼的基本信息。实验室的信息管理是能够维护各实验室的基本信息，实验室内每个座位的wifi模块通过IP地址和端口号连接服务器。实验室的座位图可以随时随机产生，符合实际的座位分置状况。开放计划管理是完成对开放的计划进行调制，管理人员可以实事求是地根据需求在任意时间段开放一个或多个实验室，来提供各专业各层次学生进行实验的预约。

（3）实验室设备管理智能化管理需求。实验室设备智能化管理的基本需求是能够录入设置的基本信息、所属的类型、库存多少、剩余个数等内容。设备的采购、借出、维修、报废都要如实地填写信息登记表，生成分解细化的表单和详细表单的各类记录，模块要能够对逾期未归还或者库存不足的设备产生预警作用；表单数据可直接导出所需的各项信息也可实现快速的査询功能。

4 智能化系统管理方案设计

4.1 智能化化工实验室系统总体设计

计算机软件技术、智能卡技术和网络技术是智能化管理实验室的三大核心技术。为了能够让高科技在实验室中畅通无碍地运转，我们提出了如下方案。首先应以与时俱进的管理理念为导向，来缩短实验室管理中存在的繁琐冗长的复杂流程，以实现对实验室安全使用的全过程管控、提高其工作效率及提升对外服务的能力。然后精简凝练易耗品及化学试剂的采购方案、统一调配仪器设备的使用及维修，进一步降低成本，提高利用率；对实验室进行管控提供有效的数据；最后应提高管理人员自身对业务的熟知程度和监管能力，保证实验设备稳定有序进行，药品计划清晰详尽，各类教学科研活动的正常开展。

4.2 智能化化工实验室系统管理软硬平台设计

化工实验室系统管理软件平台主要涵盖了各种子系统：实验室开放、教学与管理，数据采集与分析等。各种子系统都应配置其相应的功能模块，按照约定好的计划、分批分层次培训、预约排队与审核、教学课件视频资源共享、日常维护与修整、实时监控与督促、反馈与校验、考勤与等级、信息封存与打包等不同主线以及不同系列程序完成其使命。相对应地，系统硬件平台也包含了各类特殊的子系统，最主要有三种：门禁控制、电源控制管理和视频监控系统。例如，门禁刷卡的授权、密码规范的准入规则。分配队列与座位，突然断电等安保装置措施。

5 总结

“化工实验室智能管理系统”建设是未来高校实现智能化管理的发展必然趋势，也符合高校教师、实验室管理人员、科研工作者、在校大学生的实际工作学习需求。此外，化工实验室智能管理可有效实现对实验室“资源再利用、管理再优化、监控更高效”的目标，为实现新工科背景下化工类学科的“双一流”建设提供了技术保障。

参考文献：

[1]马紫燕.基于web的化学实验室器材管理系统的设计与实现[D].北京工业大学，2016.

[2]徐飞，白林，赵国虎，等.高校化学实验教学中心的智能化管理[J].甘肃高师学报，2016，21（9）：4345.

[3]杨柏松，刘飞，陈金鹏，等.基于ZigBee无线传感网络的实验室智能管理系统[J].自动化與信息工程，2017，38（1）：2328.

[4]李南薇，白卫东，刘功良，等.高校实验室建设与管理新模式的探索[J].广东化工，2017，44（4）：135.

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