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基于 Stew OT 的实验室管理系统---助力实验室灵活高效管理
2024.12.24

企业简介

     本项目合作对象是一家在水处理试验仪器及实验室设备领域深耕多年的专业制造商,凭借其卓越的研发实力与深厚的技术积累,为水处理行业提供了众多高质量的试验仪器、实验室设备及定制化解决方案。该企业始终秉持着对水质安全与环境保护的高度责任感,致力于研发出更加精准、高效、可靠的水处理试验仪器及实验室配套设备,以满足不同领域客户对水质监测、分析与实验研究的多样化需求。其产品广泛应用于科研机构、环保部门、工业企业等多个领域,不仅提升了水质监测的准确性和效率,更为推动水处理技术的进步与发展做出贡献。

     上海研博以其卓越的技术研发能力、丰富的行业经验以及对市场需求的敏锐洞察,为我们量身定制了基于Stew—OT的实验室管理系统。该系统不仅解决了我们面临的仪器仪表接入难题,实现了数据的实时采集与分析,还通过灵活的工单管理和设备维护功能,显著提升了实验室的运营效率和管理水平。

——合作伙伴

 

项目背景

     随着科技的不断进步和各行业对研发创新的高度重视,实验室在科研、教育、企业研发等领域的作用日益重要。各类实验室的数量不断增加,规模逐渐扩大,同时实验室的使用者和管理者对于高效、精准、智能化的管理需求也愈发强烈。他们期望能够实时掌握实验室的运行状态、设备使用情况、实验数据等信息,以便更好地进行资源分配、决策制定和安全管理。

     当前物联网技术的广泛应用为实验室管理带来了新的机遇,通过传感器、智能设备和网络连接,可以实时监测和控制实验室环境、设备状态、实验过程,提高管理效率,并为数据分析和智能化决策提供了基础。同时由于智能化管理的兴起,如人工智能、大数据分析等技术的发展,使得实验室管理系统能够实现智能化的数据分析、预测和决策,优化实验流程,提高实验成功率,并提前预测设备故障进行预防性维护。

     然而实验室管理仍面临诸多问题,如设备管理困难,设备状态难以实时监测、维护不及时、利用率低,且新设备集成到管理系统中存在挑战;数据采集与分析困难,数据来源广泛,采集和整理工作繁琐,且缺乏有效的数据分析工具和方法;流程管理不规范,缺乏规范的管理,自动化程度低,需要大量人工干预;以及安全管理风险高,传统安全管理方式难以实现实时监测和预警,且信息化程度低等问题。

     因此,基于物联网平台搭建的实验室管理系统应运而生,旨在解决这些痛点,提升实验室管理的智能化、高效化和安全化水平。

 

技术挑战

1、多种实验室仪器仪表接入

     在实验室的实际应用中,仪器仪表的种类日渐增多。不同种类的仪器仪表往往来自不同的厂家,采用了众多不同的通讯协议,就如同一个庞大的“通讯协议大杂烩”。并且随着实验室规模的不断扩大,新的仪器仪表不断加入,带来新的接入形式几乎是必然趋势。比如,随着科研项目的深入,新的高精度测量仪器可能会被引入实验室,而这些仪器很可能采用一种从未见过的通讯协议。

     同时目前所使用的大部分仪表都不具备远传能力,这给数据的集中管理带来了极大的困难。为了解决这个问题,需要选用通讯模块将仪表的数据透传到平台进行解析。然而不同的通讯模块可能存在兼容性问题,这需要进行大量的调试和优化工作。

2、实验室管理系统数据支撑

     实验室管理系统作为科研与实验活动的核心支撑平台,确实为用户提供了丰富多样的管理功能,涵盖了从实验计划到结果分析的各个环节。但是其缺乏物联网技术的深度融合,成为了制约其效能发挥的一大瓶颈。

     缺乏物联网能力的实验室管理系统难以实时、高效地获取仪器仪表的实验数据,这不仅影响了数据的时效性和准确性,也给用户的后续统计分析工作带来了诸多不便。数据的延迟、缺失或错误,都可能对实验结果的科学性和可靠性造成不良影响,不方便用户数据的统计分析,进而影响到科研项目的进度和成果质量。

3、维修工单、锁机流程管理

     实验室管理系统主要服务于实验相关人员,在面向设备厂家的设备故障维修、到期申请锁机等流程性工作方面存在严重不足。在实际应用中,设备故障维修是一个频繁出现的问题:当实验室设备出现故障时,需要及时通知设备厂家进行维修。但是由于现有的实验室管理系统缺乏相应的流程管理功能,维修工单的生成、分配和跟踪都变得十分困难。这不仅会导致维修时间延长,影响实验进度,还可能因为信息不畅通而造成不必要的损失。

     同样,对于实验室设备的到期申请锁机也是一个重要的流程性工作。当设备租赁到期或者需要进行维护时,设备厂家需要对设备进行锁机操作。但目前的实验室管理系统无法承载这一流程,使得设备厂家不得不采用人工方式进行锁机,效率低下且容易出现错误。并且随着系统应用的不断扩展,可能还会产生新的流程。例如设备升级、软件更新等都需要有相应的流程来管理,如果实验室管理系统不能及时适应这些变化,将会给用户和设备厂家带来极大的困扰。

 

解决方案

1、多种实验室仪器仪表接入:多源接入能力的必要性与实践

     上海研博的工业物联网统一接入系统(Stew—OT)针对不同的接入场景提供了丰富多样的接入组件,以支持广泛的传输协议。系统不仅支持TCP、UDP、MQTT等常见的通讯方式,还具备直接集成OPCUA、ModbusTCP等工控系统采集功能。基于插件化的设计理念,系统开放了接入组件的拓展接口,允许具备开发能力的用户根据需求自由扩展新的接入方式极大地提升了系统的灵活性和可扩展性。

     基于此系统,双方合作开发了一套基于Stew—OT的实验室管理系统,旨在解决大量仪器仪表无法直接接入物联网平台产生的数据孤岛现象,并且降低对数据的实时性和准确性的影响,同时提高实验室的智能化管理水平。

2、实验室管理系统数据支撑:灵活服务能力的价值体现

     针对实验室管理系统在数据支撑方面的不足,工业物联网统一接入系统(Stew—OT)内置的规则引擎功能全面且强大,能够轻松应对设备间的智能联动、实时告警和数据精准转发等复杂操作,确保数据的实时性和准确性。系统还提供了封装完善的API接口,这些接口不仅涵盖了产品与设备的增删改查操作,还支持历史数据查询以及功能调用等多种功能。这些接口的开放,为第三方应用与系统的深度对接提供了极大的便利,使得各类应用能够轻松接入系统,实现数据的无缝流转和共享。

     通过基于Stew—OT的实验室管理系统,某些高校实验室成功实现了实验数据的实时采集和分析。实验人员不仅能够实时掌握实验进展,还能够通过数据分析发现实验中的潜在问题,及时调整实验方案,提高了实验效率和成功率。

3、维修工单、锁机流程管理:工单中心的高效与便捷

     上海研博的工业物联网统一接入系统(Stew—OT)中的工单模块,内置了表单设计器、流程设计器,通过简单的拖拉拽、连线操作,用户即可设计出一个业务流程;支持经办、审批、汇合、抄送等。同时可与工业物联网统一接入系统的规则引擎集成,其中工单审批可以作为场景联动的触发条件,工单审批的结果可以作为执行条件,设备控制、数据转发、报警通知等可以作为输出。

     基于Stew—OT的实验室管理系统同样内置了工单中心模块,通过此系统成功实现了维修工单和锁机流程的自动化管理。这不仅提高了流程的执行效率,还减少了人为错误的发生。同时系统还能够根据流程的执行情况,自动生成相应的报告和分析数据,为实验室的精细化管理提供了有力支持。

 

项目成果

     此次合作通过实施基于Stew—OT的实验室管理系统,双方成功攻克了多个技术难关。该系统不仅实现了对多种类型、通讯协议各异的仪器仪表的高效接入与数据集成,显著提升了数据的实时性和准确性,而且通过内置的规则引擎和强大的API接口,为第三方应用提供了灵活的数据服务和深度对接能力。也对系统中的工单模块通过表单设计器和流程设计器的灵活运用,实现了设备维修、锁机管理等流程性工作的自动化和智能化,极大地提高了实验室的运营效率和管理水平。

结语

     在当前物联网技术蓬勃发展的社会背景下,各行各业都在积极寻求数字化转型与智能化升级的新路径。实验室管理作为科研创新的重要支撑环节,其智能化、高效化的需求尤为迫切。此次合作,不仅成功地将先进的物联网技术应用于实验室管理领域,展现了双方在技术创新与复杂问题解决上的卓越能力,更为整个行业树立了智能化、高效化的新标杆。

     面对物联网平台所带来的复杂多变的技术挑战,唯有坚持创新驱动,不断深化技术交流与合作,才能不断突破自我,推动技术升级与业务模式的革新,实现更高水平的发展。基于Stew—OT的实验室管理系统不仅解决了实验室管理中存在的诸多痛点问题,更在数据集成、流程优化等方面取得了显著成效,为实验室的科研创新与业务发展提供了强有力的支撑。

     未来上海研博将继续秉承开放合作、互利共赢的理念,与更多优秀企业保持紧密的合作关系,共同探索物联网技术在不同领域的更多创新应用与技术突破,持续贡献我们的力量,共同开创更加美好的未来。

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