多學(xué)科交叉學(xué)院實(shí)驗(yàn)室設(shè)備智慧管理模式探索

摘要：實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的智慧管理對(duì)于教學(xué)、科研和學(xué)校的整體運(yùn)行至關(guān)重要，基于物聯(lián)網(wǎng)與多種技術(shù)的綜合應(yīng)用為改善實(shí)驗(yàn)室設(shè)備管理方式提供了新機(jī)遇。文章以院級(jí)實(shí)驗(yàn)室架構(gòu)為基礎(chǔ)，通過(guò)評(píng)估目前實(shí)驗(yàn)室設(shè)備管理的瓶頸和挑戰(zhàn)，探索采用智慧管理技術(shù)優(yōu)化設(shè)備安全、開(kāi)放共享管理機(jī)制和降低設(shè)備運(yùn)維成本的實(shí)現(xiàn)方式，為實(shí)驗(yàn)室管理部門(mén)改革管理模式，提升教學(xué)、科研質(zhì)量提供必要的信息和決策指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)室設(shè)備；物聯(lián)網(wǎng)；智慧管理；安全；開(kāi)放共享

中圖分類(lèi)號(hào)：G482 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引言

目前，我國(guó)的實(shí)驗(yàn)室設(shè)備管理存在一些問(wèn)題，包括：實(shí)驗(yàn)室設(shè)備管理缺乏智慧化和信息化，導(dǎo)致資源浪費(fèi)和管理效率低下；實(shí)驗(yàn)室信息資源的共享和整合仍然面臨挑戰(zhàn)，導(dǎo)致信息孤島的存在；實(shí)驗(yàn)室設(shè)備管理不善可能導(dǎo)致安全風(fēng)險(xiǎn)等［1］。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是一項(xiàng)基于互聯(lián)網(wǎng)、傳感器、識(shí)別技術(shù)、大數(shù)據(jù)、移動(dòng)通信等多種技術(shù)的綜合應(yīng)用，可實(shí)現(xiàn)物體之間的連接和信息交換［2］。在實(shí)驗(yàn)室管理領(lǐng)域，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用具有巨大潛力，如今越來(lái)越多的研究機(jī)構(gòu)和高校開(kāi)始關(guān)注如何利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)改善實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的管理。

近年來(lái)，我國(guó)在實(shí)驗(yàn)室設(shè)備智慧化管理方面取得了顯著進(jìn)展，一些研究聚焦于傳感器技術(shù)的應(yīng)用，通過(guò)安裝各種傳感器來(lái)監(jiān)測(cè)設(shè)備的狀態(tài)和環(huán)境條件，通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，管理者可以迅速發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并采取措施［3］。另一方面，一些研究側(cè)重于實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理。這意味著設(shè)備管理者可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程訪問(wèn)設(shè)備的狀態(tài)信息，執(zhí)行遠(yuǎn)程診斷，甚至進(jìn)行遠(yuǎn)程維護(hù)［4-5］。這種方法不僅提高了設(shè)備的使用效率，還降低了運(yùn)維成本。此外，一些研究還探討了如何利用云計(jì)算和大數(shù)據(jù)分析處理實(shí)驗(yàn)室設(shè)備生成的大量數(shù)據(jù)，以提取有價(jià)值的信息［6］。

一些研究將云平臺(tái)與物聯(lián)網(wǎng)控制系統(tǒng)相結(jié)合，促使大型儀器設(shè)備開(kāi)放共享和開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)室管理模式發(fā)生顯著改變。通過(guò)采用集中管理與智能調(diào)度的模式，優(yōu)化資源配置，減少大型儀器設(shè)備的空置時(shí)間［7］。開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)室通過(guò)引入模塊化設(shè)計(jì)和智能化管理系統(tǒng)，進(jìn)一步提升了實(shí)驗(yàn)室的綜合利用效率［8］。通過(guò)開(kāi)設(shè)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)課程，鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行自主實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新研究，不僅提高了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力，還促進(jìn)了校內(nèi)實(shí)驗(yàn)資源共享與合作，推動(dòng)了科學(xué)研究和教育的創(chuàng)新。

為了加快推動(dòng)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備管理模式變革，本文以學(xué)院實(shí)驗(yàn)室架構(gòu)為基礎(chǔ)，評(píng)估目前實(shí)驗(yàn)室設(shè)備管理中存在的瓶頸和挑戰(zhàn)，探討智慧管理技術(shù)的應(yīng)用對(duì)提升設(shè)備開(kāi)放共享度、優(yōu)化設(shè)備安全管理模式、降低設(shè)備運(yùn)維成本的益處，從而促進(jìn)教學(xué)和科研質(zhì)量的提升。學(xué)院實(shí)驗(yàn)室架構(gòu)如圖1所示。

1 實(shí)驗(yàn)室設(shè)備管理的瓶頸和挑戰(zhàn)

南京醫(yī)科大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程與信息學(xué)院（以下簡(jiǎn)稱“本學(xué)院”）學(xué)科和專業(yè)設(shè)置以醫(yī)理工交叉為特色，實(shí)驗(yàn)室類(lèi)別涵蓋電子類(lèi)、計(jì)算機(jī)類(lèi)、生物類(lèi)、化學(xué)類(lèi)、機(jī)電類(lèi)以及其他類(lèi)，實(shí)驗(yàn)室30余間，設(shè)備3000多臺(tái)，總價(jià)值2800多萬(wàn)元，實(shí)驗(yàn)設(shè)備具有種類(lèi)多、分布廣的特點(diǎn)。在多年的管理實(shí)踐中，通過(guò)不斷優(yōu)化學(xué)院—學(xué)系/中心—實(shí)驗(yàn)室三級(jí)管理體系，制定適合學(xué)院特色的管理制度，使實(shí)驗(yàn)室設(shè)備得到一定的有效管理。但不同類(lèi)型設(shè)備管理方式不同，如大型儀器設(shè)備更注重使用率、共享率、成果產(chǎn)出率等指標(biāo)，而小型設(shè)備更關(guān)注設(shè)備位置、使用狀態(tài)等信息。著眼于未來(lái)發(fā)展，智慧化管理將成為趨勢(shì)，因此，理清現(xiàn)有管理模式下存在的瓶頸與挑戰(zhàn)，對(duì)后續(xù)智慧管理方案的制定至關(guān)重要。

1.1 設(shè)備存在安全隱患

不同類(lèi)別的實(shí)驗(yàn)室設(shè)備存在的安全隱患VMhGXkAH9lBeFI3+NjNXZQ==有所不同，這些差異不僅體現(xiàn)在設(shè)備本身的特性和使用條件上，還涉及與設(shè)備相關(guān)聯(lián)的操作環(huán)境和安全標(biāo)準(zhǔn)。生物類(lèi)和化學(xué)類(lèi)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備除關(guān)注設(shè)備本身外，因其與化學(xué)品的使用息息相關(guān)，還需側(cè)重對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境安全的監(jiān)測(cè)。化學(xué)品的性質(zhì)多變且具有潛在的危險(xiǎn)性，因此，必須嚴(yán)格控制其存放位置、數(shù)量以及與其他物質(zhì)的接觸，以防止可能的化學(xué)反應(yīng)或事故發(fā)生。

而電子類(lèi)和機(jī)電類(lèi)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備則重點(diǎn)關(guān)注設(shè)備帶來(lái)的激光、電、機(jī)械等安全隱患，這些設(shè)備通常需要對(duì)電流、電壓和激光輻射進(jìn)行嚴(yán)格控制，以確保實(shí)驗(yàn)人員和設(shè)備本身的安全。例如，高功率激光器在操作時(shí)可能會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的激光束，如果未經(jīng)適當(dāng)控制和安全防護(hù)，可能會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)人員的眼睛造成嚴(yán)重?fù)p傷。

對(duì)于這些高精密儀器設(shè)備，其正常運(yùn)行受環(huán)境溫度、濕度、振動(dòng)等因素的影響較大，缺乏實(shí)時(shí)監(jiān)控容易導(dǎo)致設(shè)備損壞；實(shí)驗(yàn)人員對(duì)設(shè)備操作不當(dāng)或不規(guī)范，也可能導(dǎo)致設(shè)備故障或安全事故，而傳統(tǒng)管理模式難以及時(shí)發(fā)現(xiàn)和糾正這些問(wèn)題。

1.2 設(shè)備開(kāi)放共享管理困難

面對(duì)當(dāng)前種類(lèi)繁多、分布廣泛的大型、小型實(shí)驗(yàn)室設(shè)備，其開(kāi)放共享面臨多重挑戰(zhàn)，非智慧化的管理方式效率低下且容易出現(xiàn)疏漏。大型儀器設(shè)備在開(kāi)放共享中存在諸多問(wèn)題，首當(dāng)其沖的是資源分配不均衡的挑戰(zhàn)。由于缺乏實(shí)時(shí)監(jiān)控和有效的預(yù)約系統(tǒng)，一些熱門(mén)設(shè)備可能會(huì)被少數(shù)實(shí)驗(yàn)室長(zhǎng)時(shí)間占用，而其他實(shí)驗(yàn)室則難以及時(shí)獲得所需設(shè)備，導(dǎo)致資源利用不足和科研進(jìn)度受阻的問(wèn)題。這種不均衡不僅影響科研活動(dòng)的公平性和效率，也可能導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的閑置和資源的浪費(fèi)。此外，大型儀器設(shè)備由于缺乏對(duì)設(shè)備使用情況的實(shí)時(shí)監(jiān)控，還面臨著設(shè)備維護(hù)風(fēng)險(xiǎn)增加、使用者技能不匹配、數(shù)據(jù)隱私保護(hù)和有效的管理機(jī)制等挑戰(zhàn)。

而小型設(shè)備因其在不同實(shí)驗(yàn)室和使用者之間頻繁流動(dòng)，管理者難以準(zhǔn)確追蹤設(shè)備的具體位置和當(dāng)前使用狀態(tài)。缺乏有效的定位系統(tǒng)和管理流程，使得設(shè)備的使用狀態(tài)和使用頻率無(wú)法準(zhǔn)確掌握，這不僅會(huì)導(dǎo)致設(shè)備丟失或長(zhǎng)時(shí)間閑置，還可能造成資源浪費(fèi)和教學(xué)科研工作的延誤，進(jìn)一步增加了管理難度。

1.3 設(shè)備維護(hù)成本高

實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的維護(hù)通常依賴于定期的人工檢查和記錄，這不僅耗時(shí)費(fèi)力，還難以保證維護(hù)的及時(shí)性和全面性。首先，由于設(shè)備種類(lèi)繁多且技術(shù)復(fù)雜，傳統(tǒng)的人工檢查往往無(wú)法覆蓋所有設(shè)備的每一個(gè)細(xì)節(jié)，特別是對(duì)于隱藏的潛在問(wèn)題難以提前發(fā)現(xiàn)。例如，某些設(shè)備內(nèi)部的機(jī)械部件或電子元件可能在使用過(guò)程中逐漸老化或磨損，但這些問(wèn)題往往需要專業(yè)的設(shè)備和技術(shù)才能準(zhǔn)確診斷和修復(fù)，而人工檢查往往難以做到徹底和及時(shí)。其次，傳統(tǒng)的維護(hù)模式往往是在設(shè)備出現(xiàn)故障后才進(jìn)行維修，這不僅延誤了設(shè)備的正常使用時(shí)間，也導(dǎo)致了維修成本的增加。此外，人工記錄設(shè)備維護(hù)情況也存在諸多問(wèn)題，包括記錄的不全面、錯(cuò)誤或遺漏等。這些錯(cuò)誤和遺漏不僅會(huì)增加后續(xù)維護(hù)工作的難度和成本，還可能對(duì)設(shè)備的安全性和穩(wěn)定性構(gòu)成潛在威脅。最后，傳統(tǒng)的維護(hù)方式也難以有效應(yīng)對(duì)設(shè)備使用量大、工作環(huán)境惡劣等特殊情況下的維護(hù)需求。

2 實(shí)驗(yàn)室設(shè)備智慧管理技術(shù)及應(yīng)用分析

實(shí)驗(yàn)室設(shè)備智慧管理通過(guò)整合現(xiàn)有設(shè)施，利用物聯(lián)網(wǎng)、傳感器、大數(shù)據(jù)和人工智能等關(guān)鍵技術(shù)支持實(shí)驗(yàn)室環(huán)境感知、設(shè)備監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)決策，構(gòu)建全方位、全周期的智能實(shí)驗(yàn)生態(tài)圈［9］，推動(dòng)設(shè)備安全性的提高、開(kāi)放共享度的提升以及運(yùn)維成本的降低，使得教學(xué)、科研質(zhì)量更高效、更智能地實(shí)現(xiàn)。多技術(shù)聯(lián)用的實(shí)驗(yàn)室設(shè)備智慧管理技術(shù)如圖2所示。

2.1 提高設(shè)備安全性

實(shí)驗(yàn)室整體環(huán)境的安全是確保實(shí)驗(yàn)室設(shè)備安全的前提，根據(jù)實(shí)驗(yàn)室類(lèi)別及開(kāi)展的實(shí)驗(yàn)種類(lèi)，個(gè)性化制定消防方案，與門(mén)禁和監(jiān)控?cái)z像頭一同構(gòu)筑第一道安全屏障。個(gè)性化的消防方案應(yīng)包括滅火器材的配置、逃生通道的設(shè)計(jì)以及應(yīng)急演練的安排，以確保在發(fā)生火災(zāi)時(shí)，實(shí)驗(yàn)室人員能夠迅速、安全地撤離。

關(guān)注實(shí)驗(yàn)設(shè)備的用電需求也是實(shí)驗(yàn)室安全管理的重要一環(huán)。不同實(shí)驗(yàn)設(shè)備對(duì)電源的要求各異，進(jìn)行電力監(jiān)測(cè)有助于確保實(shí)驗(yàn)設(shè)備的平穩(wěn)、安全運(yùn)行。通過(guò)安裝電力監(jiān)測(cè)設(shè)備，實(shí)時(shí)監(jiān)控電壓、電流和功率等參數(shù)，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)電力異常，避免設(shè)備因電力問(wèn)題而損壞或發(fā)生安全事故。此外，電力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還可以提供歷史數(shù)據(jù)和趨勢(shì)分析，幫助管理人員優(yōu)化電力配置，提高能源利用效率。

對(duì)于精密且昂貴的大型設(shè)備，為了避免因運(yùn)行異常而損壞或?qū)е掳踩鹿剩仨殞?duì)其運(yùn)行狀態(tài)和環(huán)境參數(shù)（如溫度、濕度、震動(dòng)等）進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。通過(guò)在這些設(shè)備上安裝各種傳感器，實(shí)時(shí)收集運(yùn)行數(shù)據(jù)，設(shè)置多種報(bào)警機(jī)制，當(dāng)參數(shù)超出設(shè)定的安全范圍時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，通知相關(guān)人員采取必要措施處理異常情況。實(shí)驗(yàn)室安全物聯(lián)管理平臺(tái)如圖3所示。

例如，生物類(lèi)實(shí)驗(yàn)室中的恒溫箱如果溫度異常，可能導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)樣品損壞，通過(guò)溫度監(jiān)控和報(bào)警功能，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)溫度異常并進(jìn)行調(diào)整，確保實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行。化學(xué)類(lèi)實(shí)驗(yàn)室中，空氣中的有害氣體濃度超標(biāo)可能威脅實(shí)驗(yàn)人員的安全，通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的環(huán)境監(jiān)測(cè)功能，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)空氣質(zhì)量，一旦有害氣體濃度超標(biāo)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)報(bào)警，確保實(shí)驗(yàn)室安全。

對(duì)于頻繁在不同實(shí)驗(yàn)室和使用者之間流動(dòng)的小型設(shè)備，傳統(tǒng)管理方式難以有效跟蹤。通過(guò)在每臺(tái)設(shè)備上安裝傳感器和RFID標(biāo)簽，這些傳感器可以收集設(shè)備的各種狀態(tài)信息，如使用時(shí)間、環(huán)境條件和設(shè)備健康狀況，RFID標(biāo)簽則能夠定位設(shè)備所在位置。當(dāng)設(shè)備被移動(dòng)到新的位置或?qū)嶒?yàn)室時(shí)，Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)可以即時(shí)上傳這些信息到中央管理平臺(tái)。管理員可以通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)實(shí)時(shí)查看設(shè)備的具體位置和狀態(tài)信息，不僅方便設(shè)備的查找和調(diào)度，還能對(duì)設(shè)備的使用情況進(jìn)行監(jiān)控，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決潛在的問(wèn)題，避免設(shè)備丟失或閑置。

通過(guò)使用先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)協(xié)助建立完善的安全管理體系，可以大幅提升實(shí)驗(yàn)室的安全水平，確保設(shè)備的平穩(wěn)運(yùn)行和科研工作的順利進(jìn)行。這不僅能有效減少安全事故的發(fā)生，還能提高實(shí)驗(yàn)室資源的利用效率，為科研人員提供一個(gè)安全、高效的工作環(huán)境。

2.2 優(yōu)化設(shè)備開(kāi)放共享管理模式

設(shè)備的開(kāi)放共享管理，可根據(jù)設(shè)備的價(jià)值和要達(dá)到的要求分為大型儀器設(shè)備和小型設(shè)備兩類(lèi)，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，這兩類(lèi)設(shè)備的管理目標(biāo)和實(shí)現(xiàn)方式有所不同。對(duì)于大型儀器設(shè)備，開(kāi)放共享的主要目標(biāo)是優(yōu)化科研資源利用和管理效率。首先，科研人員可以通過(guò)在線平臺(tái)提交預(yù)約申請(qǐng)，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)設(shè)備的實(shí)時(shí)可用性自動(dòng)安排最佳使用時(shí)間，避免資源浪費(fèi)和沖突。這樣不僅提高了設(shè)備的利用率，也確保了不同科研團(tuán)隊(duì)在使用設(shè)備時(shí)不發(fā)生沖突。此外，設(shè)備配備實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)可以隨時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決潛在問(wèn)題，確保設(shè)備長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。

在數(shù)據(jù)安全方面，高級(jí)加密和權(quán)限控制機(jī)制可以保障科研數(shù)據(jù)的安全，防止未經(jīng)授權(quán)的訪問(wèn)和數(shù)據(jù)泄露。同時(shí)，系統(tǒng)還應(yīng)支持科研成果的共享和合作，促進(jìn)不同團(tuán)隊(duì)之間的交流和協(xié)作。此外，還應(yīng)有精確的計(jì)費(fèi)管理系統(tǒng)，根據(jù)實(shí)際使用情況進(jìn)行計(jì)費(fèi)，確保資源的公平分配和合理使用。操作指南和技術(shù)支持也至關(guān)重要，從而確保用戶能夠正確使用設(shè)備，提高使用效率和設(shè)備壽命。

另一方面，小型設(shè)備共享管理旨在優(yōu)化實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的使用效率和資源配置，為鼓勵(lì)科研人員使用，可以免去計(jì)費(fèi)管理環(huán)節(jié)，但仍需保留預(yù)約申請(qǐng)、審核、設(shè)備使用管理。由于小型設(shè)備會(huì)存在實(shí)驗(yàn)室間流動(dòng)，可利用RFID和傳感器技術(shù)實(shí)現(xiàn)設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控與位置追蹤，管理員隨時(shí)掌握設(shè)備狀態(tài)和位置，確保安全和有效利用。通過(guò)這些技術(shù)，設(shè)備的使用情況可以被實(shí)時(shí)記錄，方便管理人員進(jìn)行管理和調(diào)度。

通過(guò)對(duì)設(shè)備使用數(shù)據(jù)的分析，管理員可以了解實(shí)驗(yàn)室設(shè)備需求和使用趨勢(shì)，判斷哪些設(shè)備的需求高，哪些設(shè)備的需求低。對(duì)于高需求設(shè)備，考慮增加設(shè)備數(shù)量或延長(zhǎng)使用時(shí)間，以滿足教學(xué)科研的需要。而對(duì)于需求較低的設(shè)備，可以減少采購(gòu)或進(jìn)行設(shè)備共享，提高資源的利用效率。利用設(shè)備使用數(shù)據(jù)分析的結(jié)果進(jìn)行合理的資源調(diào)配，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室資源配置的更加優(yōu)化和科學(xué)，為管理策略的調(diào)整提供決策依據(jù)。

此外，數(shù)據(jù)分析還可以揭示設(shè)備的使用頻率、使用時(shí)間和使用者等信息，這些數(shù)據(jù)對(duì)于制訂維護(hù)計(jì)劃、優(yōu)化設(shè)備配置具有重要參考價(jià)值。通過(guò)分析設(shè)備的使用頻率，可以確定哪些設(shè)備需要更加頻繁地維護(hù)和保養(yǎng)，哪些設(shè)備可以適當(dāng)延長(zhǎng)維護(hù)周期，從而節(jié)約維護(hù)成本，提高設(shè)備的使用壽命。

利用智慧管理模式和技術(shù)手段進(jìn)行設(shè)備的開(kāi)放共享管理，不僅可以提高大型儀器設(shè)備和小型設(shè)備的利用率，還可以實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室資源的優(yōu)化配置，提升實(shí)驗(yàn)室的整體管理水平，促進(jìn)科研和教學(xué)工作的順利進(jìn)行。

2.3 降低運(yùn)維成本

建立運(yùn)維知識(shí)庫(kù)，將所有運(yùn)維日志、設(shè)備故障案例、解決方案和維護(hù)指南等信息進(jìn)行系統(tǒng)化整理和存儲(chǔ)。運(yùn)維知識(shí)庫(kù)的關(guān)鍵功能包括信息存儲(chǔ)與檢索，通過(guò)系統(tǒng)化存儲(chǔ)各類(lèi)運(yùn)維相關(guān)信息，管理員可以通過(guò)關(guān)鍵詞快速檢索相關(guān)案例和解決方案，從而極大地提高問(wèn)題處理效率。知識(shí)庫(kù)根據(jù)新錄入的日志和案例不斷更新和優(yōu)化，形成一個(gè)不斷完善的知識(shí)體系，確保知識(shí)庫(kù)始終保持最新和最實(shí)用的狀態(tài)。這種動(dòng)態(tài)更新機(jī)制不僅能確保管理員掌握最新的維護(hù)技術(shù)和解決方案，還能積累寶貴的運(yùn)維經(jīng)驗(yàn)，提升整體管理水平。

在面對(duì)復(fù)雜問(wèn)題或未知故障時(shí)，知識(shí)庫(kù)提供類(lèi)似案例和參考解決方案，輔助管理員做出科學(xué)高效的決策，減少故障排除時(shí)間和資源浪費(fèi)。當(dāng)儀器設(shè)備突然出現(xiàn)異常時(shí)，通過(guò)知識(shí)庫(kù)檢索到相似故障的處理記錄和專家建議，管理員可以迅速判斷問(wèn)題所在，采取有效措施進(jìn)行修復(fù)，避免設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間停機(jī)和影響科研進(jìn)度。

建立數(shù)據(jù)分析平臺(tái)同樣至關(guān)重要，實(shí)施預(yù)防性維護(hù)，將物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)獲取設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、歷史數(shù)據(jù)和預(yù)警信息等數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，結(jié)合運(yùn)維知識(shí)庫(kù)制定科學(xué)的預(yù)防性維護(hù)計(jì)劃。物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測(cè)提供了實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，管理員可以根據(jù)這些數(shù)據(jù)制定維護(hù)計(jì)劃，預(yù)測(cè)設(shè)備故障，及時(shí)采取措施，以最小的成本實(shí)現(xiàn)最大的設(shè)備效益。例如，某些設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)溫度或振動(dòng)異常，通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)控和數(shù)據(jù)分析，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并進(jìn)行處理，防止設(shè)備損壞和停機(jī)。

實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)使管理員能夠動(dòng)態(tài)調(diào)整維護(hù)策略，通過(guò)分析設(shè)備的歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)和當(dāng)前狀態(tài)，可以優(yōu)化維護(hù)時(shí)間安排和方法，避免不必要的停機(jī)和維護(hù)，確保設(shè)備始終在最佳狀態(tài)下運(yùn)行。例如，某些設(shè)備在某些時(shí)段的使用頻率較高，管理員可以根據(jù)數(shù)據(jù)分析結(jié)果，安排在使用低谷期進(jìn)行維護(hù)，減少對(duì)科研工作的影響。

綜合運(yùn)維知識(shí)庫(kù)和數(shù)據(jù)分析平臺(tái)的優(yōu)勢(shì)，管理員可以優(yōu)化維護(hù)時(shí)間安排和方法，減少設(shè)備停機(jī)時(shí)間?？傊?，建立運(yùn)維知識(shí)庫(kù)和數(shù)據(jù)分析平臺(tái)是現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)室設(shè)備管理的關(guān)鍵，通過(guò)系統(tǒng)化的知識(shí)管理和數(shù)據(jù)分析，可以顯著提升設(shè)備管理效率和科研工作的連續(xù)性，為實(shí)驗(yàn)室提供可靠的技術(shù)支持和保障。

3 結(jié)語(yǔ)

實(shí)驗(yàn)室管理是高等教育事業(yè)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，而現(xiàn)有管理方式存在一系列問(wèn)題。物聯(lián)網(wǎng)與多技術(shù)聯(lián)用的應(yīng)用為實(shí)驗(yàn)室管理帶來(lái)了新的解決方案，提高了設(shè)備管理效率、安全性和資源利用率。為了最終實(shí)現(xiàn)學(xué)院實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的智慧化管理，可在充分評(píng)估當(dāng)前實(shí)驗(yàn)室設(shè)備種類(lèi)、分布和使用情況的基礎(chǔ)上，確定具體需求，先從關(guān)鍵設(shè)備和重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室入手，制定技術(shù)方案，逐步實(shí)施并推廣到整個(gè)學(xué)院，同時(shí)加強(qiáng)對(duì)管理人員和使用者的培訓(xùn)，確保系統(tǒng)的有效運(yùn)行和維護(hù)。

此外，需建立有效的反饋機(jī)制，及時(shí)收集和處理使用者在系統(tǒng)使用過(guò)程中遇到的問(wèn)題和建議，不斷優(yōu)化和完善智慧管理系統(tǒng)。通過(guò)科學(xué)合理的規(guī)劃和實(shí)施，實(shí)驗(yàn)室設(shè)備智慧管理模式將為實(shí)驗(yàn)室?guī)?lái)顯著的管理效益，為教學(xué)科研提供堅(jiān)實(shí)的支持。同時(shí)，這種管理模式也有助于學(xué)院實(shí)驗(yàn)室整體管理水平的提升，推動(dòng)高等教育事業(yè)的持續(xù)發(fā)展和創(chuàng)新。

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（編輯 何 琳編輯）

Exploration of intelligent management model for laboratory equipment

in multidisciplinary interdisciplinary academies

LI Xiuhan， ZHU Songsheng， WANG Chao， WANG Wei*

（School of Biomedical Engineering and Informatics， Nanjing Medical University， Nanjing 211166， China）

Abstract： Smart management of laboratory equipment is crucial for the overall operation of teaching， research， and school management. The comprehensive application of Internet of Things （IoT） and various technologies presents new opportunities to improve the management of laboratory equipment. Based on the architecture of departmental-level laboratories， evaluates current bottlenecks and challenges in equipment management， this paper explores the implementation of smart management technologies to optimize equipment safety， facilitate open sharing management mechanisms， and reduce operational costs. These efforts aim to reform management practices within laboratory departments， providing necessary information and decision-making guidance to enhance the quality of teaching and research.

Key words： laboratory equipment; Internet of Things （IoT）; intelligent management; safety; open sharing

基金項(xiàng)目：南京醫(yī)科大學(xué)2023年度教育研究課題；項(xiàng)目名稱：基于物聯(lián)網(wǎng)的醫(yī)工交叉實(shí)驗(yàn)室設(shè)備智慧管理可行性探索；項(xiàng)目編號(hào)：2023LX042。教育部產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人項(xiàng)目；項(xiàng)目名稱：生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)數(shù)字醫(yī)療實(shí)踐教育改革探索；項(xiàng)目編號(hào)：230902636285205。南京醫(yī)科大學(xué)2023年度教育研究課題；項(xiàng)目名稱：“三邊實(shí)踐”教學(xué)方法在醫(yī)學(xué)成像原理課程自主學(xué)習(xí)模塊中的應(yīng)用研究；項(xiàng)目編號(hào)：2023ZC022。

作者簡(jiǎn)介：李修寒（1994— ），男，實(shí)驗(yàn)師，碩士；研究方向：醫(yī)學(xué)電子與醫(yī)學(xué)圖像處理。

通信作者：王偉（1980— ），男，高級(jí)實(shí)驗(yàn)師，博士；研究方向：醫(yī)療儀器與醫(yī)學(xué)圖像處理。