本項(xiàng)目合作對象是一家在水處理試驗(yàn)儀器及實(shí)驗(yàn)室設(shè)備領(lǐng)域深耕多年的專業(yè)制造商，憑借其卓越的研發(fā)實(shí)力與深厚的技術(shù)積累，為水處理行業(yè)提供了眾多高質(zhì)量的試驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)室設(shè)備及定制化解決方案。該企業(yè)始終秉持著對水質(zhì)安全與環(huán)境保護(hù)的高度責(zé)任感，致力于研發(fā)出更加精準(zhǔn)、高效、可靠的水處理試驗(yàn)儀器及實(shí)驗(yàn)室配套設(shè)備，以滿足不同領(lǐng)域客戶對水質(zhì)監(jiān)測、分析與實(shí)驗(yàn)研究的多樣化需求。其產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于科研機(jī)構(gòu)、環(huán)保部門、工業(yè)企業(yè)等多個(gè)領(lǐng)域，不僅提升了水質(zhì)監(jiān)測的準(zhǔn)確性和效率，更為推動水處理技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展做出貢獻(xiàn)。
上海研博以其卓越的技術(shù)研發(fā)能力、豐富的行業(yè)經(jīng)驗(yàn)以及對市場需求的敏銳洞察，為我們量身定制了基于Stew—OT的實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)不僅解決了我們面臨的儀器儀表接入難題，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集與分析，還通過靈活的工單管理和設(shè)備維護(hù)功能，顯著提升了實(shí)驗(yàn)室的運(yùn)營效率和管理水平。
——合作伙伴
項(xiàng)目背景
隨著科技的不斷進(jìn)步和各行業(yè)對研發(fā)創(chuàng)新的高度重視，實(shí)驗(yàn)室在科研、教育、企業(yè)研發(fā)等領(lǐng)域的作用日益重要。各類實(shí)驗(yàn)室的數(shù)量不斷增加，規(guī)模逐漸擴(kuò)大，同時(shí)實(shí)驗(yàn)室的使用者和管理者對于高效、精準(zhǔn)、智能化的管理需求也愈發(fā)強(qiáng)烈。他們期望能夠?qū)崟r(shí)掌握實(shí)驗(yàn)室的運(yùn)行狀態(tài)、設(shè)備使用情況、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)等信息，以便更好地進(jìn)行資源分配、決策制定和安全管理。
當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的廣泛應(yīng)用為實(shí)驗(yàn)室管理帶來了新的機(jī)遇，通過傳感器、智能設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)連接，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測和控制實(shí)驗(yàn)室環(huán)境、設(shè)備狀態(tài)、實(shí)驗(yàn)過程，提高管理效率，并為數(shù)據(jù)分析和智能化決策提供了基礎(chǔ)。同時(shí)由于智能化管理的興起，如人工智能、大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)的發(fā)展，使得實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)智能化的數(shù)據(jù)分析、預(yù)測和決策，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)流程，提高實(shí)驗(yàn)成功率，并提前預(yù)測設(shè)備故障進(jìn)行預(yù)防性維護(hù)。
然而實(shí)驗(yàn)室管理仍面臨諸多問題，如設(shè)備管理困難，設(shè)備狀態(tài)難以實(shí)時(shí)監(jiān)測、維護(hù)不及時(shí)、利用率低，且新設(shè)備集成到管理系統(tǒng)中存在挑戰(zhàn)；數(shù)據(jù)采集與分析困難，數(shù)據(jù)來源廣泛，采集和整理工作繁瑣，且缺乏有效的數(shù)據(jù)分析工具和方法；流程管理不規(guī)范，缺乏規(guī)范的管理，自動化程度低，需要大量人工干預(yù)；以及安全管理風(fēng)險(xiǎn)高，傳統(tǒng)安全管理方式難以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測和預(yù)警，且信息化程度低等問題。
因此，基于物聯(lián)網(wǎng)平臺搭建的實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，旨在解決這些痛點(diǎn)，提升實(shí)驗(yàn)室管理的智能化、高效化和安全化水平。
技術(shù)挑戰(zhàn)
1、多種實(shí)驗(yàn)室儀器儀表接入
在實(shí)驗(yàn)室的實(shí)際應(yīng)用中，儀器儀表的種類日漸增多。不同種類的儀器儀表往往來自不同的廠家，采用了眾多不同的通訊協(xié)議，就如同一個(gè)龐大的“通訊協(xié)議大雜燴”。并且隨著實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的不斷擴(kuò)大，新的儀器儀表不斷加入，帶來新的接入形式幾乎是必然趨勢。比如，隨著科研項(xiàng)目的深入，新的高精度測量儀器可能會被引入實(shí)驗(yàn)室，而這些儀器很可能采用一種從未見過的通訊協(xié)議。
同時(shí)目前所使用的大部分儀表都不具備遠(yuǎn)傳能力，這給數(shù)據(jù)的集中管理帶來了極大的困難。為了解決這個(gè)問題，需要選用通訊模塊將儀表的數(shù)據(jù)透傳到平臺進(jìn)行解析。然而不同的通訊模塊可能存在兼容性問題，這需要進(jìn)行大量的調(diào)試和優(yōu)化工作。
2、實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)支撐
實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)作為科研與實(shí)驗(yàn)活動的核心支撐平臺，確實(shí)為用戶提供了豐富多樣的管理功能，涵蓋了從實(shí)驗(yàn)計(jì)劃到結(jié)果分析的各個(gè)環(huán)節(jié)。但是其缺乏物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的深度融合，成為了制約其效能發(fā)揮的一大瓶頸。
缺乏物聯(lián)網(wǎng)能力的實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)難以實(shí)時(shí)、高效地獲取儀器儀表的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，這不僅影響了數(shù)據(jù)的時(shí)效性和準(zhǔn)確性，也給用戶的后續(xù)統(tǒng)計(jì)分析工作帶來了諸多不便。數(shù)據(jù)的延遲、缺失或錯(cuò)誤，都可能對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的科學(xué)性和可靠性造成不良影響，不方便用戶數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析，進(jìn)而影響到科研項(xiàng)目的進(jìn)度和成果質(zhì)量。
3、維修工單、鎖機(jī)流程管理
實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)主要服務(wù)于實(shí)驗(yàn)相關(guān)人員，在面向設(shè)備廠家的設(shè)備故障維修、到期申請鎖機(jī)等流程性工作方面存在嚴(yán)重不足。在實(shí)際應(yīng)用中，設(shè)備故障維修是一個(gè)頻繁出現(xiàn)的問題：當(dāng)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，需要及時(shí)通知設(shè)備廠家進(jìn)行維修。但是由于現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)缺乏相應(yīng)的流程管理功能，維修工單的生成、分配和跟蹤都變得十分困難。這不僅會導(dǎo)致維修時(shí)間延長，影響實(shí)驗(yàn)進(jìn)度，還可能因?yàn)樾畔⒉粫惩ǘ斐刹槐匾膿p失。
同樣，對于實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的到期申請鎖機(jī)也是一個(gè)重要的流程性工作。當(dāng)設(shè)備租賃到期或者需要進(jìn)行維護(hù)時(shí)，設(shè)備廠家需要對設(shè)備進(jìn)行鎖機(jī)操作。但目前的實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)無法承載這一流程，使得設(shè)備廠家不得不采用人工方式進(jìn)行鎖機(jī)，效率低下且容易出現(xiàn)錯(cuò)誤。并且隨著系統(tǒng)應(yīng)用的不斷擴(kuò)展，可能還會產(chǎn)生新的流程。例如設(shè)備升級、軟件更新等都需要有相應(yīng)的流程來管理，如果實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)不能及時(shí)適應(yīng)這些變化，將會給用戶和設(shè)備廠家?guī)順O大的困擾。
解決方案
1、多種實(shí)驗(yàn)室儀器儀表接入：多源接入能力的必要性與實(shí)踐
上海研博的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)統(tǒng)一接入系統(tǒng)（Stew—OT）針對不同的接入場景提供了豐富多樣的接入組件，以支持廣泛的傳輸協(xié)議。系統(tǒng)不僅支持TCP、UDP、MQTT等常見的通訊方式，還具備直接集成OPCUA、ModbusTCP等工控系統(tǒng)采集功能?；诓寮脑O(shè)計(jì)理念，系統(tǒng)開放了接入組件的拓展接口，允許具備開發(fā)能力的用戶根據(jù)需求自由擴(kuò)展新的接入方式極大地提升了系統(tǒng)的靈活性和可擴(kuò)展性。
基于此系統(tǒng)，雙方合作開發(fā)了一套基于Stew—OT的實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)，旨在解決大量儀器儀表無法直接接入物聯(lián)網(wǎng)平臺產(chǎn)生的數(shù)據(jù)孤島現(xiàn)象，并且降低對數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性的影響，同時(shí)提高實(shí)驗(yàn)室的智能化管理水平。
2、實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)支撐：靈活服務(wù)能力的價(jià)值體現(xiàn)
針對實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)在數(shù)據(jù)支撐方面的不足，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)統(tǒng)一接入系統(tǒng)（Stew—OT）內(nèi)置的規(guī)則引擎功能全面且強(qiáng)大，能夠輕松應(yīng)對設(shè)備間的智能聯(lián)動、實(shí)時(shí)告警和數(shù)據(jù)精準(zhǔn)轉(zhuǎn)發(fā)等復(fù)雜操作，確保數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性。系統(tǒng)還提供了封裝完善的API接口，這些接口不僅涵蓋了產(chǎn)品與設(shè)備的增刪改查操作，還支持歷史數(shù)據(jù)查詢以及功能調(diào)用等多種功能。這些接口的開放，為第三方應(yīng)用與系統(tǒng)的深度對接提供了極大的便利，使得各類應(yīng)用能夠輕松接入系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的無縫流轉(zhuǎn)和共享。
通過基于Stew—OT的實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)，某些高校實(shí)驗(yàn)室成功實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集和分析。實(shí)驗(yàn)人員不僅能夠?qū)崟r(shí)掌握實(shí)驗(yàn)進(jìn)展，還能夠通過數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)中的潛在問題，及時(shí)調(diào)整實(shí)驗(yàn)方案，提高了實(shí)驗(yàn)效率和成功率。
3、維修工單、鎖機(jī)流程管理：工單中心的高效與便捷
上海研博的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)統(tǒng)一接入系統(tǒng)（Stew—OT）中的工單模塊，內(nèi)置了表單設(shè)計(jì)器、流程設(shè)計(jì)器，通過簡單的拖拉拽、連線操作，用戶即可設(shè)計(jì)出一個(gè)業(yè)務(wù)流程;支持經(jīng)辦、審批、匯合、抄送等。同時(shí)可與工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)統(tǒng)一接入系統(tǒng)的規(guī)則引擎集成，其中工單審批可以作為場景聯(lián)動的觸發(fā)條件，工單審批的結(jié)果可以作為執(zhí)行條件，設(shè)備控制、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)、報(bào)警通知等可以作為輸出。
基于Stew—OT的實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)同樣內(nèi)置了工單中心模塊，通過此系統(tǒng)成功實(shí)現(xiàn)了維修工單和鎖機(jī)流程的自動化管理。這不僅提高了流程的執(zhí)行效率，還減少了人為錯(cuò)誤的發(fā)生。同時(shí)系統(tǒng)還能夠根據(jù)流程的執(zhí)行情況，自動生成相應(yīng)的報(bào)告和分析數(shù)據(jù)，為實(shí)驗(yàn)室的精細(xì)化管理提供了有力支持。
項(xiàng)目成果
此次合作通過實(shí)施基于Stew—OT的實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)，雙方成功攻克了多個(gè)技術(shù)難關(guān)。該系統(tǒng)不僅實(shí)現(xiàn)了對多種類型、通訊協(xié)議各異的儀器儀表的高效接入與數(shù)據(jù)集成，顯著提升了數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性，而且通過內(nèi)置的規(guī)則引擎和強(qiáng)大的API接口，為第三方應(yīng)用提供了靈活的數(shù)據(jù)服務(wù)和深度對接能力。也對系統(tǒng)中的工單模塊通過表單設(shè)計(jì)器和流程設(shè)計(jì)器的靈活運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備維修、鎖機(jī)管理等流程性工作的自動化和智能化，極大地提高了實(shí)驗(yàn)室的運(yùn)營效率和管理水平。
結(jié)語
在當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)蓬勃發(fā)展的社會背景下，各行各業(yè)都在積極尋求數(shù)字化轉(zhuǎn)型與智能化升級的新路徑。實(shí)驗(yàn)室管理作為科研創(chuàng)新的重要支撐環(huán)節(jié)，其智能化、高效化的需求尤為迫切。此次合作，不僅成功地將先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室管理領(lǐng)域，展現(xiàn)了雙方在技術(shù)創(chuàng)新與復(fù)雜問題解決上的卓越能力，更為整個(gè)行業(yè)樹立了智能化、高效化的新標(biāo)桿。
面對物聯(lián)網(wǎng)平臺所帶來的復(fù)雜多變的技術(shù)挑戰(zhàn)，唯有堅(jiān)持創(chuàng)新驅(qū)動，不斷深化技術(shù)交流與合作，才能不斷突破自我，推動技術(shù)升級與業(yè)務(wù)模式的革新，實(shí)現(xiàn)更高水平的發(fā)展?；赟tew—OT的實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)不僅解決了實(shí)驗(yàn)室管理中存在的諸多痛點(diǎn)問題，更在數(shù)據(jù)集成、流程優(yōu)化等方面取得了顯著成效，為實(shí)驗(yàn)室的科研創(chuàng)新與業(yè)務(wù)發(fā)展提供了強(qiáng)有力的支撐。
未來上海研博將繼續(xù)秉承開放合作、互利共贏的理念，與更多優(yōu)秀企業(yè)保持緊密的合作關(guān)系，共同探索物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在不同領(lǐng)域的更多創(chuàng)新應(yīng)用與技術(shù)突破，持續(xù)貢獻(xiàn)我們的力量，共同開創(chuàng)更加美好的未來。
