实验室设备管理平台

实验室设备管理平台（精选8篇）

1.实验室设备管理平台 篇一

2.1基本构想

高校在建立校园网络以后，为各项资源的共享创造了有利条件，现在很多高校都提升了对校园网络的利用率，共享了实验设备信息，可以将实验室运行动态发布给全校。高校可以利用校园网络共享资源，让实验室设备为全校科研项目提供更好的服务。在信息网络技术的支撑下，可以对设备资源进行网络化管理，并通过构建实验室设备资源共享管理网络体系，这样能够提供信息查询、预约管理、设备授权、智能电源控制、机时统计、在线显示、日子管理和收费管理等功能。如此一来，可以有效控制与管理实验室各种仪器设备的工作状态。

2.2主要功能

(1)仪器设备开放共享管理。在实验室信息化管理平台建设中，可以在系统内纳入各项设备，并采取学校管理员、学院管理员和仪器管理员的三级管理模式。学校管理员能够在系统后台完成拓展学院数量、维护网页后台、设置用户权限和维护统计报表等操作。学院管理员主要将相关仪器设备添加到学院平台上，并安排设备负责人和查询各种报表。仪器管理员能够设置仪器信息与预约单审核和用户培训管理，并监控设备运行和用户信誉管理。对于不同用户，权限也不一样，如学生能够在平台上查询仪器、申请培训、预约设备、在线交流和资源学习，而导师不仅具备学生的全部权限，还能够设置团队成员人数、经费分配、查看电子账单、设备预约记录等[2]。将运行监控和视频、门禁进行联接，能够实时查询现阶段时间开放状况和预约人信息。维护管理能够提供仪器维修申请单、审核与记录信息。仪器报表管理能够查询仪器设备使用状况和费用浏览。短信通知管理可以快速为指定人员发布培训和预约信息。财务管理对校园卡与设备收费结算进行绑定，可以提供充值与消费服务。(2)低值易耗品管理。高校管理部门主要负责全校实验教学低值易耗品采购工作，管理模块主要采取校院二级管理模式，校级采购管理员具备审核、数量修改、删除、发送采购等权限，校级仓库管理员具备发放、核账、结算、监管等权限。二级学院安排院级管理人员，主要与校级部门进行对接与审核。申请人具备查看申请、添加修改信息等权限。学期开始时，申请人按照教学大纲计划，在网上统一申请采购，系统内可以随时申请毕业设计和科研耗材。申请人利用系统，可以参考、查阅和选购全部采购的耗材，并将申请单分类填好，让院系管理员来审核，系统可以生成采购单号[3]。校级管理员可以将竞标报价发给供应商，同一个品牌低价者中标。供货商送至学院管理员入库，学院管理人员建立出库管理，根据实际需求进行发放，同时开展对耗材的过程监管与回收工作。(3)科研业务管理。要建设一个校级科研管理系统，并在系统管理内建设一整套由研究人员、学院以及学校三级构成的平台，全校教师可以登录进来。这样科研人员、各科研单位以及科技部可以在一个统一网络平台上进行集中，并实现协同办公。通过对全校统一的科研信息数据库建设，能够让数据采集与审核程序得到优化，让数据查询与报表分析更加方便与快捷。科研办公、科研队伍、科研平台和学术活动等主要由校级管理人员负责维护，研究人员除了能够利用项目管理实现对项目的申报、立项、变更、中检和结题的管理工作以外，还能够管理科研经费、科研成果和获奖成果。院级管理人员负责项目审批、分配角色和权限、与校级管理人员对接审核等。

2.实验室设备管理平台 篇二

电能质量设备用于改善电能质量,为用户提供优质电力。应用现代大功率电力电子和控制技术实现电能质量控制,为用户提供满足特定要求的电力供应技术,称为定制电力技术(custom power)。因此,电能质量设备考核、实验本质上是对大功率电力电子装置进行实验。国内目前对定制电力设备进行考核、实验的方法及平台的研究属起步阶段,迄今为止国内尚无类似的综合实验系统。“十一五”国家科技支撑计划重点项目之一“电能质量复合控制技术及装置”的重要内容之一就是电能质量实验方法及装置的研究。近年韩国LG Industrial Systems公司建立了定制电力设备实验场(Korea custom power plaza,KCPP)。KCPP由动态电压恢复器(DVR)、配电网静止无功补偿器(D-STATCOM)、固态转换开关(SSTS)、有源电力滤波器、谐波发生器、负载箱等构成。通过电能质量监测系统实现对定制电力设备性能的评估[1]。KCPP属于动模仿真系统,用于评估定制电力设备的性能。KCPP无法模拟被实验设备运行的电网环境,且造价较昂贵。

根据国家相应标准,电能质量设备的考核内容不仅包括测试电能质量设备本身固有的各种电气参数和性能,而且包括电能质量设备在电力系统环境运行时综合衡量设备的运行功能和各项性能指标。目前,无源/有源电力滤波器、静态和动态无功补偿设备、各种电能质量改善设备在工业供电系统和电力系统中广泛使用,但是,对这些设备缺乏有效可行的考核、实验方法。电能质量问题复杂性决定了其实验方法的多样性,如谐波、不平衡度、电压闪变、电压暂升、暂降等,构建如此复杂的实验电源存在困难。因此,有效的办法是将电能质量设备的考核建立在模拟电力系统环境的实时仿真平台上,并提供具有高电压、大电流的实验环境。

建立电能质量设备综合实验平台需要解决如下关键问题:①为被考核测试设备(以下简称被测设备)建立符合实际运行条件的电网环境,将被测设备置于模拟电网环境中,进行各种接近实际工况的运行考核;②将被测设备的各种运行状态反馈到模拟电网中,实时考核和评价被测设备在电网中的运行和控制情况,并根据其结果进行评估;③为实验平台提供高电压、大功率电力电子接口装置;④构建大功率电力电子负载,用于模拟任意负载特性,该负载应能受控于实时数字仿真系统,并可模拟各类负载特性,为实验平台提供负载环境。

大功率电力电子装置实验主要有物理模拟和数字仿真2种方式。物理模拟除了模拟效果的等效性问题外,建立相应的电力系统环境需不菲的投资。数字仿真由软件建立电力电子装置及其所运行的电力系统环境,成本低,易于实现,但其效果与建模精度密切相关,而理想化的模型无法完全真实反映电力电子装置的性能[2,3]。采用数字—物理混合仿真方法,即在数字仿真系统中建立电网环境,由模拟样机或原型装置再现实际装置,将两者结合,是解决大功率电力电子装置仿真难题的有效方法[4,5,6,7,8,9]。

1 理论依据

由物理器件对真实系统的行为进行仿真,两者之间的关系必须满足相似定理。物理仿真系统的过程可以用微分—代数方程组进行描述。数字仿真系统则是从描述实际系统行为的微分—代数方程出发,实时求解微分—代数方程,输出结果即为被仿真系统的行为。因此,物理模拟和实时数字仿真都再现了实际系统的行为,两者统一在描述系统行为的微分—代数方程组上。电力系统的微分—代数方程就是系统运行状态方程:

$\begin{array}{l}\dot{\mathit{x}}=\mathit{f}(\mathit{x},\mathit{\mu },\mathit{y})(1)\\ \mathit{g}(\mathit{x},\mathit{\mu },\mathit{y})=0(2)\end{array}$

式中:x为微分方程组的状态向量;μ为输入向量;y为输出向量。

式(1)主要有如下几类微分方程:发电机暂态、次暂态电势变化过程;发电机转子运动、励磁系统暂态过程;原动机及其调速系统暂态过程;负荷或感应电动机暂态过程;网络电感、电容元件;线路暂态过程的偏微分方程;等等。式(2)描述上述微分方程以外的其他内在联系。

2 实验平台方案及实验方法

2.1 基本结构

综合实验平台结构原理示于图1,由实时数字仿真子系统、动态物理模拟子系统、监控单元等组成。实时数字仿真子系统包括数字仿真单元、数字等效受控源、输出端口、监控设备等,数字仿真单元采用目前国际上广泛应用的实时数字仿真仪(RTDS)[9]。动态物理模拟子系统包括大功率接口装置、被测试设备、监控设备等。

实时数字仿真子系统通过输入边界点的电压、电流信号,经A/D转换后变成数字量,形成数字仿真子系统的边界条件,称为软件接口;动态物理模拟子系统在读入信号的控制下,在其网络端口上形成相应的模拟电压和电流信号,称为硬件接口。实时数字仿真子系统的输出端口信号通过软件接口控制大功率电力电子接口装置的运行,即将输出端口信号放大到实际现场水平。被考核设备与接口装置相连,所产生的补偿信号通过硬件接口传给实时数字仿真子系统进行仿真;该补偿信号作为等效受控源反馈到输出端口。动态物理模拟子系统、实时数字仿真子系统、接口、信号传输等所有必需的系统运行信号,通过监控设备传送至监控单元的数据库和全局控制单元,供存储、分析、显示。

实时数字仿真子系统建立被测设备所运行电网的实时仿真模型。在已知端口电流或电压的条件下,实时数字仿真子系统的边界条件由动态刷新的电流源或电压源代替。大功率电力电子接口装置为被测设备提供电源,或作为大功率非线性负荷。被测设备由基本电路和控制单元组成。控制单元分析来自监控系统的运行数据,指导基本电路的运行。全局控制主要由人机界面、数据库和数据分析3部分组成,配合监控设备对平台的运行状态进行监控,消除接口时滞和放大误差。

2.2 体系结构

综合实验平台在功能上采用人工智能机器人体系结构(见图2),即按功能分为感知、规划和执行单元3个部分。感知部分作为机器人的信息来源是基础;规划部分主要包括监控单元中的全局控制单元,通过一定的规则,处理由感知单元得到的信息,指导执行单元的操作;执行部分主要包括接口控制单元,一方面根据感知信息和预先设定的程序动作,另一方面接受来自规划部分的指导。规划部分通过建立独立全局控制单元实现。通过建立平台机器人自学机制,利用实验的可重复性,通过对感知的外界信息进行多次学习、分析和处理,对平台仿真控制参数进行调整,逐渐达到实验所要求的运行状态和参数。

2.3 全局控制机制

全局控制系统由数据总线、人机界面、数据库、数据分析(状态监控、学习控制)组成,如图3所示。来自监控设备的系统运行参数通过数据总线传输到数据库;数据分析单元负责平台运行状态的监控和学习任务;人机界面为用户提供必要的图文信息,方便用户及时了解平台的运行状态。

2.4 实施流程

机器人的自学习能力体现在全局控制单元数据分析子单元内。全局控制的目的是分析数据库中已有的历史数据,通过对历史数据的学习,对平台当前运行参数进行修正,即修正接口装置逆变电路的输出。其流程如图4所示。

实验前对平台进行初始化;第n(n=1,2,…)次运行后,需检测全系统的状态是否符合测试、考核条件和要求;若不符合,进一步判断是否进行过第n次全局控制,以决定是否进行全局控制干预,即调整相应单元的参数,并记录运行情况;n=1时全局控制不介入;若已进行过第n次全局控制,则分析第n次运行状况,得出第n+1次的控制参数,指导第n+1次运行控制,为进入第n+1次循环做准备。重复上述步骤,在检测到运行参数满足实验条件和要求时结束实验。通过对最后一次运行结果进行分析,完成对被测设备的考核评估。

3 时滞和时变性问题及其解决措施

综合实验平台需要解决不同仿真系统之间的配合这一关键问题,其难点在于处理系统之间信号转换和传输引起的延时,以及不同算法之间的协调问题[10,11,12]。由于物理系统存在很大的能量流动,信号转换和传输延时较大;同时,物理仿真系统可以假设为步长无限小的数字仿真系统,即基本上不用考虑数字仿真系统与物理仿真系统之间的步长同步问题,只需重点考虑信号转换和传输延时的影响,接口设备的延时要尽可能小,存在延时的情况下通过全局控制等手段消除延时的影响,即机器人通过监控单元对平台运行进行全局监控,消除大功率电力电子接口装置的延时和放大误差。

实验平台采用连续—离散模型分离(CDMS)法解决高频开关引起的模型时变性、计算复杂程度高及误差大等问题(见图5)。将电路模型中的开关器件用理想电流源替代,然后用开关模型G(VSW)描述开关器件的电压、电流关系,从而将开关器件从整个电路模型中分离出来。由G(VSW)计算出开关电流,作为输入注入电路方程F(VSRC,ISRC,ISW,X)中;由电路方程计算出开关电压,亦作为输入注入开关模型G(VSW)中。因此,在大规模电路模型方程F中不再含开关器件,所以不受开关动作影响;开关动作时只需对G(VSW)进行更新,减少了计算量。

综合实验平台需解决不同模拟系统之间的配合问题。除了接口精度外,还要考虑各环节的传输和控制延时。实验平台延时主要由物理接口延时τf=τf1+τf2和数字接口延时τd=τd1+τd2组成。其中:τf1为数字仿真系统输出数据传输至接口装置控制单元所需的时间,主要取决于A/D、光隔等环节;τf2为接口装置接收数字仿真系统输出数据到形成相应输出所需的时间,包括控制系统采样、计算、下发命令和功率回路的固有延时;τd1为被测设备的返回功率信号经互感器、A/D、光隔等单元后到达数字仿真系统输入端口的延时;τd2为返回信号由数字仿真系统输入端口到写入寄存器所需的时间,主要取决于采样环节。信号采样延时主要由传感器相移造成,τf1≤20 μs,τd1≤20 μs;控制延时包括处理器计算延时和信号传递延时。接口装置采样和通信频率为96 kHz,考虑主控与驱动2部分的光纤通信,τf2为40 μs~60 μs。τd2主要由RTDS的采样和光隔环节决定,为20 μs~40 μs。因此,平台的混合仿真预计总延时为100 μs~140 μs。

采用PSCAD联合MATLAB对实验平台结构进行仿真,分别设置延时100 μs和200 μs进行仿真。测试对象为有源电力滤波器,负载为不可控整流桥,电压380 V,频率50 Hz。图6为接口装置输出的电压波形。结果表明,当总延时控制在100 μs以内时,仿真平台具有良好的性能;而当总延时达到200 μs时,输出电压发生振荡。

4 大功率电力电子接口装置

综合实验平台的大功率电力电子接口装置受控于虚拟数字电力系统,为被测设备所需的电力系统环境提供能量并完成所需能量的输入和回馈。大功率电力电子接口装置应具有响应快速、波形可任意设置等特点。大功率非线性负荷受控于实时数字仿真系统,并可模拟各类负载特性,为实验平台提供负载环境。大功率电力电子接口装置应能实现能量交换和回馈,使整个实验系统所需能耗最小。

大功率电力电子接口装置采用全控器件——绝缘栅双极晶体管(IGBT)和续流二极管等构成三相整流加逆变结构,主要由隔离变压器、整流电路、逆变电路及控制单元组成,如图7所示。

整流电路通过隔离变压器接交流电源,逆变电路接被测设备基本电路。为能提供稳定的直流电源,整流电路采用独立控制方式;考虑直流侧负荷变化的影响,采用脉宽调制整流控制策略减小注入电网的谐波,并实现单位功率因数的控制。逆变单元要求快速跟踪端口信号,采用响应快速无差拍控制技术,并与平台全局控制相结合,实现端口信号的精确跟踪。被测设备接到逆变器的交流输出侧,因而所需的无功能量通过逆变器进行实时交换和分配。由逆变器开关死区时间产生的电压波形校正、控制延时等问题均可通过人工智能机器人解决。

当需要大功率非线性负荷时,将三相整流电路变换成逆变电路,而将逆变电路变换成整流电路。非线性负荷由被测设备驱动,而负荷的性质、参数则由实时数字仿真子系统控制。

在以上研究的基础上,目前已完成100 kVA/380 V综合实验平台样机。样机接口装置输入为三相380 V市电电源,额定输出为三相380 V线电压,最大输出电流150 A,在接口装置的输出端接无源滤波器,对输出波形进行滤波。对电压380 V、补偿电流100 A的有源滤波器进行测试,效果接近有源滤波器实际运行效果。以A相为例,实验结果的电压波形见图8,可见输出电压与控制电压基本重合,实验平台输出电压总谐波畸变率不大于3%。

5 结语

电能质量设备考核测试综合实验平台利用物理仿真方法具有的现象直观、物理概念清晰、可以用原型机(实际装置)进行仿真等优势,利用数字仿真系统能够灵活方便地更改设置参数、通用性强、模拟规模较大等优势,将物理模拟与数字仿真相结合,充分发挥这2种仿真系统的优势,并与大功率电力电子技术结合,在提高接口电气参数的同时,实现大容量功率吞吐,解决数字—物理混合仿真中功率放大器的性能限制及大功率非线性负荷等问题。目前已完成100 kVA/380 V综合实验平台样机,下一步将研制2 MVA/10 kV的实验平台。作为一种尝试,本文的研究目标是解决电能质量设备检测难题,也是对电能质量设备仿真技术的一次探索。

参考文献

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3.实验室开放信息化管理平台研究 篇三

关键词：管理员模块；学生模块；教师模块

中图分类号：TP311.52文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2012) 02-0000-02

Laboratory Information Management Platform Study

Tian Mingjiang,Gao Guoyuan

(Media Institute of Technology Liaocheng University,Liaocheng 252059,China)

Abstract:With the development of experimental teaching,more and more obvious,seriously hindered the development of the student's imagination and thinking skills,closely follow the trend of the times,follow the development to explore new teaching mode potential in the pipeline.To take full advantage of existing laboratory resources,saving students' time,reduce the intensity of the work of teachers,especially the Laboratory information management platform.

Keywords:Administrator module;Student module;Teacher module

高等院校教學目的，是通过各种教学形式，来实现对各类人才的培养，实验教学是培养创新型人才的最主要途径。尽管如此，现阶段我国大部分高校的实验教学模式，依然是按照课程实验的要求建立的，与实验教学对创新型人才培养的要求已经不相适应。鉴于此，本文进行了实验室信息化管理平台的探索。

一、实验室开放信息化管理平台简介

实验室开放信息化管理平台，是让学生以网上报名的形式，进行实验预约的系统。学生对实验的需求很多，但是教师数量有限，学生做实验时遇到的问题不能及时得到解决，可能导致实验难以继续，难以达到实验预期目的。鉴于此，只有准确地了解学生对实验项目和实验时间等的要求，才能有效地安排教师辅导。“实验室开放信息化管理平台”通过学生网上预约实验的方式，为实验室妥善安排提供可靠的依据。

二、实验室开放信息化管理平台设计

实验室开放信息化管理平台设计比较简单，主要有以下三个模块：管理员模块、学生模块、教师模块。

（一）平台管理员模块设计

管理员模块是本平台最重要的模块，子功能模块有：学期管理，课程项目管理、课程项目批次管理、学生预约情况管理、教师管理、学生管理、平台管理员密码设置、系统说明等。

学期管理：一般情况下，学期的标识属性有：学期开始日期、学期结束日期、学期名称。

课程项目管理：平台公告本学期开设的实验项目。

课程项目批次管理：根据不同学期、不同课程，同一个老师在同一段时间只能参与一个课程项目。但是一个课程项目，可以有几个不同的批次。

学生预约情况管理：平台管理员可以对学生进行管理。主要包括以下几点：学生预约的添加、学生预约的删除、学生预约实验项目的开设、学生预约情况的协调。

教师管理：管理教师的一些基本信息比如：姓名、性别、系别、实验项目、教师登陆账号等。

学生管理：由于学生是最大的群体，管理比较麻烦，所以学生管理按班级管理。

系统说明：主要是对系统的基本功能，实验室现状进行说明，系统的主要功能按子模块的形式已经简单说明，实验室现状主要包括实验室设置、实验室位置、实验室运行情况、实验设备运转情况、实验设备数目、实验设备外借情况等。

特别说明：学期管理方面，管理员可以增加、删除、修改学期；但是同一时间只能有一个活动学期，学生只能预约活动学期的实验项目，教师也只能查看编辑活动学期的实验项目。

实验项目管理方面，一个学期可以有多个实验科目，一个实验科目也可以有多个实验项目。平台管理员有权利删除、添加和修改实验项目。特别强调：在输入实验项目时，遇到没有在实验科目列表中出现的实验科目，直接手动输入，保存后就自动添加到列表中。

实验项目批次方面一个实验项目可以分为不同的实验批次进行。平台管理员可以针对某个实验项目进行实验批次的添加、修改、删除。一个实验批次，可以有多个学生参与，但不能超过实验批次的容量。平台管理员可以对某个实验批次里的学生进行添加、评分、删除操作。

教师管理方面，平台管理员可以添加、修改、删除老师信息。

学生管理方面，平台管理员可以添加、修改、删除学生信息。

（二）平台学生模块设计

管理平台学生模块设计，相对于管理员模块简单了许多，学生模块的子模块主要包括：浏览课程项目模块、预约课程项目模块。

浏览课程项目模块，其实是浏览课程项目，学生可以浏览平台的发布一切教学信息。及时了解实验室教学情况，便于进行实验项目预约。

预约课程项目模块，主要是学生对自己感兴趣的实验项目进行预约，这里学生也可以取消预约，一旦预约成功，学生还要选择实验设备，实验完成后还有实验成绩查询。

特别说明：学生可以浏览、预约当前活动学期的实验科目的实验批次；可以浏览、取消已经预约的实验批次；可以查看以往实验成绩；可以查看、打印即将进行的实验课程表。特别注意：一个实验科目的一个实验项目，一个学生只能预约一次；一个学生同一时间，只能预约一个实验项目。

（三）平台教师模块设计

管理平台教师模块主要子模块如下：发布课程项目模块、实验项目预约情况模块。

教师可以根据自己所教科目发布相应的实验项目，可以查看学生对所设实验项目的预约情况，也可以根据学生预约情况决定实验项目的开设。对于开设的实验项目，学生实验后，教师要及时进行批改，及时发布实验成绩，以便于学生查询。

三、实验室开放信息化管理平台开发过程简介

实验室开放信息化管理平台是怎么开发的呢？下面简单做一下介绍：实验室开放信息化管理平台的开发环境：是以ASP.NET动态网页技术为主设计开发的，ASP.NET为用户提供了一个全面而强大的服务器空间结构，ASP.NET几乎全是基于组件和模块化，每一个页、对象和HTML元素都是一个运行的组件对象；在开发语言上，ASP.NET使用.NET Framework所支持的VB.NET、C#.NET等语言作为其开发语言，这些语言生成的网页在后台被转换成了类并编译成了一个DLL。以Visual Studio 2008开发环境，ASP．NET动态网页技术为基础，开发语言主要是C#，配置的集成开发环境IDE，组成了本平台的开发环境。

实验室开放信息化管理平台数据可设计主要包括以下表格：学期表、实验项目表、实验项目批次表、教师表、学生表、学生实验项目预约表、管理员表等，篇幅原因表格具体设计不再陈述。

四、结束语

实验室开放信息化管理平台可以为实验教学提供方便，便于学生进行对自己感兴趣的实验项目进行实验操作，可以提高学生的创新能力和发散能力，同时也方便了实验室管理人员对实验室的管理。但是实验室开放信息化管理平台还处于初步设计建构阶段，对于实验室开放出现的新问题还难以解决，这就要求实验室开放信息化管理平台的设计也要与时俱进。

参考文献：

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4.实验室设备管理平台 篇四

电教平台是学校进行现代化教育教学的常用设备，它的完好程度决定了课堂教学信息化能否正常进行；为了保证学校正常的教学秩序，提高电教平台的使用率，延长设备使用寿命，特制定教室电教平台管理制度。

一、教室电教平台是学校开展教学信息化的主要工具，不得用于其它活动。

二、班主任为教室电教设备的责任人，一、二年级电教设备由班主任负责日常管理，三、四、五、六年级可由经过培训的、责任心强的学生协助管理；未经许可，其他学生一律不准操作平台的各种设备，如有使用不当造成的损坏，由个人照价赔偿。

三、未经学校同意，平台电脑不得安装与教学无关的软件，不得擅自拆卸任何设备，改变各种连线，不得擅自把设备挪到其它地方使用。使用多媒体设备的教师必须参加多媒体设备使用培训，熟悉设备的使用方法，严格按照操作流程使用。不可更改电脑的配置参数，如电脑桌面、控制面板、网络IP地址等。不可下载不明软件、不可随意安装软件或卸载软件，不可随便拷贝、删除任何文件。不可私自设置与破解密码，如开机密码、冰冻精灵密码，屏幕保护密码等。

四、教师应熟练掌握各种设备使用方法，严格按平台的操作程序规范操作，时刻注意设备运转情况，一旦有故障应立即停止使用，并及时向学校电教管理人员反映情况和报障，待查明原因，排除故障后

再使用。

五、每次使用结束，应整理好设备，为保证设备的正常运行，视频投影设备每次使用时间不得超过两小时。若教学需要延长时间，须关机十分钟后再开机使用。

六、各班每天在上课前打开平台，以便教师上课使用；平台使用完毕，应及时关闭，以减少损耗；每天中午和下午放学后, 应先整理设备，关闭设备电源和总电源，最后上好锁，以确保电教设备的安全。

七、班主任应注意设备存放柜的环境卫生，设备柜要经常打扫、除尘，不得在柜内存放杂物；设备柜的钥匙电教员和班主任各一套，其他人未经允许不得私自配匙，如有保管不当造成的失窃，由个人或班集体照价赔偿。

八、严禁学生进入电教平台范围玩耍，以免发生安全事故。

九、每学期放假前，电教员应检查各班平台设备，确认设备完好后，上好锁，并负责保管钥匙；班主任每学期初从电教员处领取电教平台的钥匙，学期末将钥匙交回电教员保管。

5.轻化专业平台实验 篇五

摘要：介绍了计算机测配色发展的历史以及目前的研究领域及状况。

计算机测配色系统是由测色仪、计算机级外部设备、专用设备、专用软件组成的测配色系统，已在印刷、涂料、染色、塑料等众多工业领域得到广泛的应用。

一、计算机测配色的意义

产品色彩的获取需要依赖配色这一环节把色料的品种数量与产品的色深联系起来，长期以来，均由专门的配色人员担任这一工作，他们先凭经验估算色料的混合处方，打小样，目测该样，然后逐次逼近，知道同标样相比，目测色差按有关色卡达标为止。这一过程工作量大、费时、费料、还受配色人员的心理、生理因素变化的影响，配色的重现性差。随着新色料、新色料载体的不断涌现，基材的变化，人造光源日益丰富，产品的多品种、小批量变化，加上人们对色彩的要求和意识越来越强，使配色问题变得复杂。如果继续依赖经验，无疑很难适应日益激烈的商业竞争。为此，人么希望能有仪器协助配色。随着色度学、测色仪和计算机的发展，是这一愿望逐步实现。计算机配色适应当前纺织品市场多品种、小批量的特点，可以在较短时间里找到最经济的染色处方，打样的次数少，节省了人力，缩短了生产周期，从而提高了生产效率。计算机配色可降低染色料的消耗，减少常用染料和助剂的种类，减少库存。它使用数据储存颜色信息，具有不退色，便于查找的优点。正是基于上述原因，使得计算机配色的研究方兴未艾。

二、计算机测配色的历史

本世纪30年代，是电脑配色的奠基阶段。当时CIE创建了三刺激值的表色体系，哈代制成了自动记录式反射率分光光度计，库贝尔卡—芒克（Kubelka—Munk）发表了光线在不透明介质中被吸收和散射的理论。40年代是电脑配色的萌芽阶段。1943年美国氰氨公司的派克（Park）和斯坦恩（Stearns）提出了他们的著名论文，指出各种染料吸收光学性能能够独立地带进这几种染料拼染的结果中去。50年代是电脑配色的初创时间, 1958年,在美国Sherwing—Willams 安装了第一台由戴维逊和海门丁哲开发的COMIC。60年代是电脑配色兴起时期。1963年两家大染料厂即美国的氰胺和英国的I.C.I 相继宣布可用数学计算机代客户作配色服务, 可作为电脑配色史的里程碑。日本住友公司经60年代后期的努力, 也推出了自己的配色系统。

除工业发达国家外, 许多发展中国家和地区也继续引起电脑配色从事应用研究。如印度、巴基斯坦和香港等, 都分别有自己的电脑测配色系统。我国是个纺织大国,近十年来

已陆续引进了一百多套各种型号的测配色系统, 但取得显著效益的不多。主要因为进口系统用英文提示, 技术培训不够;国外研制的软件以欧美印染业的特点为基础, 而国内印染业混纺织物比重大, 工艺为连续轧染;国产染料质量不稳定等多方面原因。我国从1987年开始进行国产电子测配色系统的研究, 重点解决国产染料的配色、混纺纤维的配色、底布转移等。沈阳化工研究院针对以上情况从1984 年开始, 研究测配色系统, 并推出了SRICI(思维士)配色中文软件, 为国内最早中文软件。主要功能有单一织物和配方修正, 混纺织物的配色和修正, 颜色测量及质量控制和颜色配方库管理等功能。在原纺织部重视下，立题“电子计算机测配色系统”，为“七五”攻关项目之一。江苏省纺织研究所设计的一套软件，实现了全套系统的国产化。系统软件适用于纺织品的国产染料的配色，且有底物转移及批量校正功能。上海信联创作电子有限公司也研制出一套中文系统配色软件Accu-sys。但毕竟，我国多数印染厂、染料厂只是应用上述的各种系统，从事测配色研究的还只是少数，还远未适应我国经济发展的需要。

三、计算机测配色的现状

为了适应中小染厂的购买能力，最近有人研究用微型计算机配色。Data Color International 公司推出了带有 Smart Match 的 Datamatch 2.0，用于质量控制的Datamaster300、600，采用MC-4技术的分光光度计。DCI的软件适用于微机，而且用户界面友好，具有以前软件的功能，并新增Smart Match 功能，可在WIN95、WIN3.X界面下运行。X-Rite公司的Textile-master，实在Windows界面下的配色程序。以硬件闻名的Macbeth公司也推出了三套软件产品：配色用Color Swatch，颜色质量控制Optiview QC 软件和更为灵活的Optimatch 系统。Barco 公司推出了 Color TM。日本三洋贸易公司有“Color Tools”色彩质量管理系统。日本的清纺公司开发了“调色专科”。包括 CCM系统的“Hyper 调色专科 WIN95”及色相在线检查系统“ON-LINE 调色专科”，前者能正确的掌握过去不能实现的，由于染色条件造成的发色性差异，大大提高了CCM 计算精度；后者是检查分布在加工时的色相，且能在布运转过程中自动测色，减少了人为误差。Clariant 公司也于1994年开发并推出一套用于Drimarene K型和X/XN型染料系列的电子配色样卡，可为用户提供有关染料选择和应用的信息资料。目前还出现了网络化分时系统。如日本化药公司与日本电信电话公司写作的COMSEK-Ⅱ和美国公司的Mark Ⅲ等。电脑配色还出现另一分支，即染色机台的染料补给在线监控装置。

四、计算机测配色领域目前主要研究方向

4.1 对Kubelka-Munk 理论的修正

Kubelka-Munk 理论有三个假设：样品界面上的折射率无变化；光线在介质内被足够的散射，一直成完全扩散状态；光线在介质内的运动方向即所谓的通道只考虑两个，一个朝-1-

上，一个朝下，并垂直于界面。由于纺织品并不完全满足Kubelka-Munk 理论的假设，K/S 值对浓度作图并不成线性关系，需要根据每一种染料在不同浓度时的实际K/S值进行修正计算。这方面Saunderson 等做了一些工作。也有人报道了用数学方法修正K/S值与浓度的非线性关系：如马仁汀在其学位论文中指出了用和染料浓度曲线进行分段拟合的效果；王大溪等介绍了他们在对混纺织物进行配色过程中使用分段3次样条差值的原因及好处，指出用分段样条插值可模拟混纺织物在实际染色过程。

4.2 混纺织物的配色

由于我国混纺织物居多，对混纺织物的配色，国内也有较多的研究。但由于染料的配伍性、纤维的共存性、沾色效应和混纺比4个效应影响混纺织物的配色精度，使得混纺织物的配色较困难。基础数据的好坏是计算机测配色的关键。例如涤棉两种纤维混纺，则分别制备基础数据，一套分散染料染涤纶的数据；一套活性染料染棉的基础数据，在配色计算中在考虑其它因素。混纺织物的基础数据制备很麻烦，也是制约其配色的重要因素。

4.3 底物转移

目前流行的配色软件都有底布转化模块。因此计算机测配色针对大生产，而基础数据的小样制备一般只对一至两套底物，但是底物化学成分不同，纤维织法不同，前处理、后处理的方法、助剂的不同都影响到织物的上染，所以要进行底物转移。流行的软件基本沿用的方式是对力份的校正，但结果并不理想，这方面的工作还有待进一步的研究。

4.4 色差

测定纺织品之间的色差在生产实践中有着相当重要的意义。印染厂质量管理的重要指标是生产样品与来样之间的色差，以前有丰富辨色经验的人员靠视觉进行。变色结果与人的心理状态、年龄、环境有着很大的关系，带有极大的主观性。因此，用仪器代替认得眼睛来评价颜色之间的差异，用仪器测定实验前后样品的色差。国外很多色度学家在色差公式和色度空间的均匀性上进行了深入的研究。目前色差公式有近50个，应用最广泛的是CMC和CIE色差公式，但还不完善，还需进一步研究色差公式计算结果与人眼观察结果一致性问题。以后出路可能是对色视觉机制和外貌模型的研究。

4.5 特殊颜色的配色（荧光试样）

荧光试样，因其光谱有反射和放射部分，对其测量需用的两个单色仪或两套光路。用逆向光路测包含长波波段放射的反射率曲线，用正向光测包含短波波长反射率曲线，拟合计算，去除放射部分影响，既可用于配色计算。此方法用于荧光染料的配色。对荧光增白的样品，需考虑放射部分，用逆向光路测量即可得到常规的反射率曲线。对荧光增白剂的反射率曲线的处理要分段进行，并且要考虑到荧光增白剂增白效果与时间、温度的关系。

4.6 深色的配色问题

目前的配色软件对浅色样的配色一次配色成功率能达到70%~80%，对深色则成功率很低。因Kubelka-Munk理论一个重要的假设是染料分子以分子状态分布于织物上，数量少，散射仅与基质有关，K/S值中S与染料浓度无关。但深色织物染料浓度高，染料散射增强，不能简单认为S只与基质有关。Kubelka-Munk 理论要进行修正。当染料浓度增加到纤维吸收达到饱和时，越来越多的染料被遗留在外，K/S对浓度作图不成直线，这也是配色成功率很低的重要原因。

4.7 配色的应用

我们看到计算机测配色不仅仅应用于染整业，也应用到一些相关的行业。例如Hams peter Hermann介绍了应用新的配色技术处理废染料的方法，保护环境的同时节约了费用。另外，Shrama 介绍了用计算机测色测混纺纱纤维的转移行为。

参考文献：

[1] 徐行，潘忠诚；颜色测量在纺织工业中的应用

[2]尹世同等；国产SRICI配色系统应用技术的研究；染整技术；1996.03

[3] 王汩；关于国产电子计算机测配色软件研制的探讨；纺织学报；1994.07

[4] 马仁汀；中国纺织大学硕士学位论文；1997

[5] 王大溪；模拟染色过程的混纺织物配色算法；印染；1998.03

[6] 染色一体化为整个染色控制提供了前景；International Dyer；1996.01

[7] Hams peter Hermann ；以新的配色技术处理废染料，国际纺织导报；1997.01

6.初探实验教学平台的研究论文 篇六

设计本实验平台以Freescale公司的DSPMC56F8346评估板为基础，通过外扩资源形成完整的硬件电路。该评估板以DSPMC56F8346为核心处理单元，配备外设扩展接口、CAN总线接口、512KB外部存储器和一对子板接口，可方便进行外围电路的设计，拓展评估板功能，实现实验平台的设计。实验平台以DSP为核心算法处理单元，通过外接FPGA实现外围设备控制功能的扩展。DSP与FPGA之间采用外部存储器总线(EMI)连接，将液晶、键盘等外部设备映射到相应存储器地址，通过读写外部存储器的方式来控制外部设备。本文利用MC56F8346评估板丰富的硬件资源，并结合教学实际，设计了LED灯闪烁、人机交互、电机控制、SPI及I2C通信和4－20mA电流环输出等基础性实验以及闭环控制、FIR滤波和FFT变换等拓展实验。

2硬件平台搭建

实验平台通过对MC56F8346评估板的扩展，具有128×64点阵液晶、4×4键盘、步进电机、直刷电机、SPI接口存储器和I2C接口D/A转换芯片外围设备。下面针对电源模块、电机模块和通讯模块进行详细介绍。电源模块实验箱采用220V交流供电，经开关电源稳压整流后得到12V直流电压。实验箱拥有众多外围设备，不同的设备所需供电电压均有所差别。为提高实验平台的电源质量，降低电源噪声，在SE1117系列电源转换芯片输入端接入一个100uF电解电容与一个0．1uF电容进行滤波，并在输出端接入一个22uF电解电容进行去耦，以保证芯片稳定工作。实验箱通过LED灯指示各设备电源是否正常工作。电机模块电机模块包括直刷电机步进电机、旋转编码盘及光电检测开关。MC56F8346DSP内部拥有PWM模块，通过输出PWM波控制电机。电机上安装有旋转编码盘及光电检测开关，光电检测开关的输出经过电压比较器后变成方波信号，DSP通过检测方波信号而实现电机转速测量和转动圈数累计。由于DSP通用输入输出接口的驱动能力有限，需外接驱动器以驱动电机，因此实验平台采用L298P芯片与DSPPWM模块直接相连，DSP通过驱动芯片控制电机转动。光电检测开关通过电压比较器与FPGA相连，电压比较器检测光电开关所输出信号并将其转换为方波信号后送入FPGA，DSP通过EMI总线读取相关信息。

由于MC56F8346DSP内部集成RS232，且评估板设有标准串口，因此可直接利用评估板实现串口通信。SPI为同步串行通信总线，是微电子通信领域广泛采用的总线标准，在外围拓展电路中选用具备SPI通信能力的铁电存储器，通过读取写入的数据检验SPI通信是否正常。在工业控制过程中，与传送电压调制信号的方式相比，4～20mA的电流环具有很强的抗干扰能力，逐渐成为标准的工业信号。为让学生对实际工业应用有一定认识，实验平台开发了相应的功能。实验平台选用MAX5822型D/A转换芯片，该芯片为12位数字输入，具有良好的线性度与较高的精度，能满足教学实验的需求。D/A转换芯片通过I2C总线与FPGA进行通信，DSP通过FPGA将数字信号传送至D/A转换芯片，D/A转换芯片将其转换为模拟信号输出。利用运算放大器与三极管实现V－I变换，实现电流控制，将D/A转换芯片输出接至运算放大器同相输入端，运算放大器反向输入端与三极管射极相连构成反馈系统，通过对射极电流的调节使得同相输入端与反相输入端电压相等，电压转化为电流输出。选用高精度电阻可以提高电流输出精度。

3软件开发环境

实验平台采用CodewarriorIDE为开发环境。CodewarriorIDE是一款高度智能化、集成化的开发环境。与其它开发环境不同，CodewarriorIDE不是按传统的命令行方式进行代码的设计和输入，用户只需要在Bean选择器中选择所需要的端口、寄存器、外设等对应的Bean，在Bean监视器中设置相应模块的参数，就能将程序的基本构架搭建起来。使用CodewarriorIDE时，用户不用输入冗长的代码、添加修改头文件等，只需考虑一些核心的程序段，大大提高了开发效率。

4实验教学内容

以基础性实验为主，待其对DSP开发有一定的理解之后再进行其它硬件实验，最后结合DSP的特点进行数字信号处理实验，通过循序渐进的方式引导学生快速入门，并在此基础上加深对DSP的理解与认识。LED灯闪烁实验LED灯闪烁实验是最经典的基础性实验之一。评估板拥有12个调试用LED灯，LED通过反相器与DSP相连。该实验分为两部分:点亮LED灯实验与跑马灯实验，主要目的是让学生能熟悉Codewar-riorIDE开发环境，熟悉利用专家系统(PE)建立工程，掌握添加Bean及获取Bean说明的方法，为后续实验做准备。电机实验电机模块拥有两种电机:步进电机与直刷电机。利用该模块可实现不同难度的电机控制实验。基本实验为利用旋钮电阻控制电机的转速与转向，旋钮电阻变化引起电压变化，DSP片上ADC将电压值读入并转换为数字信号，经解算后输出PWM波，对电机进行控制。步进电机控制实验流程。码盘与光电开关能采集电机转速信息，并通过EMI总线传回DSP，可在此基础上拓展电机实验。

DSP将处理后的转速经EMI总线送至FPGA，并控制液晶显示转速。另外，可通过键盘设定电机转速，形成闭环，利用控制理论相关知识实现对电机转速的精确控制。通过一系列的电机实验，学生不仅能对DSP有更深入的了解，还能更直观的认识闭环控制。FIR滤波器实验该实验可结合Matlab软件进行。首先利用Matlab编程实现滤波器，并对不同的信号进行滤波，观察输出波形。将Matlab程序移植至DSP，外部信号经BNC接头接入DSP，经滤波器滤波后由片外DA输出，利用示波器观察输出波形。通过对比输出波形与输入波形以及理论波形，学生能对数字信号处理有更清晰的认识。选择采样周期为0．004s，生成含有10Hz和50Hz的正弦信号，对信号进行傅里叶变换，得到信号的频谱。利用所设计的FIR滤波器进行滤波即可得到所需信号。

5结束语

7.实验室设备管理平台 篇七

基于信息化建设和管理实验室, 是当今高校实验室发展的趋势[1]。对于新办本科高校, 现有的管理手段和管理工具已很难处理好规模日益庞大、事务日益繁杂的实验室各项工作。在实验室管理中构建和应用管理信息系统, 将有助于实验室的管理水平朝着信息化方向提升, 进而带动实验教学环节的有效开展, 让本科教育教学质量更有保证和效率[2]。

1. 构建全校综合性实验室管理信息系统平台的必要性

管理信息系统是一个信息化的解决方案, 它是为管理决策服务的信息系统, 在社会管理领域有着广泛的应用。但在新办本科高校实验室的具体管理应用上却没有一个很好的共识。有的学校没有建设实验室管理系统, 仍停留于手工管理阶段;有的学校侧重于实验室设备管理, 构建了实验室设备管理系统;有的学校侧重于实验室课程安排, 构建了实验室课程管理系统;有的学校仅部分专业实验室构建了实验室管理系统, 例如生物学实验室管理信息系统, 材料学实验室管理信息系统;等等。这些管理系统软件对实验室的管理有着一定的便利, 有着成功积极的一面, 然而这些软件或只限于特定的专业实验室操作情境, 或是针对于实验室管理的某一领域, 缺少在学科与管理上的通用性。

建设全校综合性实验室管理信息系统平台是实验室信息化管理的必然选择。

1.1 管理平台有助于从全局反映实验室管理现状。

对管理部门而言, 建设这样的跨学科跨院系的实验室管理平台, 能够较好地解决校院两级管理中的数据收集难点。该平台管理对象整合了专业实验室和公共实验室两大类型实验室, 可以在同一平面展示每个实验室的具体数据, 方便对比管理, 实现宏观上的信息把控, 为上级部门科学决策提供依据。还可以避免设备重复购置, 充分利用实验室总体建设经费, 使建设和管理互为辅成, 良性互动。对广大师生而言, 可以方便地获知实验室教学资源及使用动态, 提高了实验室管理透明度, 促进办事效率, 有助于提升整体实验教学效果。

1.2 管理平台有助于深度充实实验室管理功能。

实验室管理最基本的管理功能是日常管理, 而实验室最根本的功用是进行实验教学, 实验室的发展方向是开放共享, 实验室的维护和保持在于设备管理。如果只停留在较原始的非信息化管理, 一般所说的实验室管理只限于管理员的日常管理, 没有开放共享的可能, 设备管理靠文字登记, 且实验教学仅由教务管理部门宏观监管, 很难量化到位。而建设全校综合性实验室管理信息系统平台, 可将上述的日常管理、实验教学管理、开放管理、设备管理集中在一起动态管理, 使实验资源做到公开共享, 提高设备的利用率, 发挥出实验室更强大的功效。

1.3 管理平台有助于各种使用者的角色平衡。

以往实验室管理中最重要的角色是实验室管理员, 在日常管理中管理员与师生沟通较少, 对师生的实验教学参与度不高。建设全校综合性实验室管理信息系统平台之后, 师生不再仅是实验室管理中的被动角色, 他们可以通过系统公告和站内信息了解实验室的动态现状, 且教师有权限安排实验地点、设置实验项目, 学生可以自主预约实验时间, 而管理员也大大提高了其对实验教学监管能力, 可以对实验室安排及实验预约申请、设备预约申请有审核权。教师、学生、管理员三者角色达到一定平衡, 成为在实验室管理中不可或缺的参与者。

2. 管理平台的具体内容

2.1 子系统

全校综合性实验室管理信息系统平台, 包含很多相对独立的管理功能模块, 即各个不同的子系统, 具体来说有以下几个方面:

2.1.1 实验教学管理系统

实验教学, 是学生学习技能的一个重要环节。新办本科高校的实验教学工作一般都比较薄弱, 缺少量化评价机制。实验教学管理系统主要实现的是对实验课程的教学管理。教师、学生、实验室管理员是系统内三个重要的角色。在进行实验教学之前, 教师需要登录系统进行合理的实验课程的安排, 包括申请实验地点, 安排实验项目, 申请实验设备, 发布实验作业。学生可以在系统内查询实验安排, 并通过实验预约管理系统预约实验时间。在实验教学结束后, 教师登录系统可以查看已经完成实验的学生所提交的实验报告或作业结果, 并给予评分, 成绩录入系统数据库, 作为实验环节的阶段性成绩, 学生亦可以登录系统查看自己的实验得分。

2.1.2 实验预约管理系统

实验预约管理系统是实现实验室开放共享管理的有效平台。要开放共享实验室, 必然要建立预约管理系统, 让实验室在课余时间的使用依据的是电子预约次序, 而不再是管理员的纸质批条。对于新办本科高校, 开放共享实验室不一定要求一步到位, 可以循序渐进, 分步发展。第一步可先做到实验室课余时间学生电子预约使用, 管理员协调管理实验设备, 来实现实验室的共享使用。第二步随着建设的深入, 采用物联网嵌入式技术对实验设备添加电子感应终端, 结合门禁系统、一卡通系统, 可以实现课余时间无人值守实验室管理模式。既可以降低运行成本, 又方便开放共享实验室资源。

2.1.3 实验设备管理系统

实验设备管理系统是专门用来管理实验室仪器设备的平台, 通过它可以有效监测设备的使用情况, 提高设备利用率。实验室管理员作为实验室诸多设备的负责人, 负责对实验室中的各种器材和设备进行管理, 主要实现的有设备添加、信息修改、删除、设备统计、报废登记以及设备申请审核等功能。教师和学生均可查询实验室设备信息, 其中教师可根据实验课程的需要申请相关的实验设备。学校的其它职能部门, 例如资产管理处和各院系实验中心的管理人员亦有相应的权限查看系统内的实验室设备信息。

2.1.4 实验室日常管理系统

实验室日常管理系统是方便实验室管理员进行日常信息管理的平台。主要包括运行日志管理、设备借用管理、设备维修记录管理、低值易耗品管理等功能。系统由管理员根据过程性资料填入相应信息, 每项信息都支持阶段汇总。实验室日常管理系统可为相关数据统计和数据分析提供原始信息。

2.2 子目

此外, 整个全校综合性实验室管理信息系统平台还包括系统管理、公告管理、测评管理等基本功能模块。

2.2.1 系统管理

系统管理模块为系统的正确运行提供基础支持和前置准备。系统管理模块主要包括用户信息管理、系统角色管理、系统权限管理、学院管理、班级管理和实验室管理等。系统管理员在整个全校综合性实验室管理信息系统平台中具有最高权限, 只有系统管理员才有权限登录系统管理进行相应的操作。系统管理中的原始数据, 像用户信息、学院班级信息、实验室信息均来源于系统外的其它渠道, 像教职工信息来源于人事管理系统, 学生、学院、班级信息来源于教务管理系统, 实验室信息则来源于各实验管理部门的数据汇总。

2.2.2 公告管理

公告管理模块是用户及时获取系统通知的重要渠道。主要由系统管理员、实验室管理员和教师负责公告管理中的信息推送工作。系统管理员负责全校性实验室文件、规章制度、实验新闻的发布。实验室管理员和教师则有权限在系统上发布通知公告, 方便学生更加准确、及时地了解最新的实验教学通知信息。公告管理也支持邮件提醒功能, 发布公告时可以选择邮件提醒指定用户关注。

2.2.3 测评管理

测评管理模块是为实验室管理的相关干系人提供数据统计服务的。测评管理的数据来源于实验教学管理系统、实验预约管理系统、实验设备管理系统、实验室日常管理系统这些子系统所产生的教学使用信息、预约使用信息、设备使用信息等, 可以统计出实验开出率、预约空置率、设备使用率、低值易耗品配置率、设备故障率等相关数据, 以图表的形式展示出来, 为实验室的相关管理部门提供决策依据, 促进实验室动态管理和实验教学的有序开展。

3. 构建管理平台需要注意的问题

3.1 兼容性

管理平台的建设要充分考虑与校内其它相关管理系统实现兼容的可能性。与实验室管理信息系统相关的管理系统主要有:教务管理系统、资产管理系统、学务管理系统、图书管理系统、校园一卡通系统, 门禁管理系统等等。它们虽分属不同的职能部门管理, 但在前期建设时就应当着眼于标准衔接, 预留好接口以便在后期建设中可以与之实现互联[3], 发挥更强大的功效。

3.2 可扩展性

管理平台是基于单一的软件体系之上, 软件产品满足的只是当前需求。对于新办本科高校, 前期建设应当量力而行, 不一定要“大而全”, 整体建设可以分期进行, 逐步扩充。当需求发生变化, 就需要这个管理平台能够实现二次开发[4]。设计建设过程要充分论证, 考虑整个系统的可扩展性, 特别是实现各个子系统的可扩展。

3.3 信息安全

管理平台中的一些功能, 像实验教学管理、实验设备管理和实验预约管理, 内容有一定的保密性, 涉及实验成绩和个人具体身份信息等, 应该做好相应的信息安全工作。在管理平台上应该做到各种使用者角色清晰、权限明确、更新调整及时, 系统管理到位, 同时强化使用者的信息安全培训;在网络运行环境上应该建立完整的校园网络病毒防御体系[5], 配置入侵检测系统修补各种漏洞。

4. 结论

对新办本科高校而言, 目前正处于较快的实验室建设发展周期, 构建全校综合性实验室管理信息系统平台, 有利于从技术层面打破新、旧实验室以及校院两级实验室管理上的区隔, 快速实现管理信息化, 提高实验室的开放共享能力, 提升实验教学质量和效率, 具有相当的应用前景和价值。

摘要：在新办本科高校中, 由于经常性的评估指标化, 实验室出现“重硬不重软”的现象, 即在“硬”的层面上对实验室大力建设的同时, 在“软”的层面上对实验室管理仅限于满足教学基本需要这一层次目标, 实验室管理信息化观点往往并不一致。文章提出在新办本科高校实验室管理中构建和应用管理信息系统, 搭建全校综合性实验室管理平台, 整合功能和相关资源, 更好地为实验室管理信息化服务。

关键词：本科高校,实验室管理,信息化,管理信息系统

参考文献

[1]葛日波, 朱志刚, 王颖, 李梦梦, 林敏.以信息化平台建设为依托的实验室管理模式创新与实践[J].实验技术与管理, 2014, 31 (1) :15-18

[2]刘宏, 陈丹亚.以信息化建设为牵引扎实推进实验室建设[J].实验室研究与探索, 2012, 31 (4) :173-175

[3]林伟君.实验室信息服务平台的设计与实现[J].高校实验室工作研究, 2011, 108 (2) :75-76

[4]叶冲轶, 朱兆武, 杨娜.实验教学信息管理系统的开发与应用[J].实验室研究与探索, 2011, 30 (7) :178-182

8.实验室设备管理平台 篇八

摘 要：本文在探讨高校综合实验平台建设实际意义的基础上，依据我国特色实验教学的目的和要求，提出综合实验平台的构建框架，运用模拟仿真技术将现代企业经营决策所需的大部分基础知识和理论有机地结合在一起，使学生在短时间内从多方面锻炼高层次专业技能，达到加速培养现代经营决策人才的目的。

关键词：管理决策模拟 供应链管理 综合实验平台

中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1673-8454（2009）03-0025-03

一、平台建设意义

企业对管理决策、物流及供应链的重视程度越来越高。[1] 然而由于管理决策能力的培养一般要经过较长时间的学习和实战锻炼过程，加之高校实验室建设通常滞后于人才培养的需求，因而出现了实际需求和人才培养不对称的现状。基本的实验室环境还不能够实现管理决策的模拟，也不能够有效地模仿真实的供应链环境及其生产环境，难以解决管理决策实践难的问题。[2] 为此，打破现有实验环境的局限性，开展管理决策模拟与供应链管理综合实验平台建设，为学生提供可以模仿真实的供应链环境及其生产环境是非常必要的。

二、综合实验平台的建设理论及框架

管理决策是决策者为达到某种预定目标，综合运用管理工程、工业工程、财务管理、系统工程、生产运作管理、战略管理、企业资源管理等科学理论、方法和手段，制定出若干行动方案，对此做出一种具有判断性的选择，予以实施，直到目标实现。模拟方法则是用模型去模仿真实系统，用抽象的系统来描述和类比现实系统的某些行为特征，通过对现实世界的分析和抽象形成仿真模型，并在检验、修正和运用后，再去解决现实世界中的问题。[3][4]

在这些理论技术的支撑下，管理决策模拟与供应链管理综合实验平台建设的思路是根据我国特色实验教学目的和要求，在类似真实的供应链及其生产环境中运用模拟仿真技术，使学生短时间内充分运用自身所学的理论、知识和方法在仿真环境下进行实践性尝试，锻炼多方面高层次专业技能，达到加速培养现代经营决策人才的目的。

籍此，我们在借鉴国内外管理学科先进实验教学经验的基础上，构建了一个由“底层支撑系统”、“基础实验系统”、“物流与供应链管理综合实验系统”、“面向管理学科各专业的决策模拟系统”四个层面组成的管理决策模拟与供应链管理综合实验平台，如图1所示。各层次具体方案如下。

1.底层支撑系统方案

底层支撑系统是构建整个综合实验平台的软硬件支撑环境，其方案通常是购置设备和基础服务软件，因而常常导致系统的重复建设和资源的严重浪费。考虑到这些问题，底层支撑系统的建设方案是依靠现有实验室软硬件资源搭建，并根据管理决策模拟所需采购部分硬件支撑性设备，确保在不浪费现有资源和不影响现有基础课程实验的基础上，对现有系统网络、系统软件、基础数据、软件服务、开发工具进行重构，充分利用原有设备的服务机能为综合实验平台建设服务。根据新系统需要，本部分建设内容划分为硬件环境重组和现有系统完善两类。

硬件环境重组主要依靠实验室工程师及高级技工，在不影响现有基础课程实验的条件下，运用现有资源摒除系统中的不稳定因素，建立面向新系统的可扩展接口，优化网络拓扑，并采用购置新硬件设备及系统的办法扩充实验室的承载力和服务支撑能力，以提高系统效率、数据可容纳空间，为项目的实施提供安全和稳定保障。现有系统完善则依靠教师科研力量以及与关系密切的企事业单位的科研力量，按照培养高层次高素质人才、服务社会的目标，实现对现有实验室中的现有实践教学服务系统进行整改与完善。

2.基础实验系统方案

基础实验室系统建设主要是搭建一个平台化的模拟实验基础环境，把当前与管理决策相关的服务性系统集成起来，形成系统化的服务接口，在完成对底层支撑系统的访问的同时实现与上层应用服务系统的交互，以确保系统的稳定性和访问有效性。从实用角度看，基础实验室系统建设主要完成四方面内容：扩充面向管理决策模拟的硬件和网络环境；构建支撑管理决策模拟的数据仓库和数据环境；建设面向优势专业的数据仓库服务系统；搭建面向管理决策的数据资源分析与知识发现环境。

通过这四方面的内容建设，为管理科学与工程学科下各专业提供管理决策模拟基础实验环境，该环境在优势专业数据仓库的基础上，通过数据分析软件进行数据分析，最终实现一个平台化的模拟实验基础环境，为准确应用层面的管理决策服务提供有力支持。

3.物流与供应链管理综合实验系统方案

物流与供应链管理综合实验系统的建设思路是构造一个类似真实供应链环境及其生产环境的“微型工厂”。在方案上主要利用计算机网络技术，模拟定单管理、采购管理、供应物流管理、生产运作管理、销售物流管理、配送管理、逆向物流管理、基于Internet的供应链交互信息管理等物流环节，形成一套完整的物流业务流程，使学生对物流涉及的主要硬件设备有感性的认识，满足管理学科相关专业开设的物流管理、供应链管理、现代制造系统、生产计划与控制、生产与运作管理等课程的基本实验、综合性实验、设计性实验，以及相关课程设计和毕业设计的需要。

根据管理类相关专业的课程教学要求，我们制定如图2所示的物流与供应链管理综合实验架构，其整个系统包括内部系统和辅助系统两大部分。内部系统是物流和供应链管理的核心，辅助系统则为内部系统提供了外围的辅助实验环境。内部系统共划分为基础层、专业层、优化层三个层面，其中基础层主要建设仓储管理、运输管理、配送管理等实验平台所需要的主体基础系统；专业层则以教学专业配置为导向划分为供应链管理系统和生产物流系统，以实现专业性质的系统实验服务；优化层是内部系统的最高层次，它是现代智能化系统服务的集中体现，该层面主要通过引入人工智能技术以实现物流方案和管理策略的优化，进而为学生建立一个具有一定前沿性质的实验基地。

本部分内容的建设可为管理学科相关专业的物流管理、供应链管理、生产与运作管理等课程开设零件库管理、运输系统沙盘仿真、设施规划与物流分析、组装线平衡、混流装配生产、成品库管理、配送管理、多级库存管理、牛鞭效应等多项实验。

4.面向管理学科各专业的决策模拟系统方案

面向管理学科各专业的决策模拟系统则主要是针对学院内部优势学科，按照不重复、可扩展、高实用原则，充分考虑优势学科建设中决策模拟实验的必要性，建立起的应用型系统服务环境。限于文章篇幅，此处仅列出“电子商务与信息管理决策模拟系统”和“人力资源管理决策模拟实验系统”的建设方案。

（１）电子商务与信息管理决策模拟系统：当前，电子商务与信息管理技术发展日新月异，企事业单位对具有决策分析能力的高素质人才的需求日益增加，现有的实验教学内容已经满足不了学生实践深层次信息化理论的需要。因而，在专业实验教学中，应将当前市场迫切需要的高层次理论知识融入到实践环节中，使学生从模拟环境中学到现实生产中的实践知识。考虑到本专业包含了网络安全、Internet信息技术、数据挖掘技术、人工智能等多方面前沿科技，这些深层次实验系统价值昂贵，因而在建设时不能一蹴而就，应该对基础性的、且能够为管理学科其他专业提供服务的系统进行优先建设。为此，可主要围绕网络安全和数据挖掘展开。

建设时，首先把网络安全技术融入到底层支撑系统和基础实验系统建设中，运用安全认证技术建立系统的访问权限机制，通过SNMP（简单网络管理协议）实现网络代理管理，并针对各子实验平台形成一个统一的访问接口，协调管理系统用户、教师用户和学生用户，采用BBS以及FTP系统为教师提供与学生交流的环境，最终使系统的运行环境具有较强的安全性和交互性，进而使学生可在整个实验平台中感性地认识网络的安全环节和安全技术的运用成果；然后，建立个性化的可定制安全虚拟服务环境，让学生自主地定制路由规则、安全级别、访问规则和使用权限，在虚拟环境中模拟系统安全部署的各个环节；其次，以安全单元形式提供安全机制控制系统，把系统安全划分为访问控制、漏洞探测、安全监听、日志记录、攻击捕获等多个安全单元，各单元内部使用可视化模块进行组合，通过学生对模块的重组或内部模块修正，达到对安全的实践目的；最后，鉴于数据挖掘技术设计性实验难度较大，因而建设时可在建立原始数据仓库的基础上，建立数据训练标准样本，提供抽样模型，建立模拟的分类器和关联规则挖掘系统，形成以决策树为主导、子图挖掘为辅的数据挖掘项目，并预留可调节参数接口，为学生提供验证性的数据挖掘实验环境。通过本部分系统的建设可开设网络安全、访问控制、计算机安全、数据挖掘等实验。

（２）人力资源管理决策模拟实验系统：常见的招聘管理、绩效考核管理、薪酬管理等人力资源管理专业实验，已具备了人力资源管理实验体系建设的雏形，但从实验的内容上看多为验证性实验，综合性、设计性的实验少，实验内容及方法比较固定，学生只是机械地模仿完成，因而不能很好地培养学生的自主实验能力，也不能把人力资源管理的相关知识有机地融合起来。为此，把人力资源管理决策模拟实验系统分为“人员素质测评决策模拟”和“人力资源管理技巧开发训练”两大系统，以强化对评测决策、管理训练的模拟，提高学生的高层次知识应用能力。其具体建设内容如下：

人力资源管理技巧开发训练系统较为简单，其可由常见的决策过程与策略规划能力训练子系统、人际沟通与冲突训练子系统、会议模拟子系统组成。人员素质测评决策模拟系统则是本部分建设的重点内容，其主要是应用教育测量学、现代心理学、行为科学、管理学相关研究成果，借助计算机模拟技术，对人员的知识能力水平、个性特征、发展潜力等进行准确定位，提高企业的招聘效率与质量，锻炼学生招聘决策的分析过程，从而使学生扎实地掌握综合素质测评、职业能力倾向性测评、经理人员资格测评、工作动力测评、领导者能力结构测评、创新能力测评、管理人员基本素质测评、行政职业能力测评等甄选技术。通过本部分系统的实施，可开设招聘与甄选管理技巧开发、管理沟通技巧开发、人员素质测评模拟等实验。

三、综合实验平台的特点分析

就实践应用来看，管理决策模拟与供应链管理综合实验平台为培养高素质人才提供了良好的实验基地，它进一步强化理论与实践的结合，解决了高层次理论知识实践难的问题，提高了学生对高层次知识的运用，并为学生验证创新思维提供了开放的实验环境。其具有五个鲜明的特点：①技术先进性：采用先进的自动化技术，以及具有前瞻性的信息通信与管理技术，使学生通过实验及时了解国际业界的最新技术动态。②交互性：管理决策模拟过程通常是以互动小组为最小实验单元，这给来自不同专业、不同领域、不同实践背景的学生提供了一个相互交流平台，学生可通过学习、讨论，以及汇总、分析实验结果等环节的训练培养协作和交流能力。③适应性：平台建成后可逐步推动学生参与到教师科研项目中，使学生在理论知识学习的同时，参与实际的科研工作，进而增强学生的创新能力。④综合性：平台集中生产管理、市场营销管理、财务管理等相关知识，使用模拟教学方式将知识性、实用性、趣味性和竞争性有机结合，将深层次经济管理类专业课程融会贯通，简明扼要，通俗易懂。⑤可操作性：改变了重流程演示、轻环节实验的习惯做法，探索出多种实用的必做的实验内容，使学生通过多种软、硬件的实验学习，掌握各种常用的和最先进的管理手段，学会管理的技术和方法。

四、总结

在当前社会经济高速发展的前提条件下，由于决策支持的需要，信息部门需要建立决策支持系统，以帮助业务部门将业务数据转化成决策信息。[5] 如果在高等教育中把实践周期长、难度大的管理决策过程采用系统模拟的方法展现给学生，势必提高学生在实际环境运用理论的能力，并从广度、深度两方面拓宽学生的知识面。

管理决策模拟与供应链管理综合实验平台则正是在上述需求的基础上而建立的一个虚拟的仿真模拟实验环境，我校通过本项目的实施，不仅提高了专业课程的授课水平，也为提升毕业设计、课程设计、生产实习等实践性教学环节的质量打下良好的硬件基础。特别是，利用现实供应链管理情景仿真和决策方法相结合的实验方法，能够在类似真实的供应链环境及其生产环境中培养学生的洞察力、创造力、协调力和运用决策方法等基本素质，提高了学生对管理决策和供应链管理的感性认识，强化了学生对深层次专业知识的理解。

参考文献：

[1]王黎.关于构建高校经济管理类实验平台的探讨[J].成都大学学报(社会科学版) ,2006(1):100-105.

[2]赵向阳,蔡惠萍.实验教学与创新能力培养探析[J].实验室研究与探索,2004,23(1):12-14.

[3]曾小彬.试论经济管理类专业计算机模拟实践教学及其发展[J].实验室研究与探索,2003(6):1-3.

[4]张永兵.教学实验室导论[M].济南:山东教育出版社,2002:22-45.