Page 28 - 理化检验-物理分册2024年第十一期

宋 月，等：钢铁材料检测智慧实验室建设及应用前景

检测的难度较大，相应的自动化数据采集也存在一 一起，逐步形成可以执行某些特定任务的功能岛，如
定的难度。 硬度压痕自动测量、显微组织智能识别等，功能岛之
1.3 设备缺乏统一的信息管理平台 间互联，创造出可以完成某些特定流程的实验室平
建立智慧实验室的前提是建立通信设备信息管 台。最后，配合智慧化管理系统，使整个实验室的多
理平台和设备基本信息库，从而进行设备的统一管 线任务有效、高效地进行，彻底解放人力，打造“黑
理，并对设备仪器进行信息查询和维护。目前实验 灯实验室”。
室检测信息委托试验对于仪器的设备管理、检定、借 2.3 数智驱动 “解放大脑”
用、维护、报修、报废等一系列的流程管理比较简单， 经过信息化、数字化处理后，实验室逐渐“解放
多采用人工检测和记录的方式，处理过程比较繁琐， 大脑”。与此同时，对数据的存储、处理和应用能力
易出现设备信息丢失、损坏、超期等现象，实验室设 承担着“解放大脑”的重任。顺应互联网、物联网、
备的管理效率低下，更加迫切需要建立智慧实验室。 5G（第5代移动通信技术）、大数据及人工智能的发
展，智慧实验室“解放大脑”的推进也在逐步经历从
2 钢铁材料检测智慧实验室建设方案
信息化、数字化到数智化的过程。信息化可使所有
2.1 建立信息一体化统一管理平台 试验、试样的管理流程和状态从传统纸质版转化为
为加快提升科研保障能力，以更好地面向国家 电子版，有利于准确、长久地存储；在此基础上，利
战略需求和市场重大需求，建立集试验管理、理化检 用数字化手段实现远程、高效地试验和运营管理，并
验、用户评测、生产管理、库存管理、采购管理、销售 继续产生试验及管理相关数据；最终，大量高质量、
管理、能源管理和设备管理等多功能于一体的综合 多维度的数据被人工智能充分学习，进行智慧化数
性信息化平台。该系统旨在通过高度集成和智能化
据应用，从而自动分析试验结果、优化试验流程及
管理，实现研发流程、生产管控、物资管理、销售服务 管理 [5-6] 。
以及能源设备等方面的全面优化和协同。采用B/S 2.4 多维协作建设智慧实验室
（浏览器/服务器） 架构，实现以下目的。 智慧实验室需要软硬件螺旋式发展，当“解放人
（1）建立企业管理与决策的计算机管理平台，遵 力”和“解放大脑”同时走到极致，智慧化实验室的
循的统一的数据标准，实现信息资源共享，以消除网 诞生也就水到渠成，“大脑”按需求生成高成功率任
络环境下信息孤岛。 务流程，“黑灯实验室”精准执行任务并实时反馈情
（2）建立统一数据资源中心，实现对数据的集中 况。智慧实验室需及时优化、调整试验进度和流程，
存储与管理。 最终高效满足需求。目前，“解放人力”的进程整体
（3）建立对数据的授权访问控制机制。 快于“解放大脑”，但要达到极致，均还有一段距离。
（4）实现企业各部门协同工作，规范企业流程， 两者的共同进步需要彼此扶持。
提高工作效率。 2.5 智慧实验室应用前景
（5）实现系统设备与应用的安全可靠运行。 高质量数据的产生与应用是智慧实验室发展的
（6）为企业的经营管理提供科学的技术决策 核心。目前，“解放人力”和“解放大脑”都在快速
支持。 前进，并取得突破性进展，这有赖于行业整体在自动
（7）建立信息与应用规范，统一应用访问接口， 化领域的发展，在提高数据质量的同时也在规模化
实现相互访问数据和功能，并有效组织和管理多个 的增加数据量，以达到快速收集数据的目的。基于
应用系统。 此，可以在原有文献研究和公开数据的基础上，不断
（8）提供集成个性化服务，满足企业多样化的应 得到真实试验产生的“失败”数据，算法因而不断迭
用服务需求。 代，以变得更加精准 。应用自动化产品、柔性机器
[7]
2.2 打造 “黑灯实验室” 人、实验室信息管理系统，可以达到无纸化、无人化
智慧实验室的建设是从单个模块开始的，直到 操作，在此基础上，实验室建设逐渐融入了AI（人工
形成“黑灯实验室”，逐步通过自动化来实现解放人 智能）算法，通过自然语言处理、机器学习、计算机
力的目标。从单个自动化模块开始，检测仪器设备 视觉识别、数据处理与分析等模块，达到24 h动态监
上的自动化方案是“解放人力”，如硬度计自动打点、 测环境安全。还可根据通量和产出要求，自主评估
金相试样自动磨抛等单个操作；然后将各模块连在 最佳运行配置、优化试验进度，全方位管理实验室核
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