Aqui estão alguns dos requisitos comuns para o design de sistemas inteligentes de laboratório:

I. Necessidades Funcionais

Monitoramento e gestão de equipamentos

Capacidade de monitorar em tempo real o estado operacional de vários tipos de equipamentos do laboratório, incluindo o estado do interruptor do instrumento, parâmetros operacionais (como temperatura, pressão, velocidade de rotação, etc.), informações de alarme de falha, etc. Por exemplo, para instrumentos de análise de alta precisão, a temperatura de funcionamento de seus componentes internos críticos deve ser obtida com precisão e um alerta oportuno deve ser emitido quando exceder a faixa normal.

Com a capacidade de equipamento de controle remoto, os pesquisadores podem ligar, desligar, ajustar parâmetros e operações remotas no laboratório através de terminais (como computadores, telefones celulares, etc.), para facilitar o uso do equipamento em diferentes cenários e melhorar a utilização do equipamento.

Monitoramento e regulamentação ambiental

Os parâmetros ambientais do laboratório são monitorados em todas as direções, incluindo temperatura, umidade, qualidade do ar (por exemplo, concentração de gases perigosos, teor de poeira, etc.), intensidade da luz, etc. Em laboratórios de química, por exemplo, é necessário monitorar em tempo real as concentrações de gases perigosos resultantes de vazamentos de produtos químicos perigosos para garantir a segurança das pessoas.

O ajuste automático dos parâmetros ambientais de acordo com o limiar definido, através da ligação com o sistema de ar condicionado, equipamentos de ventilação, umidificadores, etc., mantém o ambiente de laboratório em um estado estável adequado para o trabalho de pesquisa científica, garantindo a precisão e a repetibilidade dos resultados experimentais.

Gestão de Pessoal e Segurança

Realizar o gerenciamento de permissões de entrada e saída de pessoas no laboratório, usando cartões, reconhecimento de impressões digitais e reconhecimento facial de várias maneiras para registrar o tempo de entrada e saída de pessoas, informações de identidade, etc., para facilitar o rastreamento e gerenciamento.

Com função de alerta precoce de segurança, quando houver incêndio, vazamento de água, vazamento de eletricidade e outras circunstâncias anormais, pode rapidamente emitir alertas e notificar as pessoas relevantes, ao mesmo tempo iniciar as medidas de emergência correspondentes, como abrir automaticamente a pulverização de incêndio, desligar a fonte de energia do equipamento perigoso, etc.

Gestão e Compartilhamento de Dados

Coleta e armazena vários tipos de dados experimentais do laboratório, incluindo dados gerados pelo equipamento instrumental, dados registrados manualmente, etc., para criar uma base de dados completa. O armazenamento de dados deve ser de alta segurança e confiabilidade, evitando perda de dados e manipulação.

O compartilhamento de dados facilita a troca de dados e a colaboração entre os membros do laboratório e entre os diferentes laboratórios, facilitando a produção de resultados científicos, por exemplo, os pesquisadores podem visualizar facilmente os dados experimentais de outros membros do mesmo projeto para análise comparativa.

Requisitos de Desenho de Sistemas Inteligentes de Laboratório

1 - Estabilidade

Todo o sistema inteligente deve ter um alto nível de estabilidade e ser capaz de operar continuamente por longos períodos sem falhas ou falhas, para garantir a execução normal do trabalho diário do laboratório. Por exemplo, o funcionamento estável do sistema é essencial em cenários que exigem monitoramento e controle contínuos, como a realização de experimentos de envelhecimento de materiais por longos períodos de tempo.

Com um design redundante, equipamentos críticos e linhas com backup, quando o equipamento principal falha, é possível mudar automaticamente para o equipamento de reposição para garantir o funcionamento contínuo do sistema e reduzir o risco de interrupção experimental devido a falhas do sistema.

Velocidade de resposta

Para as instruções de controle de equipamentos, instruções de ajuste de parâmetros ambientais, etc. para responder rapidamente, geralmente exige que a resposta seja feita em segundos ou até menos para atender às operações mais exigentes em tempo real durante o processo experimental, como em alguns experimentos químicos de resposta rápida, o ajuste oportuno de ventilação e outros parâmetros ambientais é fundamental.

A frequência de coleta de dados deve atender às necessidades experimentais, para que os parâmetros de mudança rápida possam ser registrados com precisão e tempo, evitando a perda de informações importantes.

3. Compatibilidade

Para ser compatível com vários tipos de equipamentos de diferentes marcas e modelos no laboratório, seja o equipamento de instrumentos domésticos ou importados, todos podem acessar o sistema inteligente para gerenciamento e controle unificados, evitando a necessidade de substituir um grande número de equipamentos existentes devido à incompatibilidade do sistema.

Pode ser bem conectado com outros sistemas de gerenciamento existentes no laboratório (como o sistema de gerenciamento de informações do laboratório LIMS, o sistema de gerenciamento de pesquisa científica, etc.), para alcançar a interoperabilidade de dados e a sinergia funcional, criando um ecossistema de gerenciamento de laboratório integrado.

Requisitos de facilidade de utilização para o projeto de sistemas inteligentes de laboratório

1. interface amigável de operação

O design de uma interface de operação simples e intuitiva, seja a interface de monitoramento do dispositivo, a interface de configuração de parâmetros ambientais ou a interface de consulta de dados, etc., deve facilitar a operação dos pesquisadores, mesmo que as pessoas que não estão familiarizadas com a tecnologia da informação complexa possam começar rapidamente e reduzir os erros de operação. Por exemplo, a visualização gráfica do estado do dispositivo e dos parâmetros ambientais e a operação de controle com botões intuitivos.

Proporcionar dicas de operação e documentação de ajuda para visualizar a introdução e instruções de uso das funções relevantes a qualquer momento na interface, facilitando que os usuários possam resolver seus próprios problemas em tempo útil durante o uso.

2. Facilidade de manutenção

O sistema tem a capacidade de auto-diagnóstico, é capaz de identificar em tempo útil seus próprios problemas potenciais em software e hardware e fornecer informações claras sobre falhas, facilitando a localização rápida e reparação de falhas pelo pessoal de manutenção.

A instalação, substituição e outros equipamentos de hardware devem ser simples e convenientes, com um design modular que não requer um processo de cablagem e depuração complexos, reduzindo os custos de manutenção e a dificuldade para garantir a operação estável do sistema a longo prazo.