精邦软件自主研发的Data Box助力解决智慧数字实验室

精邦软件自主研发的Data Box助力解决智慧数字实验室

几乎每个行业都会产生大量的数据，且随着时间呈快速增长趋势。实验室数据也不例外，近年来，高通量分析成为实验室分析方法的大趋势，从而产生了相较于以前几倍甚至几十倍的数据，但大量的数据并非就是所谓的大数据。

  成熟的高通量分析与互联网技术的融合，已经成为实验室数字化的趋势。研究机构、生产企业以及小型实验室之间越来越多的合作都使数据量大幅增加。不断增长的数据量不仅对实验室的IT系统提出了挑战，也给数据的处理分析提供了更多新的可能性，同时与此有关的价值增值过程，都可以归到大数据这一概念中去。

      大量的数据本身并非就是大数据，只有当这些数据能够按照一定的格式保存，能被有效的查询，进行综合分析后，可以获取某种新的相互关系，并从中得到更有用的信息时，这样的“大量数据”才能被称之为大数据。能够使人易于理解的大数据实际上都是从犹如乱麻般的数据中整理出来的。过去，虽然已经进行了测试，但得到的这些所谓的源数据却不能被有效的利用起来。现在，非常简单的大数据应用就能帮你节约大量的时间、金钱和资源。

  把积累的大量数据变成大数据还有很多工作要做。许多实验室数据和信息都被存储在本地的数据库中，更多的是记录在纸张报告、记录表中，被分散在一个个文件夹中而很难用于大数据分析。

  实验室中大数据的应用

  大数据的应用条件首先是要把实验室中所有的数据都保存在统一的数字化平台。这种平台允许对所有数据进行分类，而且有统一、结构化的数据采集过程，从而能够在过程层面对数据进行比较。为了能够处理越来越大的数据量，从长期发展来看，把用于分析和生产的仪器设备与IT系统直接连接起来是必不可少的，这样可以确保在任何时间都能连续跟踪数据，根据这些数据可以看出很多被隐藏的影响因素，对这些影响因素进行仔细分析后，可以搞清楚它们对过程的影响从而做出调整。

  数据化实验室的挑战

  多年来，实验室数据的数字化是实验室日常工作中一个严峻挑战。目前已经有许多不同类型的电子实验室记录(ELNs)和实验室信息管理系统(LIMS)可供使用，但不是所有的实验室都使用统一的系统管理数字化文件。某些移动输入设备，例如，平板电脑和智能手机的发展都有利于数字化系统的应用和推广。许多实验室都会使用数据格式完全不同的数据，例如，Word、Excel、PDF和图像格式的通用数据格式，也常常要用到一些特殊格式的数据。

    为了能够在更大范围内使用这些数据，根据数据产生的过程来管理组织数据很有必要。图像数据和其他格式的数据相互比较，无需把所有的图谱并排进行对比，只把具有可比性的谱图文件相互比较就可以了，要利用大数据首先要解决小数据的问题，但大多数实验室都存在的难题是小数据太多却难以关联。

  在利用大数据的过程中，首先要制定标准，利用制定的标准可以把实验过程中的数据轻松的汇总到一起，进行整理分类，实现相互比较。但迄今为止还没有能够将跨学科实验室数据进行格式的统一。 

仪器设备与IT系统的联网

  实验设备和检测仪器都算是实验室的数据采集设备，它们可以记录、生成大量数据。这些数据常常都被保存在联网的计算机中，没有联网接口的话，可以保存在网络驱动器中。因不同工作组之间面临分散式的设备配置带来的问题，因此限制了数据畅通无阻的传输，即使使用U盘也很难自动把仪器的结果数据与实验室报告文档数据建立起一一对应的联系。

      为了填补实验室仪器设备与IT系统间的空白，仪器设备制造商、实验室用品生产厂、精邦软件研发出的的Data Box这一标准的目的是不同生产厂家生产的设备有着统一的接口，即所谓的PMS过程管理系统接口。这一PMS过程管理系统接口可以通过网络服务器或者经互联网的安全连接来登录、访问。

例如

RF高增益天线：CC1100E芯片工作频率433-510MHz/950-960MHz，低频远 距离传输，理论极限距离为1000米

      RJ45网口：连接网线,可以将发射端的数据转发到服务器上，以便做数据的更高应用；

     COM接口：标准RS数据转换口，可以设置网络信息,接收发射的完整数据包，可连接PLC或SPC统计软件;

      USB接口:模拟PS/2接口输出，ACSII格式。输出转换好的测量数据和设备ID。直接接入PC端USB口即可得到由发射端发过来的数据。

 电源接口：DC12V直插式。连接示意图如下：

连接的仪器为：三丰全系列带SPC输出口的量具，ALGOL全系力学测试仪器；

可多工位输入，输入的数据按工位分列进入订制报表格式内；

无线发射端接口为10pin杜邦接口，方便连接带此类接口的各种量具；

无线发射端仅35克，可随身携带；

自动数据采集功能

1． 通过测量仪器的通讯接口（COM、USB、网口等）进行自动数据采集；

2． 通过对测量设备自身软件生成的数据文件智能感知进行自动数据采集；

实时监控和报警功能

1． 对异常进行实时监控和报警；

2． 自动生成异常现象汇总报表；

自动生成分析图表功能

1． 自动生成数据表格；

2． 自动生成各类图表：XR、XS、IMR、CPK、RUN CHART等。

自由导出各种格式的数据、图形报表

1． 可以自由定义EXCEL报表导出规则；

2． 可以按照预先设置好的导出规则随时把数据导出到Excel。

全自动数据采集系统可兼容几乎所有主流测量设备产生的数据格式、各种数据接口。

尤其是对于重复性高的操作，如卡尺，天平等效果更佳，极大的省了很多人力。避免错误。

对于目产市场上常见的影像仪（日本尼康、三丰，海克斯康、OGP等），三坐标测量仪（德国蔡氏、三丰、海克斯康）Micro-C全自动数据采集系统均有完整、成熟的自动数据采集方案。

尤为关键的是我们提供的同一套软件系统，可同时满足几乎所有主流品牌CCM机的同步自动采集，仅需调整软件中的配置参数即可让各种CMM测量数据源源不断采集到服务器，无需为每种CMM仪器配套专门的采集软件，也不需额外硬件投入。

全自动数据采集系统与各类测量设备同步采集配置示意图