高职智慧校园中制造类实训室管理系统构建的过程中采用人工智能技术,应按照智慧实训室的情况和特点,科学合理采用人工智能技术进行智慧实训室的门禁管理、设备管理和不同实训室的管理,充分发挥人工智能技术的应用价值,确保能够在新时期的环境中,提高实训室管理的效果和水平,全面发挥人工智能技术的作用价值。
1 高职智慧实训室建设的必要性
高职院校实训中心是学生学习专业课程技术技能的重要载体,实验室是学生通过实训学习各类理论知识和进行专业技术训练的依托,是高职院校培养优秀技术型人才的重要基础设施。但是,传统的高职实训室已经无法满足当前学生实训课程的学习需求,难以确保学生的技能和技术学习效果,而高职院校建设智慧实训室,就能够通过各类智能技术的应用,使学生有良好的技术和技能学习环境,在真实的情境中进行知识和技术的训练,与此同时,高职院校智慧实训室的建设,还能有效进行学生知识掌握深度和广度的延伸,培养学生的思维能力和实践操作能力,促使学生创新能力的发展。另外,高职院校建设智慧实训室,还能通过提高实训教育教学的质量和水平,改善人才的培养现状,由此可见,高职院校智慧实训室的建设具有一定的必要性,是促使人才培养水平提升的重要措施。
高职院校传统的实训室管理系统,主要是利用管理工作人员看管的方式进行门禁管理,导致实训室的开放时间受到限制,只能在特定的时间周期范围进行开放,加之管理人员的精力有限,无法实时性开展管理工作,难以进行实训室环境和设备的统筹兼顾。与此同时,在传统的实训室管理工作中,各类设备和仪器属于独立个体,不同实训室之间缺乏联系,难以形成有机整体管理网络,再加上实训室的安全性较低,一旦物品遗失就无法进行追踪和追回。而在采用人工智能技术进行实训室管理、构建实训室系统的过程中,就可以提升整体的实训室管理效果,利用人工智能技术代替人为操作,确保各项管理工作的高质量和稳定性开展。
2 人工智能及其在高职智慧校园中制造类实训室管理系统中的应用要点
2.1 人工智能技术
人工智能技术是对人类思维进行拓展和延伸的技术,是新的技术学科。近年来我国科学技术快速发展的过程中,人工智能技术受到广泛的重视,主要是通过机器设备实现智能操作的目的,简而言之,就是利用机器设备进行人类或是其他生物的智能模拟,使机器具有语言能力、动作能力、感知能力和思维能力。我国人工智能技术飞速发展的过程中已经开始应用在各行各业,例如:医疗领域采用人工智能技术,能够利用手术机器人解决手术的技术难题,为患者提供高质量的医疗服务;人工智能技术应用在物流领域,还能通过智能化的货物分发机器人、货物配送机器人等,提升物流服务的效果;人工智能技术在交通领域中的应用,可以为人们出行提供便利。由此可见,人工智能技术是当前科学技术创新和各类产业转型升级的核心部分,技术在各个领域中的应用,都能促使行业原本发展形势和路径的改进,带来新的商业模式,形成新的发展空间。
2.2 技术应用要点
2.2.1 智慧实训室建设要点
智慧校园是将互联网技术作为基础部分,使学校的工作环、生活环境、教学和管理环境等呈现智慧化的特点,智慧校园建设的过程中,主要是将各种类型的应用服务系统作为基础载体,将人工智能技术和校园的教学工作、日常生活和管理工作等融合,目前,我国已经发布了关于智慧校园构建的框架,在其中明确提出智慧校园建设的特征和具体思路,能够提升智慧校园环境建设的稳定性和安全性。与此同时,智慧校园系统的建设,还能强化学校和外部环境之间的沟通,为校园的良好发展夯实基础,在智慧校园系统中采用人工智能技术,能够为智慧校园的建设提供便利。尤其是智慧实训室的建设,采用人工智能技术能够提高实训室建设的水平,因此,在智慧实训室建设期间,需要重点采用人工智能技术,遵循相应的基本要点,提升技术应用的水平[1]。
(1)构建智能化门禁管理系统
高职智慧校园中的制造类实训室管理系统开发期间,应采用先进的人工智能技术开发智能化的门禁系统,提高实训室的开放力度,满足制造类专业学生参与实训的需求。首先,在实训室门禁管理系统方面,将校园一卡通当做是进入实训室的钥匙,使校内的师生能够按照自身需求随时进入实训室,提升实训室各类基础设施的使用效率效果。校内师生在进入实训室的过程中,所有的校园卡刷卡记录会自动化上传到校园网平台,一旦发生特殊状况,就能立即进行人员的追踪。其次,构建较为完善的实训室预约网络平台,校内师生可以利用相关的网络进行实训室进入的预约,校外人员也可以预约进行参观,系统自动化进行参观人员身份的审核,审核完成后发放进入实训室的卡片,确保进入实训室的便利性和安全性[2]。
(2)构建设备管理网络体系
由于目前在高职院校的实训室管理过程中,各类设备和仪器之间较为独立,不能一体化进行管理,难以确保设备与仪器的管理效果。因此,在采用人工智能技术的过程中,应重点构建设备管理的网络体系,在每个设备和仪器上面设置标条和标码,确保各类仪器设备能够有独立的识别码,将设备的识别码统一输入系统数据库,相关的管理人员利用数据库即可针对性进行不同设备的管理或是统一进行管理。与此同时,应在实训室设备和仪器上配置传感器,利用传感器进行设备各类数据信息的采集,将采集的数据信息传输到管理系统,便于管理人员按照实际情况统一进行设备温度、湿度、故障的管理,进一步增强实训室仪器设备管理效果。
(3)构建不同实训室管理网络系统
为确保高职院校制造类实训室管理的效果,应采用人工智能技术构建不同实训室管理的网络系统,提升不同实训室之间的联系,确保能够深入有效完成各项管理工作。首先,在各个实训室内部配置相应的视频监控系统,建立统一进行不同实训室监控的平台,及时准确了解各个实验室之间的情况,避免出现实训室管理的问题。其次,构建统一的实训室管理网络系统,统一进行实训室终端设备的管理[3]。
(4)构建安保管理系统
为提升实训室的安全管理水平,应构建较为完善且健全的安保管理系统,利用此类系统维护实训室内部的安全性。首先,在实训室内部配置相应的智能化报警装置,设置智能化防盗窃设备、消防设备和防气体侧漏设备等,利用各类设备进行室内安全的管理。其次,在实训室发生盗窃行为的情况下,人工智能设备能够自动化进行报价,与相关管理人员联系,自动将现场封锁。如果实训室有异常烟味,烟雾报警器就能发送警报信息,自动化将消防设备启动,避免带来火灾事故。如果实验室中有害气体超标,气体检测设备就能自动化报警,将门窗自动打开通风[4]。
3 人工智能在高职智慧校园中制造类实训室管理系统中的应用措施
3.1 完善系统的整体架构
高职智慧校园中制造类实训室管理系统构建的过程中,应重点完善系统的整体架构,构建感知层次、网络层次、IOT平台层次和业务层次,确保能够提升实训室管理系统的运行效果,发挥人工智能技术的作用价值。
3.1.1 感知层次
感知层次构建的过程中,需要接入设备层,其中主要涉及到数据网关、感知设备和智能化设备等。对于数据网关来讲,需要将智能化和感知设备的数据介入其中,使各类协议的设备能够转变成为标准性的数据格式,对数据信息进行全面的整合,为iot平台提供基础的数据信息。对于智能化设备来讲,主要是提供数据信息接口的plc设备或是机电设备等。感知设备则是能够帮助管理系统进行设备运行数据和状态进行感知的传感器设备。由于感知层次是iot的边缘智能层次,因此,还需构建完善的智能化系统,主要是能够提供设备和系统数据信息的软件,例如:智能化楼宇自控系统和智能化安防系统等[5]。
3.1.2 网络层次
实训室管理系统中的网络层次构建,主要是按照具体的情况构建能够支持无线网、5G通信、Zig bee等网络系统运行的网络层次,有效进行不同网络之间连接的管理。
3.1.3 IOT平台层次
为进一步增强实训室管理系统的运行效果,在采用人工智能技术的过程中,应构建相应的iot平台层次。其一,开发能够为各类设备和业务应用程序,与其他设备之间进行交互的平台;其二,重点采用pump数据引擎,对感知层次的数据信息进行提取,按照提取点位数的情况,动态性进行拓展,使数据引擎的数量增加,服务器的数量增多。同时,数据引擎能够为MOD bus等各类标准协议的接入提供支持,支持私有协议的开发,完成设备的连接管理、数据信息读取和解析等;其三,完善基础数据的管理模式,对实训室中设备数据信息进行增加和删减、修改与查询的管理,主要涉及到设备标识和参数等管理[6]。同时,还能进行实训室组织架构、设备类型,型号等各类基础数据的管理,有效完成实训室设备认证和授权管理、数据信息存储管理等;其四,采用Gear策略引擎,按照实训室管理工作的需求,科学合理进行策略的制定和匹配,确保实训室人工智能报警和联动策略的良好设置,如果实训室管理系统的负载率过高,也可以按照实际情况设置多台服务器,进行管理任务的分流;其五,Job定时任务引擎的应用,可以定时进行数据汇总分析和计划生成功能、用户同步功能的执行,在管理系统负载率较高的情况下,可按照具体情况布置服务器进行各类任务的分流。除此之外,采用kafka消息订阅的技术,如果消息订阅的规模较大,可设置实时性数据订阅的模式,有效进行消息订阅的管理。并且采用s so单点登录服务的技术,用来进行不同业务系统的单点登录,采用API对外接口,设置其他业务系统进行数据信息调用的接口,按照实际情况进行数据接口的开发。
3.1.4 业务层次
根据智慧校园中制造类实训室管理工作的需求,采用人工智能技术开发相关的业务层次,在业务层次中,结合用户的具体需求,对iot平台数据信息进行调用,确保用户能够在管理系统中进行资产、运维和能源管理等,为用户提供高质量的服务[7]。
3.2 完善平台体系的架构
高职智慧校园中制造类实训室管理系统的建设,采用人工智能技术,需要完善相关的平台体系架构,确保人工智能技术在其中的良好应用。在整体的平台体系架构中,可以将其划分成为基础层次、数据平台层次、网络层次等。
整体平台体系架构中的基础层次,涉及到实训室机房、物联网设备和供电设备、综合网络设备等,需要保证各类设备的性能和运行稳定性符合标准,为管理系统的良好运行提供保障;网络层次则需要配置专门的校园网和互联网,确保所有网络平台的安全性和稳定性;基础数据平台层次,主要包括基础类型和核心业务类型的数据库系统,在其中存储实训室的地理数据、设备数据、感知设备采集的数据、业务数据和其他的应用数据等;服务支撑层次则涉及到数据信息交换、联动管理和接入网关等各类服务,同时,还需按照实际情况设置人工智能服务和云服务,确保能够通过人工智能技术和云计算技术等,改善实训室管理系统的运行效果;应用层次则涉及到设备的远程共享应用程序、实训室内设备状态监督管理的应用程序、实训室预约管理和基础设备管理的应用程序、实训室能源和资产管理的应用程序、实训室智能化视频分析和数据对接发布管理的应用程序、实训室运维和联动管理的应用程序;应用客户端层次,则需要配置客户端和PC端,使用户能够合理利用移动终端进行管理系统的操作和访问。这样在科学合理进行实训室管理系统体系架构设计的情况下,可以科学有效进行各类数据信息的管理和设备管理、实训室环境管理等等,确保实训室管理工作的高质量和智能化开展,提升人工智能技术的应用效果[8]。
结语:
综上所述,人工智能技术在高职智慧校园中制造类实训室管理系统中的应用具有一定的重要意义和必要性,因此,高职院校在新时期的环境下,应按照实际情况,科学合理采用人工智能技术构建制造类实训室管理系统,遵循相应的基本要点,合理开发智能化门禁管理、设备管理、实训室之间管理、安保管理系统,同时,还需采用人工智能技术,完善相关管理系统的整体架构和平台体系,提升管理系统运行效果。
参考文献:
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[2] 唐立伟,龙育才,朱冬. 基于人工智能场域的智能制造专业群新型教学体系构建[J]. 中国教育技术装备,2021,13(20):37-40.
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[8] 张树军. 基于人工智能的开放式实训平台模式探讨[J]. 黑龙江科学,2021,12(21):130-131.