《CPPC1080.1实验室智慧化建设和评价指南第1部分总则-》

ICS19.020

CCSM732

CPPC

中国生产力促进中心协会团体标准

T/CPPC1080.1—2024

实验室智慧化建设和评价指南

第1部分总则

GuidelinesfortheconstructionandevaluationoflaboratoryintelligencePart1

Generalrequirements

全国团体标准信息平台

2024-03-20发布2024-03-30实施

中国生产力促进中心协会发布

T/CPPC1080.1—2024

实验室智慧化建设和评价指南

第1部分总则

1范围

本文件规定了实验室智慧化建设和评价的通用原则，包括对相关的智慧化关键系统的划分、能力分

级和评价指南。

本文件适用于各种应用类型的实验室，其它类似的科学设施也可参考使用。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本

文件。

GB/T34068-2017物联网总体技术智能传感器接口规范

GB/T40571-2021智能服务预测性维护通用要求

GB/T41867-2022信息技术人工智能术语

GB/T42018-2022信息技术人工智能平台计算资源规范

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

智慧化实验室smartlaboratory

综合利用现有的信息化、自动化、智能化技术，拟通过实现感知、学习、决策以及采取主动措施，

以按需要辅助或替代人员相关职责的实验室。

控制control

管理规定范围内的变量。

[来源：ISO11139:2018,3.63]

监视monitoring

识别要求或预期性能水平的变化而不断检查、监督、密切观察或确定状态。

[来源：ISOGuide73:2009,3.8.2.1，有修改——删除了“注”]

确认validation

通过提供客观证据对特定的预期用途或应用要求已得到满足的认定。

注1：确认所需的客观证据可以是试验结果或其他形式的确认结果，如：交换方法进行计算或文件评审。

注2：“已确认”一词用于表明相应的状态。

注3：确认所使用的条件可以是实际的或是模拟的。

[来源：GB/T19000--2016,3.8.13]

全国团体标准信息平台

验证verification

通过提供客观证据对规定要求已得到满足的认定。

注1：验证所需的客观证据可以是检查结果或其他形式的确定结果，如：变换方法进行计算或文件评审。

注2：“已验证”一词用于表明相应状态。

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T/CPPC1080.1—2024

[来源：GB/T19000--2016,3.8.12，有修改——删除了注2，注3重新编号为注2]

预期用途intendeduse

按照制造商提供的规范、说明书和信息，对产品、过程和服务的预期使用。

注：预期的医学适应证、患者群体、与医疗器械交互的身体部位或组织类型、用户特征、使用环境和工作原理是预

期用途的典型要素。

[来源：ISO/IECGuide63:2019，3.4，有修改——删除了“注”]

过程process

利用输入实现预期结果的相互关联或相互作用的一组活动。

注1：过程的“预期结果”称为输出，还是称为产品或服务，随相关语境而定。

注2：一个过程的输入通常是其他过程的输出，而一个过程的输出又通常是其他过程的输入。

注3：两个或两个以上相互关联和相互作用的连续过程也可作为一个过程。

[来源：GB/T19000-2016，3.4.1，有修改——删除注4、5和6]

4实验室智慧化系统架构

实验室是多个功能系统协同运行的受控场所，智慧化系统宜按关键需求设计灵动架构。

应有措施保证智慧化系统开发、设计、外部供应和服务、源代码、数据协议、上线运行等全生命

周期符合国家关于数据安全、个人隐私、数据合规、合规使用等相关的规定。适用时，应通过相关机构

的测评。

为利于不同应用类型的实验室智慧化建设需求和在分级评分时协调一致，按实验室的通用功能将

实验室智慧化系统架构分为以下关键系统和基础设施：

——实验环境保障系统

——环境与职业健康安全保障系统

——实验过程控制系统

——物品管理与物流系统

——实验室合规与数据管理系统

——电力供应与能源系统

——消防与安保系统

——实验室应急系统

——运行维护系统

——数字基础设施

本文件给出的实验室智慧化关键系统和基础设施（4.3）的主要内容见4.5～4.14。实验室实际建

设需求和智慧化系统的划分并不限于4.3，可以根据实验室类型、特点和资源等确定，但是，在进行分

级评价时宜按4.3进行归类，并明确评分项和分值。

实验环境保障系统

涉及与实验条件和支撑的保障体系，包括（但不限于）：

——通风空调

——给排水

——供气

——机电

——电磁兼容

——振动与噪声

——照明

——全国团体标准信息平台网络与通讯

——状态监控与报警

环境与职业健康安全保障系统

涉及与实验条件和支撑的保障体系，包括（但不限于）：

——通风空调

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——给排水

——供气

——机电

——电磁兼容

——振动与噪声

——照明

——网络与通讯

——状态监控与报警

实验过程控制系统

涉及实验流程、实验活动的控制体系，包括（但不限于）：

——测量前、测量、测量后的控制

——授权管理

——实验流程

——实验系统与工作站

——在线与远程控制

——质量指标

——实验记录

——培训与演练

物品管理与物流系统

涉及实验材料与设备、实验对象等所有实验物品（防护和应急等用品分别见相应的章节），以及物

品出入等流向的管理和控制系统，包括（但不限于）：

——试剂和耗材

——实验设备

——实验对象（包括动物及生物材料）

——辅助材料（如垫料、饲料、洗消等）

——库存系统

——流向定位和追溯（包括实验室内部和外部的流动）

——状态控制与报警

实验室合规与数据管理系统

涉及数据合规、数据安全和数据溯源等管理系统，包括（但不限于）：

——数据合规性及合规使用

——授权管理和防侵入

——数据安全

——数据溯源

——数据知识库

——数字化标准

——源代码的安全管控

——系统安全监测与报警

运行维护系统

涉及实验室设施设备和数字化设施和系统等的运行和维护系统，包括（但不限于）：

——运维能力与风险评估

——资源与备品备件

——启动与关停控制

——运行与值班

——全国团体标准信息平台巡检与报警

——在线与远程控制

——显示终端

——常规运维与系统检查

——故障修复与再运行

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——改建、升级与报废

——运维日志

电力供应与能源系统

涉及实验室电力供应与能源管理系统，包括（但不限于）：

——用电负荷与冗余

——配电与控制

——关键用电与保障

——安全与报警

——能源管理与节能

消防与安全和安保系统

涉及实验室消防和安全、安保系统，包括（但不限于）：

——设施、装备、器材和个体防护装备

——感知装备装置

——可移动装备

——关键防护点的保障

——预警和报警

——显示终端

——学习、决策和执行系统

——联动系统

——证据记录和追溯

——培训与演练

实验室灾害应急系统

涉及实验室不可预测、不可抗力等突发事件事故的应急系统，包括（但不限于）：

——风险评估和应急指南

——突发事件事故（如：地震、爆炸、水灾、风灾、人员昏迷等）

——系统全面失灵

——系统误报、误操作

——现场灾害应急优先策略

——应急和救援物资和装备

——培训与场景演练

数字基础设施

涉及实验室智慧化建设的基于通信网络、物联、云平台和数据算力和存储等的基础设施体系，包

括（但不限于）：

——规模与需求分析

——系统架构和部署

——系统开发、外部供应和服务、源代码、应用系统投入运行等全生命周期的安全措施

——通讯网络与云平台

——数据协议与物联网

——数据算力与存储

——数据安全和数据确权

——跨领域数据融合和共享

——数字孪生与可视化

——安全测试与性能验证

——全国团体标准信息平台系统可靠性和备份

5实验室智慧化能力分级

根据实验室智慧化建设项目的综合情况，从低到高将智慧化能力水平分为三级，分别用SL-1、SL-

2和SL-3表示,SL为smartlaboratory的首字母，数字1、2、3表示级别。

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表1实验室智慧化建设水平分级与综合分值表

智慧化级别总分值(A+B+C+D)*0.1

SL-1160～239

SL-2240～319

SL-3320～400

实验室关键系统智慧化能力指标

5.2.1自动感知

5.2.1.1适用时，可选择的（不限于）感知系统包括影像、音频、振动、光谱、温度、电子射频、电

磁、压力、位移、烟雾、化学气体、气味等多种适宜的感知硬件，其与数字技术层、应用层协作，可按

预设目的自动采集和传送信息。

5.2.1.2感知设备的选择不限于固定安装的监控器、传感器等，宜包括个体可佩带、可移动、可飞行

的巡检装置，并保证其应用效果。

5.2.1.3感知设备应适应复杂和异常环境，获得的信息清晰而准确，且可追溯。

5.2.1.4感知系统的展现终端应分布合理，包括个人移动终端，界面应醒目、清晰、易读、易懂，应

考虑在异常状态（如烟雾、火光、高温等）下的适宜性和可靠性。需要时，应链接上层管理部门的终端。

5.2.1.5感知设备应足够灵敏并合理设置，基于需求覆盖所有关键点，可自动感知预设参数/项目和传

送信息。

5.2.2理解与学习

5.2.2.1应建立学习模型，可通过数据库和实际运行数据实现机器学习和数据分析功能，

5.2.2.2对所感知的对象及其信息合理分类和分析，并给出有效的判断。

5.2.2.3实验室智慧化系统的数据应结构化以实现数据的利用效率，各技术和应用子系统或模块能共

享信息，进入各自的功能状态，且能相互协同和配合。

5.2.2.4应通过不断优化学习模型和验证方案，不断提高对感知信息的综合识别、理解和分析能力。

5.2.2.5应可接入多种信息并创建实用的大数据系统和知识库，具备运行数据，事件、事故分析能力，

定期输出分析报告和改进建议。

5.2.3决策与执行

5.2.3.1应基于实验活动、安全和安保需求，明确系统按优先顺序可自动决策的对象、时机、反应时

间和措施。

5.2.3.2应统筹管理和确保实验室智慧化系统、各子系统、设施设备以及其相互之间的决策逻辑、措

施和信息的协调一致性，应支持综合决策。

5.2.3.3决策机制应聚焦于预报、预警、反应时机和时间，适用时，应设置为自动决策模式。

5.2.3.4当出现异常状态时，决策系统应立即报警并进入人工模态，应优先考虑人员安全以及周围环

境和重要设施设备的安全。

5.2.3.5应定期评审和验证决策系统的适宜性和不确定性，确保其安全和可靠，并持续改进。

5.2.4主动措施

5.2.4.1应具备措施的目标、对象、优先级别和方案、与人员的互动机制，宜建立基于数字驱动的多

个系统的一体化体系。

5.2.4.2应具备所采取措施的组合优化、自动寻优算法以及主动实施方案，并经过验证。

5.2.4.3应具备关键设施设备和系统自我维保的能力，并保证其满足维保要求。

5.2.4.4应具备对实验室全域、建筑周围空间、人员活动、动物活动、物品流动、重点关注对象、关

键设施设备等动态变化的预测性、适应性、交互性能力、主动采取措施能力以及不断自我优化和失效保

护的能力。

5.2.4.5应建立评审、验证和应急机制，确保人工智能主动实时措施的安全性、伦理和适宜性。

6实验室规划与建设原则全国团体标准信息平台

实验室智慧化建设或改造前应根据拟从事的实验活动、规模、资源、发展趋势、市场竞争以及法

规要求等对智慧化需求和拟建水平识别与规划。

应由涉及各相关领域的专业人员组成的团队进行实验室智慧化需求识别。

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实验室智慧化系统建设需求可根据本文件4和5的内容综合考虑。应注意，国家现行的涉及实验

室、个人隐私、数据安全和人工智能安全与伦理的法规和标准适用。

实验室智慧化建设应重视项目成本效益评估，以及对新工艺和新技术的未知风险评估。

应保证实验室空间规划、工艺布局、通道、门、阶梯等建筑设施设备，以及建筑材料和结构等满

足智慧化建设的需求和特点，比如基于机器人的“无人”实验室的规划和建设；应满足实验室人机交互

的需求。

应保证实验室智慧化系统包含的不同子系统（包括第三方系统）或模块间的数字通信协议及转换

功能相