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智慧化實驗室分為3個層次，首先是實驗室信息層面的智能化。實驗室信息管理系統是一個多學科交叉的綜合應用技術，是專門應用于分析檢測實驗室各類信息和管理的網絡化系統，在一定程度上實現了實驗室資源的信息化管理。該系統在國外的各類實驗室得到了一定的應用，有不少科研機構和商業機構對其開展相關研究。
第二個層次是實驗室環境層面的智慧化。即通過監測終端對于實驗室環境參數的實時監控和采集，并通過控制設備進行調節，尋求實驗室環境控制與安全、能效的最優化解決方案。
第三個層次是基于物聯網技術。實現實驗室環境和儀器設備的智能感知，數據上傳至大數據平臺后進行優化與智能決策，該層次為實驗室運行層面的智能化，可以使實驗室的運行過程具備實驗項目與設備自組織、實驗順序與能耗自優化、實驗資源自匹配等功能，實現了真正意義上的智慧化實驗室。
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