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1、1项目背景1.1项目简介近年来，随着计算机的普及和互联网技术的成熟，远程实验室和虚拟实验室逐渐成为大学实验教育的热点。国内外已有少数大学开辟了这样的实验模型。学生可通过互联网登录并访问实验室服务器，完成各种模型的实验。美国TennesseeatChattanooga大学的JimHenry设计的网上工程实验室提供了系列远程控制实验，如压力控制、液面控制、温度控制、速度控制实验等。这个远程实验系统是由一台服务器和五台客户机构成的，每台客户机上都运行用LabVIEW编写的软件，并与一套实际的实验设备相连，当用户通过互联网访问服务器时，首先需要选择控制参数，然后服务器把这些参数传送给相应的客户机，客户
2、机收到这些参数后，通过数据采集卡来控制相连的实验设备完成实验，并把实验数据传回给服务器，服务器根据这些数据生成实验结果图返回给用户。新加坡国立大学的虚拟实验室允许用户通过Imemet进行远程实验,使用WS方式实验，可以实现昂贵的实验设备的共享。远程实验室的服务器端使用LabVIEW虚拟仪器软件实现对实验设备的控制，服务器与实验设备之间通过信号传输进行连接。为了能让用户直观地观察到实验现象，远程实验室采用视频会议技术向用户反馈视频和音频信息。用户也可以控制摄像头的缩放和视角来获取满意的观察位置。中国科技大学物理系研制了一套基于Internet的扫描探针显微镜(SPM)远程控制系统,该系统分为四部
3、分：客户端、服务器、SPM仪器端、视频监视系统。由于设备复杂、贵重，其中客户端分为两种类型，一类是实验主控操作人员程序端，用于对设备进行远程操作，采用基于TCP/IP协议的C/S结构对SPM进行操作运行；另一类是观众客户端，这部分程序是基于HrTP协议和GGI的浏览器,提供给普通用户观看实验过程,服务器和SPM仪器端通过自行设计的DSP控制器组成一套完整的SPM反馈系统，该实验系统在京沪两地试用，获得了良好的实验效果。大连理工大学机械工程学院研制的远程控制快速成型加工系统,其设备对象是数控加工机床。该系统采用基于网络的编程模式，客户端用户输入加工参数及各种命令，网络只需负责将数据量不大的参数传
4、递到加工服务器端，服务器端负责完成STL文件的分层参数设置和分层处理工作，并在快速成型系统上生成底层数控代码，从而可以实现远程加工及结果显示。从而可以实现远程加工及结果显示。2016年10月21日在法国巴黎闭幕的华为欧洲生态大会上,华为公司宣布与COmmVaUlt公司共同开启远程实验室的大门，华为面向开发者的远程实验室正式发布，共同构建开发者生态。为此，华为打造了开发者社区统一使用平台，通过提供丰富的SDK、开发指南，及可实际演练的部署全套ICT设备的实验室环境，为开发者在学习、开发、测试乃至商业变现各阶段提供支持，从而简化开发，加速实现。2市场行情与产品定位2.1 市场行情实验是大学理工科教
5、育的一个重要环节，对于培养学生的实际操作能力和解决问题的能力至关重要。传统的实验平台受到场地、时间、仪器数量等诸多因素的限制做不到资源的最优化，而采用基于网络的远程实验室系统则能够解决实验仪器数量的不足以及实验场地、课时数的限制，使用户在获得许可的前提下可以在任何时候，从任何地点访问实验室，从而大大提高实验教学的伸缩性和适应性。截止2017年2月，国家发改委分批公布186个国家工程实验室。其中2016年9月21日公布167个，涉及多个与国民经济和社会发展需求密切相关的工程技术领域。2017年2月公布名单为大数据和“互联网+”领域国家工程实验室共计19个，包括大数据领域11个，“互联网+”领域8
6、个。2.2 产品定位目前我国远程实验室应用层次多是教学，应用学科大多是针对大学生、研究生的物理工程类实验，所以远程实验室的普及度较低。对于化工类应用性较强的实验，则更少涉及。因此对于全国高校来说，有较大的潜在市场。同时，实验人员在传统的实验室中操作的是真实存在的实验装置，大多以手工的方式获得实验数据，实验操作技能可以得到反复的训练和提高，但是传统的实验室受时间、空间、资金等资源的限制较大，不能满足实验人员随时随地开展实验的要求，同时其实验内容也会受到现实条件的制约，实验室的维护成本也较高。远程实验室开发的费用适中，它没有时间和空间的制约，可全天候对各地的实验人员开放，实现了实验资源的远程共享，
7、它通过网络计算机操纵真实的或虚拟的实验对象，借助摄像头或模拟界面便可获得较强的实验临场感，通过数字化仪器采集得到更精确的实验数据也可直接通过相关软件进行分析。因此，建立远程实验室可节省实验室维护成本，降低劳动强度，潜在的经济价值较大。3产品设计与商业模式3.1产品设计思路本项目以化工实验为研究对象，在原有实验设备的基础上，通过增加控制器以及传感器实现对真实设备的控制和实验数据的采集,增加控制服务器实现操作数据的传输。总体来说，远程实验室可分为远程访问部分、网络传输部分和实时控制部分三大块。系统结构如图1。远程访问部分网络传输部分实时控制部分图1基本工作流程图3.2产品的设计3.2.1 系统设计
8、远程控制实验实际上结合了计算机网络技术、网络虚拟实验和虚拟仪器相应的技术，通过网络（包括校园网络），利用合适的通讯协议，实现远程用户使用计算机控制调节木地实验对象的状态，使其能迅速接受用户的指令，完成相应操作，并返回相应信息（包括实验参数、曲线、声音、视频图像）。3.2.2 技术可行性国务院于2017年1月19日下发的国家教育事业发展“十三五”规划突出强调：积极发展“互联网+教育”，全力推动信息技术与教育教学的深度融合，发展“互联网+教育”服务新业态。这也意味着“互联网+教育”正式上升到国家政策层面。将网络技术与现实事物链接在-起是网络技术的一个很重要的应用，现阶段网络技术已经相当成熟，可以通
9、过网络实现各种数据的相互传输，这就为实现远程控制的可行性提供了条件。将现实中的事物通过一定的处理，然后接入到网络当中实现实验资源的最大优化就变的非常的有意义。在2017年广州国际检验检测论坛大会上，安捷伦科技就通过利用技术创新提高检验检测的效率。近年来，科研设施与仪器规模持续增长，而仪器利用率和共享水平则参差不齐，但是通过“互联网+”的方式可以帮助用户了解实验室仪器闲置情况和数量以及预约使用仪器，从而提高仪器利用率，真正实现闲置资源的共享。3.2.3 3产品实施方案1、针对化工实验设备的改造，需要增加控制器、传感器和摄像头。设计合理的控制方案及采样点的位置。2、通过控制服务器把客户端发过来的数
10、据通过控制器对实验设备进行操作，同时数据采集卡采集的数据也通过服务器发送到客户端显示。3、客户可采用BS结构，采用浏览器的方式对实验进行控制，进行实验。4、可以根据客户的需求制造出定制款远程实验室产品，方便客户的使用。3.4产品实例以美国霜堡州立大学构建的一个能控制真实仪器的远程化学实验室为例，简要介绍本项目。3.4.1远程实验室构成该远程实验室由硬件和软件两部分构成。1、硬件构成构成整个远程化学实验室的硬件包括两大部分，一部分是现场被控制的、进行化学反应的实验仪器，视不同的实验案例而有所不同；另一部分是支撑整个远程化学实验室的服务器群，其中包括：(I)数据服务器，连接数据采集控制模块，主要负
11、责数据采集、数据分析处理、历史数据存放；(2)视频服务器，与一个网络摄像头连接，拍摄实验现象的照片与视频；(3) Web服务器，负责提供网络连接服务，处理远程实验室用户的实验请求，见图2。图2远程实验室的硬件构成2、软件构成对不同的服务器使用了不同功能的程序，以使软硬件配合完成各种功能。(4) Labview程序：该程序在数据服务器中通过数据采集卡采集现场实验数据，同时还能控制现场仪器；(5) UniX操作系统：是Web服务器的操作系统，它具有技术成熟、可靠性高、网络和数据库功能强等特色；(6) PeH脚本程序，在Web服务器运行，负责从队列中提取数据并进行解释；(7) MacromediaF
12、lash：在客户端通过FlaSh来呈现用户控制界面并提交实验运行请求。3.4.2远程实验内容采用吸光光度法，测定化学反应(Fe?+与SCN-反应)速率，是一个主要面向大学化学专业以及高中化学成绩优秀的学生的反应动力学实验案例。Fe3+与SCN-发生配合反应(Fe3+SCN=Fe(SCN)2+)形成能吸收波长为455nm蓝色光灌给室的血红色配合物。吸光光度法的定量依据一一朗伯比尔定律表明，在一定的液层厚度下，溶液的吸光度与溶液的浓度成正比。根据此定律，通过测定配合物溶液对特定波长光的吸收程度便可计算其浓度。同时，化学反应速率可由单位时间内生成物浓度的增加来表示，据此实验原理，该实验案例采用了如图
13、3所示的现场实验装置。SCN-入口直S为2mm*8瓯詹图3远程实验室现场装置示意图从图1和图2可知，反应物溶液在空气调节罐的压力调节下从试剂瓶进入一个T形室,反应物溶液在ImS内完全充分混合；混合后，溶液沿着一条直径为2mm的长毛细管流动。经由单色器出来的入射光分别在距离相等的位置通过长毛细管,管上七个高灵敏度的光传感器分别测定溶液的吸光度，以计算每个位置配合物的浓度，从而得出产物浓度的变化；然后利用一个流速传感器测得溶液流经毛细管的速率,并结合各个相邻的光传感器相隔的固定距离计算出反应时间，由此得出该反应的反应速率。3.4.3实验流程在客户端的学生通过计算机中标准的Web浏览器便可获得该实验
14、的控制界面。当学生使用控制面板递交一个运行请求，后端的Perl脚本就会分类并处理请求，将其写入数据服务器”将要进行的队列”当中，如果前面没有等待的队列，实验在数秒内进行；反之，实验请求会被合理调度、智能安排。实验控制界面在客户端浏览器再现了位于远端实验的真实情形，通过网络摄像头，实验者能即时看到自己的操作所引起实验现象的变化，同时还会得到丰富的实验数据。在实验过程中，学生一旦遇到问题，还可以利用控制面板上的应急按钮，触发一个与实验室管理员的网络会议，或者向其发送E-mail进行交流。当实验完成后，该实验系统会自动进行清洗，为下一次实验做准备。3.5化学化工远程实验室的应用特点基于互联网的化学化
15、工远程实验室打破了时空界限，其与传统化学实验室相比，就开放教育的实践教学环节具有更大的优势，其特点主要体现在以下三个方面。（-）可以安全地做化学实验化学化工远程实验室建立在网络技术的基础上，学习者可以随时随地登陆实验室平台进行实时操作和学习，对学习对象而言这样的学习方式既省时又省力，同时在实验的内容及方式上也是对传统实验的变革。再鉴于化工行业本身的特点，对于某些必须采用有毒有害化学物质进行的化学实验，采用远程控制则更加有利于实验者的人身安全。比如在天津广播电视大学应用化工技术（专科）专业的精细化工生产技术课程中，其中一次的实践教学为107胶水的制备”，该实验中需要用到有毒有害的甲醛溶剂，若该实
16、验采用远程控制的方式，则在很大程度上可以使学员避免有毒物质的侵害。（二）可以统筹兼顾地做化学实验基于互联网的化学化工远程实验室的使用范围非常广泛，只要是授权许可的学员登陆到远程实验控制平台可以随时操作化学实验。当然为了保证实验的有序进行，远程实验室必须具备良好的调度，在实验室容量能够承受的范围内，一部分学员进行实验；另外一部分学员旁观学习，做到统筹兼顾。调度程序需要对登陆请求的实验人员进行分类处理，将实验请求进行排队，并根据IP地址等分配相应的操作权限，保证实验的有序进行。(H)可以相互协作地做化学实验化学化工远程实验室不仅可以进行远距离化学教学，还可以提供良好的交流平台和数据分析与共享功能。
17、交流平台可以让做同一实验的相互协作者之间进行实时对话，如在应用化工技术(专科)专业化工单元操作课程的实践教学“离心泵性能参数测定”中，在该实验的远程实践教学中将在线学员根据角色不同分为内、外操员工，他们通过客户端软件界面提供的聊天室进行实时交流，确保实验的顺利进行。同时操作平台还将实时产生的数据进行传输，并通过服务器进行分析、反馈，最终在操作界面的数据栏进行显示，达到实验数据共享的目的。3.6商业模式采用提供整套设备俏售、改造服务以及售后服务的方式。整套设备是提供一整套系统，其中包含实验仪器设备、服务器、控制系统以及数据采集系统，用户直接购买后就可以直接使用。根据实验类型以和学科方向，会选择一
18、些具有代表性的实验来建立远程实验装置，组建标准化的设备。改造服务是在客户原有现成设备的基础上，通过设备改造和系统集成，把实验设备改造成可远程控制的方式。主要针对某些检测设备或者专用的设备。这种模式需要首先通过调研、了解实验设备特征、制定改造方案、进行软硬件改造。这种模式改造工程较为复杂，涉及到软硬件改造，一般周期较长。组织远程实验室比赛，让购买产品的用户在线上共同参与，进行产品的推广。4发展战略与行动计划首先通过技术研发，包括远程实验系统的研发和网络销售平台的搭建，为实验设备或者仪器远程化提供技术支持，通过在学校的试用和意见的收集，逐步完善系统，寻找代理商，然后在兄弟院校进行推广，建立稳定的产
19、品和销售渠道。最终在全国范围内进行推广。第一阶段:准备阶段,准备阶段包括，企业注册，办公所需用品的购置等事宜。第二阶段:产品研发，以化工实验类的装置为基础，建立一个典型远程实验系统，并形成样板，为后续的产品提供参考。第三阶段:搭建网络销售平台，网络销售技术人员进行网站模块的设计和建设，设计通过后连接后台系统进行功能测试工作，与合作企业达到无缝对接。第四阶段:系统试用，本阶段计划通过实际的操作验证系统，以便发现问题及时解决。第五阶段：系统完善，利用试用结果完善系统。第六阶段:小范围内推广，修改完善的系统推向周围客户，少量收费，以收集反馈意见为主要目的。第七阶段:大范围内推广。补充：各阶段可根据实
20、际情况适当调整进度。5竞争分析与营销策略5.1 竞争分析远程实验室系统是较新的理念,相关商业化的案例较少，有广阔的发展空间，竞争较少。“远程实验室系统”在化学化工实验上的应用在国内高校的应用不多，并且大部分以实验教学为目的，商业化程度较低。而且每家做的形式和内容各不相同，质量也良莠不齐，没有形成统-的标准。本项目的实施，可以为高校或者研究院所快速建立一套针对特定实验设备的远程实验室系统，在不影响实验装置原来操作的情况下，增加远程控制和数据采集功能。提高实验设备的利用率。5.2 营销策略1 .建立销售网络通过互联网销售渠道扩大销售区域如：在网营方面设计个性化的销售视觉界面提供给消费者最好的产品展
21、示、通过QQ或微信等社交工具扩展互联网销售路径、寻找互联网代理代购商（特别是在校大学生资源）。2 .设立分销商和代理商设立的分销商和代理商以懂相关技术问题的人员优先，代理人可以广招在校大学生。3 .设立零部件销售平台零部件销售可以以着重发展020的售后服务体系和销售体系。4 .组建有丰富销售经验的销售团队销售团队可以实现“走到哪里，产品就在哪里”和提供优质的服务（如：更好的介绍商品等等），为鼓励工作人员的销售积极性可以以销售额为前提的加薪提成。5 .注重顾客体验商家对部分区域特产印制说明书，使用方式及产品价值的介绍；线上服务人员解决需客观认真解决顾客的疑问，利用相关数据捕获数据的软件进行分析和
22、利用数据，制定更好地营销方案。6 .根据反馈意见更新产品、丰富产品功能对客户提出的意见认真对待，定期提供产品软件升级，注重产品研发。6团队与组织结构1、目前我们团队是由5个人组成的，各自负责计算机通讯、财务管理、设备研发等工作；我们奉行着“敢于创新，勇于实践”的箴言，各司其职。2、我们在创业初期阶段，每个队员都自觉培养了极具时代创新的创新思维及对商机的捕捉能力，团队内部分工明确。3、我们团队富有团结协作的基本思想，且在一些意见相悖的方面，认真听取团队每个人的理由依据，保障团队每个决定决策的正确性，降低决策的风险性。4、我们团队在扩大团队人数上一直保持一致性，希望更多的志同道合的朋友能够加入我们
23、的创业团队，共同实现自身的价值。7资金规划与财务需求1.1 初始投资成本：表1资金筹措阶段类型预期额度/元前期资金创业团队个人（专利）50000银行贷款100000企业投资50000项目营运初期，需有大量研发支出，固定资产投入等，若是业务量不及预期，营运现金流量便可能呈现极大的负数.为弥补此资金缺口，必须有新的资金投入，除了内部融资,还可以外部增资,发行股票等等1.2 主要财务假定收入情况：该项目的前期利润来源为设备销售费用。每笔业务按其具体情况收取费用，一般按40%的利润率（销售价格/硬件成本1）来计算。假设每年销售设备为150万元，则预计利润为60万元。支出情况1、电脑设备16000元预计
24、可使用五年，残值1500元，普通设备4（X）0元预计可以使用年限为十年，残值200元，这些项目均按直线法计提累计折旧。2、每年的宣传费用逐年增加，由5000元到I（X）OO元到20000元，宣传力度的加大也是销售收入增长的最关键原因。3、假设应收账款为当年主营业务收入的20%,坏账准备按应收账款余额的1%计提。4、销售费用：包括店铺的房租，广告及推广活动费用根据公司发展规模和市场深入现状发生变化。5、管理费用：包括管理人员工资，福利费用，无形资产摊销，坏账准备、差旅费。6、财务费用：银行贷款利息、根据公司规模进行纳税（公司为小规模纳税人企业，按税前利润的20%计提，按6%计提增值税）、法定盈余
25、公积按税后利润的10%提取，法定盈余公益金按税后利润的5%提取。7、人员薪酬支出：对于负责人、操作人员以及研发人员，每年需要有一定的薪酬支出，见表2.表2人员薪酬假定项目人员费用（年）元主要负责人1名90000技术人员1名.1*60000业务人员2名2*60000销售人员1名1*300001.3 财务分析综合前面分析，预计的财务分析如表3所示。表3预计财务第一年第二年第三年销售收入600000600000600000费用：研发费用-5000000服务器-3000000一般办公设备-400000房租-20000-20000-20000薪酬-300000-300000-300000日常经营活动费用
26、-50000-50000-50000市场推广及宣传费用-5000-10000-20000网站后台建设及维护-5000-5000-5000其他杂费-2000-2000-2000累计折旧-3600-3600-3600净利润1304002094001994007. 4盈亏平衡分析假定年生产能力为1500件,单位产品售价为IoOO元,则总成本费为1369600元，固定成本费用为1280600元。单位产品变动成本为：Cv=（l369600-1280600）/1500=59（元/件）盈亏平衡产量：Q*=1280600/（IoOO-59）=1361（件）盈亏平衡生产能力利用率:E*=1280600/（941
27、*1500）=90.7%盈亏平衡销售价格:P*=59+1280600/1500=913（元/件）盈亏平衡单位产品变动成本Cv*=IOoo-1280600/1500=146（元/件）项目不发生亏损的条件是年销售量不低于1361件,生产利用率不低于90.7%,如果本设计生产的产品全部销售,生产成本与预期相同,项目不发生亏损的条件为产品价格不低于913元/件,如果销售量产品价格与预期相同,项目不发生亏损的条件是单位产品变动成本不高于146元/件。8关键风险认识从项目各个环节上可能存在风险存及解决途径进行分析。8.1技术研发风险及应对措施技术开发风险通常表现为以下三个方面：第一，技术方面的风险。开发的
28、技术虽然符合科学原理，但由于技术难度大,现阶段还难以完成。或者遇到技术困难，如仪器设备、情报资料、协作等条件不足，因而导致研究工作失败。还有可能当事人事先的设想最后被证明是错误的、不可行的，导致开发失败。第二，竞争的风险。技术开发尚处在研究过程中，已经由其他人成功研究出同样的技术。第三，客观环境的风险。由于客观的社会、经济和技术环境发生变化，原有的技术开发不合时宜，或者已经没有必要了。技术风险及应对措施科技成果不成熟是产生技术开发风险的重要原因。因此，建立校内开发基地、加强中试是减少风险的重要环节。远程实验室系统采用成熟的互联网技术，通过采用多次测试以及反馈修改机制，降低因科技成果不成熟带来的
29、风险。其次，技术开发人才缺乏是技术开发风险产生的关键因素。通过引入高端人才和培养人才，保证技术的不断发展。最后，增大技术开发的投入，保证技术开发的时效性。总之，只有措施得当，方法好，技术开发率就越高，风险就越小。8. 2财务风险及应对措施团队的成立之初，由于一切都是从零开始，前期硬件开发工具的投资，后期的宣传推广，这些都需要必要的资金流通，也经常会遇到资金周转不灵的情况，从而引发经营危机。面对这些风险，一方面要积极与投资商商家进行合作，获得相应的资金，另一方面我们会尽可能的节约成本，做好财务计划，减少不必要消费，减少坏账、呆账，提高资金周转率。同时我们会提升服务质量，做充分的市场推广，增加收入
30、，争取利润最大化。8. 3市场风险及应对措施由于实验设备及装置是非易耗品，更新换代比较慢，容易出现市场饱和的情况。面对市场风险，一方面要加强研发，拓展新产品，保证用户选择更多。二是要加强服务机制，从提供服务来作为主要收入点。8. 4网络风险及应对措施由于采用基于网络的系统，网络安全和网络稳定性可能会对实验结果或者仪器设备造成影响。因此针对网络方面的风险，首先需要保证网络安全，减少系统漏洞。同时利用高质量的网络，如校园网进行实施。8. 5实验安全风险及应对措施由于系统直接控制真实的设备和仪器，如果进行了误操作，直接作用在设备上，可能会对实验设备或者人员造成伤害。因此在设计系统时，应充分考虑误操作的可能性，对违反规定或者可能会带来安全隐患的操作进行提示。
