【المختبر】خدمة الكيانات الصناعية، وبناء نموذج «تشينغ يوان» للابتكار العلمي والتكنولوجي - مشروع تجديد وتعديل المبنى التجريبي الثاني لمختبرات تشينغ يوان للابتكار

يعمل مختبر تشينغيوان للابتكار، بصفته قاعدة تجريبية وطنية مبتكرة، وفقًا لنموذج البناء "الجامعات والمناطق + الشركات المركزية الكبرى"، ويسترشد بقيادة تطوير صناعة البتروكيماويات. ومن خلال نظام خدمات البحث العلمي المتكامل الذي يشمل "مختبرات الاتجاه + مركز الاختبار + قاعدة التجارب الصناعية المتوسطة والصغيرة + قاعدة حاضنة الصناعات"، فقد أنشأ علامة تجارية فريدة ومميزة باسم "تشينغيوان" في ظل الموجة العصرية التي تقود الابتكار التكنولوجي إلى تحولات صناعية.

 

 

تقوم شركة ووهان هواكانغ سينشري لتقنيات النظافة المحدودة بتنفيذ مشروع تجديد وتعديل المبنى المختبري رقم 2 في مختبر تشينغيوان للابتكار، حيث تركز بشكل وثيق خلال خدمات الدورة الكاملة التي تشمل التصميم والبناء والتشغيل والصيانة، على هدفي المختبر المتمثلين في "تحويل نتائج الأبحاث العلمية إلى منتجات عملية" و"الربط بالإنتاج الصناعي". ومن خلال تقديم خدمات فنية متخصصة طوال العملية بأكملها، توفر الشركة دعماً بناءياً مستداماً يدعم الابتكار التكنولوجي وتحديث الصناعة الكيميائية، مما يعزز جهود الصين نحو تحقيق التحديث الحضاري.

تأسست مختبر تشينغ يوان للابتكار (مختبر فوجيان الصيني لعلوم الهندسة الكيميائية وابتكار التكنولوجيا) في عام 2019، بقيادة حكومة مدينة تشيوانتشو، بالاعتماد على جامعة فوتشو وشركة سينوك إنرجي المحدودة لبناء المختبر المشترك. يعد المختبر مؤسسة وطنية من الفئة الثانية، وأولى المؤسسات البحثية على مستوى المقاطعة التي تم إنشاؤها في مقاطعة فوجيان. ووفقًا للخطة الوطنية والتوجه الاستراتيجي لحزب لجنة مقاطعة فوجيان والحكومة المحلية، يركز المختبر بشكل رئيسي على «سلسلة صناعة البتروكيماويات بقيمة تريليون يوان في تشيوانغ»، وينفذ أبحاثه وتطبيقاته الصناعية بشكل وثيق حول أربعة مجالات رئيسية هي: «تحويل الطاقة وتخزينها، والمواد الكيميائية الجديدة للصناعة، والكيماويات الإلكترونية، والحياة والصحة الشاملة».

 

المنظر العام لمختبر تشينغ يوان للابتكار

 

يقع المقر الرئيسي للمختبرات ومركز الأبحاث في حديقة فوتشينغ للعلوم والتكنولوجيا الكيميائية (حديقة جامعة فوتشو للعلوم والتكنولوجيا في فوتشينغ)، وتبلغ الاستثمارات الإجمالية للمشروع حوالي 3.1 مليار يوان، ويشمل العديد من البنية التحتية مثل مبنى المختبرات ومبنى التعليم ومنطقة المكاتب وشقق إسكان الكفاءات، بمساحة إجمالية تبلغ 140 ألف متر مربع، منها 57 ألف متر مربع مخصصة لمختبرات الأبحاث. وسيتم إنشاء مركز رائد للابتكار التكنولوجي يرتكز على مقاطعة فوجيان ويصل إلى جميع أنحاء البلاد ويستهدف العالم، بالإضافة إلى كونه حاضنة لتنمية المواهب وقاعدة لاحتضان الصناعات الناشئة.

 

مبنى المختبر التجريبي رقم 2 في مختبر تشينغيوان للابتكار

 

【محتوى البناء الذي تقدمه هواكان النظيفة】

نطاق البناء: مبنى المختبرات التجريبية رقم 2 في مختبر تشينغيوان للابتكار

مساحة البناء: 7344 متر مربع، مكونة من 5 طوابق

محتويات البناء: مختبر توصيف مواد البطاريات، ومختبر تحليل التحلل المائي بالضوء، ومختبر التوسيع التجريبي، ومختبر نظيف بدرجة ألف وغيرها.

فئات الهندسة: أعمال الديكور والتشطيبات، والكهرباء، والتهوية، وتكييف الهواء، والأنظمة الكهربائية الضعيفة، وإمدادات المياه والصرف الصحي، والتحكم الآلي، والإمداد المركزي بالغاز، وغيرها من الأعمال.

اتجاه الخدمة: بطاريات الطاقة الجديدة للسيارات

تحديد موقع المشروع: البناء ليصبح قاعدة متطورة للابتكار تجمع بين "البحث العلمي والمواهب والصناعة"، وتتمتع بتأثير عالمي.

تُركز مختبرات الكيمياء التي تركز على التطبيقات الصناعية على "الكفاءة كمحور، والسلامة كخط أساس، والتحويل كهدف". وتقوم شركة هواكان النظيفة بدمج التفكير الصناعي في تخطيط التوزيع الوظيفي للمختبرات، وضمان التشغيل الآمن، وكفاءة الطاقة الخضراء، وذلك من خلال تصميم منهجي يعتمد على ثلاثة مستويات من الفضاء: المباني والطوابق والغرف، مما يخلق منصة ابتكارية شاملة تلبي احتياجات "البحث التطبيقي - تطوير التكنولوجيا - تحويل النتائج إلى منتجات صناعية"، وترتقي بالمختبرات من مجرد حاضنة للبحوث العلمية إلى مسرّع لتسريع عملية إنتاج التكنولوجيا، مما يدفع قطاع البتروكيماويات نحو الارتقاء بسلسلة القيمة إلى المستويات العليا، ويوفّر دعماً مادياً معززاً للقوى العلمية والتكنولوجية الوطنية.

 

1. التوجه الصناعي، وإعادة هيكلة "المصفوفة الوظيفية" لكفاءة البحث العلمي

 

يُعد المبنى التجريبي رقم 2 من المرافق المهمة لمعمل تشينغيوان للابتكار، ويعمل بشكل تكاملي مع المباني التجريبية المحيطة به، ليخدم معاً الاتجاهات الخمسة الرئيسية للبحث والتطوير في صناعة البتروكيماويات، وهي: «علوم وتكنولوجيا الحفز، والمواد التركيبية، والكيماويات الدقيقة، وتكنولوجيا الحماية البيئية والأمان، وهندسة العمليات والمنتجات»، بالإضافة إلى مختلف فرق البحث العلمي. تركز شركة هواكانغ النظيفة في تصميمها على التخطيط الشامل للمختبرات وتحقيق الكمال الوظيفي، وتسعى جاهدة لجعله المحرك الأساسي الذي يتجاوز التحديات التقنية التي تعوق صناعة البتروكيماويات، والمحور الرئيسي لتعزيز تحسين وترقية سلسلة الصناعة بأكملها.

 

① التكامل الوظيفي الرأسي

 

مختبر أبحاث الإلكتروليتات المتقدمة

 

مختبر التوسيع التجريبي

 

غالبًا ما يؤدي التخطيط الوظيفي التقليدي للمختبرات إلى فصل البحث والتطوير عن احتياجات الصناعة. توجهت شركة هواكان النظيفة في تخطيط وظائف المبنى التجريبي رقم 2 نحو "التطبيقات الصناعية"، حيث قامت بتحديد المناطق بشكل علمي يتناسب مع العمليات التجريبية والمتطلبات الوظيفية للاختصاصات الرئيسية التي يركز عليها المبنى (بطاريات الطاقة الجديدة). ويضم الطابق السفلي غرفة اختبار أداء البطاريات، ومختبر دراسة الإلكتروليت المتقدم، ووحدة إنتاج البطاريات بحجم تجريبي متوسط؛ بينما يحتوي الطابق الأوسط على مختبرات التخليق، ومختبرات التوسيع التجريبي، ومختبرات المستوى الألفي؛ أما الطابق العلوي فتم تخصيصه لمختبرات أبحاث المواد الحيوية، ومختبرات التخليق الكهروكيميائي، مما يشكل سلسلة وظيفية رأسية تمتد من "البحث التجريبي" إلى "التوسيع التجريبي"، وتتوافق مباشرةً مع احتياجات الصناعة المتعلقة بالتحقق من التقنيات، وتحسين العمليات، والإعداد للإنتاج الضخم.

 

ممر مختبر على شكل حرف "العودة"

 

تتميز مباني المختبرات بشكل عام بهيكل يجمع بين مجموعات مختبرية ذات محورين شمالي وجنوبي، وممرات متصلة تتجه نحو الشرق والغرب. ويتم بناء شبكة بحثية ثلاثية الأبعاد على شكل حرف "الإيو" من خلال تصميم مسارات دائرية، مما يعزز كفاءة العمل البحثي. كما تتوزع أربع درجات ومصعدان بشكل متناظر في الزوايا الأربع ضمن نظام النقل الرأسي، لتشكيل شبكة نقل تعتمد على "القسم الذهبي"، مما يوفر وسيلة فعّالة لأنشطة البحث العلمي، وفي الوقت نفسه يلبي احتياجات نقل المعدات الكبيرة والإخلاء الطارئ للأشخاص.

 

② شبكة التعاون المستوي

 

لضمان استمرارية الأنشطة البحثية وتعزيز فعالية الابتكار التشاركي بين القطاعات الأكاديمية والصناعية والبحثية، تستخدم هواكان النظيفة تخطيطًا على شكل طبقات، حيث يضم كل طابق منطقة للتجارب ومنطقة مكتبية ومنطقة عامة، مما يحقق توزيعًا دقيقًا للوظائف البحثية.

 

غرفة التصنيع والتركيب الذكي للمواد

 

منطقة المكاتب

 

تقع منطقة التجارب الأساسية في المركز الهندسي للطابق، ويتم تقسيم محتويات التجارب على الطوابق بشكل منطقي وفقًا لترتيب التدفق الخطي للتجارب وتدرج العبء التلوثي. كما تُرتب منطقة التجارب بجوار منطقة تحليل الأجهزة، ومكتبة الكواشف الشاملة، وغرفة تخزين الأدوية، وغرفة تحليل الأدوية، مما يتيح تفاعلاً فعالاً ويقلل من مسافة نقل العينات.

 

تُوجد المباني المساعدة مثل منطقة المكاتب في المناطق الطرفية، مما يسهّل التواصل والتعاون ويقلل من التداخل مع التجارب، ويوفر بيئة بحثية تجمع بين الاستقلالية والترابط الوثيق لفرق البحث العلمي التي يقودها أكاديميون وكوادر على المستوى الوطني، وذلك لتعزيز التعاون بين القطاعات الأكاديمية والصناعية والبحثية.

 

③ التكيف المحلي المرن

 

يتميز المختبر بتصميم معياري مرن، مع تخصيص مساحة قابلة للتوسع للاستجابة بكفاءة لدورات البحث العلمي واحتياجات التوسع الصناعي، مما يسمح بتعديل تخطيط الفضاء بسرعة.

 

مختبر تحلل الماء بالضوء

 

مختبر الضغط العالي

 

► تم تجهيز غرف التحليل الكهربائي، ومختبرات تحلل الماء بالضوء، ومختبرات الضغط العالي، وغيرها من الغرف المخبرية بحواجز زجاجية شفافة مصممة بذكاء، بالإضافة إلى تزويدها بمكيفات هواء مستقلة. وتتيح وحدات التشغيل المستقلة تلبية المتطلبات الخاصة لظروف البيئة التي تتطلبها التجارب المختلفة، كما تحقق الاستخدام المرن للمساحة، مما يخلق للمتخصصين في الأبحاث سيناريوهات تجريبية مخصصة تناسب احتياجاتهم الشخصية.

 

مختبر من الفئة الألفية

 

► تضم مختبر الدرجة الألفية غرفة تحضير، وغرفة انتقال، وغرفة عازلة، وغرفة غسل بالهواء، وغرفًا للتجارب، مع تخطيط علمي لمناطق العمل غير النظيفة والمنطقة العازلة والمنطقة النظيفة، مما يضمن تدفقًا متكاملًا يلبي احتياجات التجارب التصنيعية الدقيقة، ويضمن دقة وموثوقية التجارب.

 

2. التشغيل الذكي والصيانة، لبناء "حصن أمان" يوفر إدراكًا شاملاً للمنطقة بأكملها

 

الأمان هو شريان الحياة للبحث العلمي في مجال الكيمياء، وهو أيضًا الشرط الضروري لتحقيق التصنيع. تتبع شركة هواكאנג للتنظيف مبادئ التصميم المتمثلة في "التحكم الدقيق، والحماية الأمنية، وترشيد الطاقة وتعزيز الكفاءة"، وذلك من خلال دمج نظام السلامة بعمق مع التشغيل الذكي والصيانة. وبهذه الطريقة، نضمن سلامة الأفراد والأجهزة ودقة بيانات التجارب، وفي الوقت نفسه نقلل استهلاك الطاقة ونعزز كفاءة البحث العلمي، مما يوفر للمختبرات حلول إدارة ذكية تغطي كامل دورة حياة المعدات، وتساهم في تحويل النتائج البحثية إلى عمليات تصنيعية عالية الفعالية.

 

① التحكم اللامركزي والإدارة المركزية

 

فيما يتعلق بالتحديات المتعلقة بإدارة العمليات خلال البحث والتطوير التعاوني بين جهات متعددة، تركز شركة هواكان للتنظيف على المحور الأساسي المتمثل في السلامة، وتطور نظامًا ذكيًا مركزيًا لإدارة المختبرات. يعتمد النظام على هيكل قائم على التعاون بين وحدات متعددة والإدارة الهرمية، ويجمع بين ميزات مثل إدارة تشغيل الأجهزة، ومراقبة سلامة البيئة، ومتابعة حالة عملية التجارب، والاستجابة الفورية لحالات الطوارئ، مما يساعد المبنى على تحقيق أفضل مستويات توفير الطاقة وتعزيز كفاءة الإدارة.

 

غرفة واحدة - نظام مراقبة البيئة

 

الممر — نظام المراقبة المركزية للمختبر

 

المبنى – نظام المراقبة المركزي

 

تقوم المنظومة بتطبيق نموذج "التحكم اللامركزي والإدارة المركزية" لتحقيق تكامل عضوي بين التوجيه الذكي للموارد على المستوى الكلي والتحكم الدقيق في البيئة على المستوى الجزئي. حيث تم تجهيز كل غرفة تجريبية بنظام مستقل لمراقبة البيئة، مما يضمن استقرار واستمرارية بيئة التجربة الواحدة؛ كما يتم دمج بيانات الغرفة الفردية بشكل موحد في شاشة تشغيل مرئية موجودة عند مدخل ممر الطابق المقابل، مما يتيح للمسؤولين إجراء تعديلات سريعة. وبالإضافة إلى ذلك، يتم ربط جميع بيانات بيئة الغرف التجريبية في الطوابق الخمسة من المبنى بالنظام المركزي للمراقبة، مما يتيح التحكم الموحد عبر المناطق المختلفة. ومن خلال نظام مراقبة البيئة ذي "الثلاثة مستويات" الذي يشمل: "الغرفة - الطابق - المبنى"، يتم رصد البارامترات البيئية وحالة الأجهزة في المختبرات بشكل فوري، مما يساعد الباحثين والمسؤولين على تحقيق إدارة تشغيلية ذكية متعددة المناطق والمستويات، وإدارة شاملة لجميع مراحل العمليات، بما يضمن سير الأنشطة العلمية والابتكارية بسلاسة.

 

② تصميم خاص، تخصيص حسب المتطلبات

 

تُعد أنظمة التهوية وأنظمة الغازات بمثابة "المحرك المزدوج" لمنظومة السلامة في مختبرات الكيمياء، وقد تجاوز تصميمها وضعية "الهندسة المساندة"، بل إنه يتغلل بعمق في جوانب مثل كفاءة التجارب وموثوقية البيانات ومدى ملاءمتها للتصنيع الصناعي. وتجمع شركة هواكان النظيفة بين احتياجات السلامة البحثية ومعايير التنفيذ الصناعي، من خلال حلول ذكية مخصصة تحقق تمكين القيمة المهنية.

 

نظام التحكم الذكي لخزانة التهوية

 

غرفة التصنيع التجريبي والتوسيع

 

►تصميم التحكم الذكي لنظام التهوية

 

يقوم نظام التحكم في خزانات التهوية المخبرية بمراقبة معلمات البيئة داخل المختبر مثل تركيز الغازات والضغط الجوي بشكل فوري من خلال مصفوفة متعددة الأبعاد من أجهزة الاستشعار، مما يتيح التحكم الديناميكي والدقيق في كمية التهوية وحركة باب الخزانة وشكل تدفق الهواء، لتشكيل نظام بيئي ذكي مغلق بالكامل يشمل المراقبة والاتخاذ القرارات والتنفيذ. كما يتمتع النظام بوظائف ذكية للتنبيه وتشخيص الأعطال، بالإضافة إلى تسجيل وتحليل بيانات الاستخدام في الوقت الفعلي، مما يضمن سلامة البيئة المعملية والباحثين والمعدات المخبرية، ويعزز من سهولة ومرونة إدارة المختبرات وصيانتها.

 

بالإضافة إلى ذلك، يتم تثبيت نظام استشعار حركة الإنسان فوق خزانة التهوية، حيث يتحول تلقائيًا إلى إعداد سرعة تدفق الهواء بعد مغادرة الأشخاص، مما يؤدي إلى دخول وضع الاستهلاك المنخفض للطاقة، ما يضمن تفريغ الغازات الضارة في الوقت المناسب مع تقليل استهلاك الطاقة وتكاليف التشغيل.

 

 

نظام إنذار ومراقبة الغازات

 

غرفة توصيف مواد البطاريات

 

►تصميم نظام إنذار ومراقبة الغاز

 

لضمان الإمداد المستمر والآمن لغازات التجربة، تستخدم المختبرات نظامًا لمراقبة الغازات والإنذار. يحتوي المختبر على أجهزة استشعار للكشف عن الغازات القابلة للاشتعال وتركيز الأكسجين، وتقوم بقياس دقيق لتركيز الغاز داخل المختبر مع توفر إنذار صوتي وضوئي. كما تم تركيب جهاز تحكم ذكي للإنذار بالغاز في ممرات الخارج، حيث يستقبل بيانات المختبرات بشكل فوري. وفي حال اكتشاف تسرب غازي، يتم تفعيل نظام التهوية تلقائيًا، ويتم ربط الصمامات لإغلاقها بشكل متزامن، مما يشكل حلقة رد فعل مغلقة. هذا النظام مرتبط بمنصة سحابية، ما يسمح بالمراقبة عن بُعد عبر الهواتف المحمولة وأجهزة الكمبيوتر وغيرها من الأجهزة الطرفية، مما يسهل إدارة السلامة.

 

يُعد مشروع المبنى التجريبي رقم 2 في مختبر تشينغيوان للابتكار، الذي أنشأته شركة هواكان للتنظيف، إنجازًا بارزًا في إطار خطة التنمية الاستراتيجية الوطنية لبناء منصة علمية وتقنية تجمع بين "البحث والتطوير الابتكاري وتحويل النتائج إلى أعمال صناعية واحتضان الصناعات". وسيسهم تدشين المشروع وتشغيله في تعزيز مستوى تحويل نتائج الأبحاث العلمية والتكنولوجية إلى تطبيقات عملية، وكسر احتكار التكنولوجيا الأجنبية، ويضع معيارًا جديدًا لتعزيز التكامل العميق بين سلسلة الابتكار وسلسلة الصناعة في مجال البتروكيماويات.