設計一個大型儀器設備在線管控系統

徐 文, 曲福輝, 沈 江, 楊 佳

(電子科技大學 國有資產與實驗管理處, 四川 成都 611731)

設計一個大型儀器設備在線管控系統

徐 文, 曲福輝, 沈 江, 楊 佳

(電子科技大學 國有資產與實驗管理處, 四川 成都 611731)

設計了一個大型儀器設備在線管控系統,既能實時讀取設備使用狀態和使用人,又具有強大的分析統計功能；既能完成大型科研儀器開放共享考核工作,又能為學校合理配置已有的大型儀器設備資源、長期或短期規劃大型儀器設備投入提供決策支持；系統既要實現管理目的,也考慮到界面友好、各級使用人使用方便,為大型儀器設備管理的信息化建設提供借鑒。

大型儀器設備； 實時管控； 開放共享； 效益考核

如何提高大型儀器設備的使用率,讓其產生更多更好的科學成果,并為服務社會,一直是高校實驗室管理部門近些年來致力推動的一項工作[1-3]。我校于2013年建成并運行貴重儀器設備共享平臺(下稱平臺)。2016年11月,科技部公布了《重大科研基礎設施和大型科研儀器開放共享評價考核實施細則(征求意見稿)》(下稱考核細則),并在全國范圍內進行開放共享評價考核工作。為了使開放共享評價考核指標體系的每一項數據盡量準確,使評價考核工作真實有效而不是流于形式,我校對2013年的貴重儀器設備共享平臺進行升級,建成大型儀器設備在線管控系統。該系統有更高的目標和更多的功能,既要考慮眼前的需要,也盡可能地考慮到未來幾年的需求[4-5]。

1 原有貴重儀器設備共享平臺的功能與不足

我校原有的貴重儀器設備共享平臺，能進行設備簡單的用戶信息管理和初步的開放共享管理，主要包括共享基金申請和審批、機組對外預約和使用情況登記、測試費確認單的生成等這幾個功能模塊。主要存在著2個方面的不足。

1.1無法實時讀取設備使用狀態，開放共享程度低

我校無校級分析測試中心,大型儀器設備均分布在各學院。如電工學院的微波測試中心、生命學院的磁共振成像中心、微固學院的微細加工中心等。大型儀器設備共享率低，管理方法落后，如截至2016年年底,我校價值20萬以上在共享平臺登記注冊設備有700余臺,登記在200多個機組(平臺或團隊)名下。2016年實際開展開放共享工作的只有12個機組,設備100余臺。并且當時未采用物聯網技術,開放共享的使用情況還需要人工操作才能生成測試費確認單。除這100余臺大型儀器設備在機組內部使用情況以外,另外近600臺使用情況如何,平臺都回答不了。

1.2 成果統計和評價考核功能弱小

評價考核一臺大型儀器設備,不僅要有使用機時、對外服務機時與總機時的比值、服務量與收入、用戶類型、用戶評價等開放共享方面的指標,更重要的是要有支撐項目、支撐論文、支撐論著、支撐科技報告、支撐發明專利、產生科學數據、科技成果及獲獎情況等方面的數據,以及有長遠的社會服務重大工程項目、企業創新、服務民生、應急事件、科學普及、政府決策等方面潛在的指標。學校的大型儀器設備是如何支撐著這些成果的,每臺大型儀器設備的效益如何,各個學院的大型儀器設備平均效益如何,這些統計和分析功能原來的平臺是欠缺的。

2 設計一個大型儀器設備在線管控系統

2017年,我校要在原來儀器設備共享平臺的基礎上,升級改造建成一個新的大型儀器設備在線管控系統(下稱系統)。在大型儀器設備安裝電流標簽、通過電流大小即時讀取該設備的使用狀態為技術狀況,統計使用情況,采集各類信息,對大型儀器設備進行綜合評價考核,達到為學校合理配置已有的大型儀器設備資源、規劃大型儀器設備投入提供決策支持的目的。建成后的系統,既要能達到管理目的,又要能做到便于操作,不能給使用系統的人造成麻煩,使系統使用起來方便快捷,這就需要在建設之初做充分論證和科學的設計[6-7]。

2.1更合理、更快捷的實時采集大型儀器設備使用狀態和使用人信息

市場上很多軟件公司提供的大型儀器設備管理系統，有的是在沒有計算機操作的儀器設備上安裝電源控制器(硬件),在有計算機操作的儀器設備上安裝授權控制端(軟件),并給每臺設備配套一個讀卡器,使用人通過刷卡上機,一般用校園一卡通。使用人通過刷卡開機,不刷卡不能開機。當另一個人使用時,前一個人必須刷卡下機,第二個人才能刷卡上機。系統記錄設備開機時間和關閉時間,記錄使用人。

以上設計有幾個問題:第一,設備開機時間不等于實際使用時間,特別是如果是機組成員使用,一般不收費,這種情況很多；第二,如果為了讓系統實時登記誰使用而必須要刷卡才能開機,在結束后刷卡下機,特別是有的設備開機預熱時間長,頻繁地開機關機造成時間的浪費并加速設備的損耗。

我校設計的系統將對實時管控提出更合理、更快捷、更高的技術手段要求。

2.1.1 設備更換使用人時,無需關機再開機

機組管理員根據工作時間提前掛出大型儀器設備的使用時間表,任何使用人上機必須預約,由機組管理員審核。使用人通過大型儀器設備在線管控系統的手機端掃描該設備條碼上下機,系統記錄上機時間,而非用電源控制器控制開機關機,所以大型儀器設備可以始終處于開機狀態,使用人更換時,不需要關機。即節約了時間,也提高了大型儀器設備的壽命。

2.1.2 任何人使用設備,憑預約單掃碼上機

使用人預約時,輸入個人信息,并填寫使用方向(培訓、科研、社會服務等)、支撐項目、測試方式(自主上機、委托測試)等基本信息。機組內部人上機也必須預約,強化設備均為國有資產、均屬于學校共享平臺的概念,但給予機組成員優先預約的權利。大型儀器設備開機后,使用人通過手機端掃描儀器設備條碼上下機,系統記錄上機時間,并顯示使用人。如果使用人預約填寫的測試方式是委托測試,使用人將預約碼發送給機組成員,機組的委托測試人也憑該預約碼上機,系統顯示的是委托人在上機。不管誰上機都生成測試費確認單,機組管理員有權限給使用人免單或調整,并由使用人確認。

2.1.3 計費要綜合預約時間和使用時間

系統自動記錄實際使用人和上機時間。但是收費的時間,系統則要結合上機時間和預約時間來綜合計算。收費時間計算原則是:選擇使用和預約的最長時間計費；同一時間段,只收一位上機人的費用。也就是說,某位使用人預約的上機開始時間,在沒有其他人在上機的情況下,不管預約人有沒有上機、系統有沒有開始記錄使用人和上機時間,系統都開始從預約時間計費。在預約的時間段內,使用人若提前掃碼下機,系統記錄的該使用人上機時間截止,但收費計算的時間一直到預約時間才截止,除非有其他人來掃碼上機。如果上機人不掃碼下機,計費將一直進行,直到下一個使用人掃碼上機為止。系統管理員、機組管理員和使用人都可以在系統上看到狀態為計費中,系統將彈跳提醒通知,使用人可在手機端下機。測試費確認單機組管理員有權限給使用人免單或調整,并由使用人確認。

2.1.4 區分待機時間和上機時間

有的大型儀器設備為專用設備,共享性差,基本上是科研團隊內部使用,而機組成員上機一般不收取測試費,有可能設備開機以后,使用人不掃碼而直接使用,或者掃碼上機后一天直到關機才退出,也許在此過程中真正做實驗的時間并沒有那么長,所以上機與下機之間的時間不等于實際使用時間。我校的大型儀器設備在線管控系統,將通過裝在該設備上的電流標簽來判斷設備是處于關閉狀態、待機狀態，還是使用狀態。當開機時,電流平穩,進入待機狀態,記錄的是待機時間,無使用人。當使用人掃碼上機后,若不使用,記錄的是待機時間,有使用人。當使用人實際做實驗時,記錄的是使用時間,有使用人。

系統判斷待機狀態還是使用狀態,可以避免機組不愿意共享、惡意拒絕他人預約的情況。如果機組在某一時間段內拒絕他人預約,而在該預約時間里卻在系統里沒有使用時間的記錄,甚至沒有開機記錄,系統將會記錄此不正常情況,并將此記錄推送給機組管理員和校級管理員。

2.2通過在預約時填寫基本信息,為后期的成果統計建立關聯

對大型儀器設備進行在線管控,通過系統自動記錄使用情況,系統可以統計每臺大型儀器設備的年開機機時、年使用機時、使用人分布、對外服務機時與總服務機時的總值、服務收入等使用情況、開放共享情況和經濟效益。

但是一臺大型儀器設備判斷它是物盡其用還是閑置浪費,評價與考核的指標應遠不止上述內容。學校的主要職責是教學與科研,是培養人才，教學與科研的功能要排在社會服務之前,至少不能排在之后。大型儀器設備的成果和效益還應有支撐項目，如論文、論著、科技報告、發明專利、科學數據、科技成果及獲獎情況以及其他社會如服務等，尤其是重大工程、企業創新、服務民生、應急事件、科學普及、政府決策等項目更為重要。這些成果和效益都需要使用人在使用大型儀器設備后一段時間，甚至要好幾年的時間才能填寫,如何讓系統以技術的手段盡量多地收集到這些信息,是我們設計新系統時重點考慮的一個問題。

2.2.1 使用人預約使用大型儀器設備,需選擇使用方向和測試方式

使用人使用大型儀器設備,在預約時需明確使用方向,是用于科研、社會服務、教學還是培訓。若進行培訓,需填寫培訓人員類別、培訓級別、培訓對象及培訓人數、培訓內容等。若進行教學、科研、社會服務,需填寫項目信息,包括項目負責人、項目名稱、經費來源、學科領域、研究內容。使用人可以在系統的項目庫保存各項信息,以后每次預約登記時只需在項目庫里選擇。預約時還需要選擇測試方式是自主上機還是委托測試。所有預約時填寫的字段都是后期統計和分析設備效益的基礎。

2.2.2 通過“支撐項目”字段,從學校科研財務管理系統中提取項目成果

我校大型儀器設備主要使用方向為校內科研。學校所有的科研項目都在學校科研財務管理系統里登記,大型儀器設備管控系統將與科研財務管理系統實現部分字段的對接,將科研財務管理系統里的項目的信息,包括項目負責人、項目名稱、經費來源、學科領域、研究內容即時提取過來,項目負責人預約時可以免去人工填寫,只需選擇項目。項目負責人可在大型儀器設備管控系統上授權團隊的其他成員,可以在預約使用時選擇他的項目。校內教師在項目結題時,需要在科研財務系統填寫項目成果,包括論文、論著、專利、獲獎情況等,大型儀器設備管控系統就可以把這些成果對接過來,使用人選擇他使用過的對每項成果有貢獻的設備,還可多對多批量選擇,極大減少按每臺設備填寫成果的麻煩。也可以將預約使用時登記為支撐該項目的所有成果,均自動轉入該設備名下。

2.3 強大的分析統計功能

管控每臺大型儀器設備的使用狀態是技術手段,評價考核該設備效益并為學校配置已有的大型儀器設備資源、長期或短期規劃大型儀器設備投入提供決策支持,是我校建立新的大型儀器設備在線管控系統的目的之一。系統的分析統計功能包含以下幾個方面,可以按單臺設備、領用人、機組、學院、以及按學校,按不同的時間點和時間段、不同的使用人和來源單位,不同的大型儀器設備分類等組合條件進行分析統計,并以曲線圖、柱狀圖、餅狀圖、表格等形式展示分析統計結果。

2.3.1 生成使用情況統計分析表

通過監控大型儀器設備的電流變動和使用人掃碼上機下機,系統收集到使用人和使用時間的信息。系統分開機時間和關機時間,開機時間包括無上機人的待機時間和上機時間,上機時間包括有使用人的待機時間和實驗時間。系統要生成這些時間的比例。對上機人,系統可分析其來源,校內、校外,本學院、外學院,本機組成員、外機組使用人,學生、教師,既有明細,又有構成比例。

2.3.2 生成大型儀器設備閑置費清單

根據“電子科技大學貴重儀器設備共享使用管理暫行辦法”,對納入共享但沒有達到額定機時的大型儀器設備,學校要對各學院收取閑置費；對連續2年都達不到額定機時的設備,學校有權通過校內調劑等方式,發揮其效益。新的大型科研儀器設備在線管控系統,還能根據提供的收取閑置費的比例(見表1),生成閑置費清單。

表1 收取大型儀器設備閑置費的比例

2.3.3 生成大型儀器設備開放共享評價考核分值表

2016年年底,科技部公布了《重大科研基礎設施和大型科研儀器開放共享評價考核實施細則(征求意見稿)》,對大型儀器設備的評價考核有5個指標(見表2),可作參考。

表2 大型儀器設備考核指標

2.3.4 生成經濟收益統計分析表

大型儀器設備對外開放共享,可收取測試費。每上機下機一次,系統根據預約時間和上機時間自動生成測試單,測試單可由機組管理員進行費用調整,如免單、優惠、加收材料費等,由使用人確認。使用人、團隊不定期支付費用。系統既可統計每臺設備的經濟收益、分析每臺設備的收入來源,也可生成經濟收益排序表。

2.3.5 生成教育部貴重儀器設備效益表

教育部每學年要求報送高校實驗室信息統計數據,其中基表3為貴重儀器使用效益表,統計范圍為大于(等于)40 萬元的03類設備。該表需要的17項信息,其中使用機時的分布、測樣數、培訓人員分布、支撐項目分布這些字段,系統都可以通過使用人掃碼上機、下機以及預約時使用人填寫的使用方向(培訓、科研、社會服務等)、支撐項目、測試方式(自主上機、委托測試)等基本信息計算并統計出來。而獲獎情況、發明專利情況、論文發表情況,是由使用人后期填寫,或者從學校的科研財務系統里提取過來，生成基表3。生成的基表3預留機組、學院、學校修改的功能,修改后的表格能與系統生成的原表格形成對照。

表3 教育部貴重儀器設備效益表

2.4 系統需為今后的功能拓展預留足夠的接口

新的大型儀器設備在線管控系統,正式運行后可以實現以上實時監控使用人和使用狀態、成果統計和效益評價考核功能。但還有一些功能,現條件還不成熟,在設計時已為今后的功能拓展預留足夠的接口。

2.4.1 測試費的凍結、轉賬、結算分配與財務對接

大型儀器開放共享,使用人需支付測試費。為使使用人支付和機組收費都方便,可參考淘寶支付的形式并結合財務相關規章制度，使用人每預約成功,項目的經費卡便凍結預算的金額,待上機結束,測試單雙方確認后(使用人可不定期批量確認),生成測試費轉賬確認單。使用人向財務遞交測試費轉賬確認單并提供財務轉賬需要的相關票據、測試合同,財務工作人員確認測試費金額的扣除,此扣費信息返回到大型儀器設備在線管控系統。測試費轉賬后,財務處根據學校的收入分配制度,直接將結算分配的額度轉入機組的經費卡里。

2.4.2 與公房管理系統對接

大型儀器設備的存放地在公房系統的樓房及房間庫里選擇，選擇了存放地后,系統可顯示該設備所在的樓宇、樓層、房間。大型儀器設備出樓宇系統將提示,出校園系統將報警。

3 結語

設計的新的大型儀器設備在線管控系統,既可以實時讀取設備使用狀態和上機人,又可以根據讀取的使用信息以及使用人預約時填寫的一些基本字段,統計設備的成果,評價設備的效益[1-2，8-10]。系統可以按單臺大型儀器設備、按領用人、按機組、按學院、按學校,按不同的時間點和時間段,按不同的使用人和來源單位,按不同的分類(根據大型科學儀器分類標準和編碼)等組合條件進行分析統計,并以曲線圖、柱狀圖、餅狀圖、表格等形式展示分析統計結果,包括使用情況統計分析表、閑置費清單、開放共享評價考核分值表、經濟收益統計分析表、教育部貴重儀器設備效益表等。這些統計分析的結果將為學校合理配置已有的大型儀器設備資源、長期或短期規劃大型儀器設備投入提供決策支持。

References)

[1] 科技部基礎條件中心.我國大型科學儀器設備利用與共享指教研究報告[R/OL].(2013-11-26).http://www.cqn.com.cn/news/z9zlb/diyi/805630.html.

[2] 宋立榮,劉春曉.我國大型科學儀器設備資源開放共享建設進展分析[J].中國基礎科學,2014(3):16-21.

[3] 孟曉婷,董智勇.英國高校大型儀器共享模式的啟示[J].實驗室研究與探索,2014,33(9):145-147.

[4] 陳光,王艷芬.關于中國大型科研儀器共享問題的分析[J].科學學研究,2014,32(10):1546-1550.

[5] 楊麗.近10年來我國大型科學儀器設備共享研究進展與述評[J].中國管理信息化,2015(8):108.

[6] 徐文,蘭中文. 完善制度 細化工作 加強高校貴重儀器設備的管理[J]. 實驗技術與管理,2013,30(12):220-222.

[7] 王祎，華夏.促進我國科學儀器管理共享的政策建議[J].中國科技論壇,2012(11):29-33.

[8] 周建國,黃云,孟繁星.運用物聯網技術構建現代大型儀器共享平臺[J].實驗室研究與探索,2013,32(4):206-209.

[9] 周建國,孫發勤,孟繁星,等.基于物聯網的大儀器共享平臺[J].中國高校科技,2012(9):77-78.

[10] 孫緒華,伊彤，高魯鵬，等.以機制創新推進大型科學儀器設備共享[J].中國科技資源導刊，2009(4):14-18.

Designing online management and control system for large-scale instruments and equipment

Xu Wen, Qu Fuhui, Shen Jiang, Yang Jia

(Department of State-owned Assets and Experiment,University of Electronic Science and Technology, Chengdu 611731, China)

An online management and control system for large-scale instruments and equipment is designed, which can not only display the real-time status of the equipment and users, but also have the powerful analysis and statistic function. This system can not only complete the opening and sharing evaluation of large-scale research instruments, but also provide the decision support for the rational allocation of large-scale instruments and equipment resources, and long-term or short-term planning of the investment in such instruments and equipment for the university. This system not only realizes the management goal, but also considers the friendly interface and convenient use of the people at all levels, providing some reference for the informationization construction of the management for large-scale instruments and equipment.

large-scale instruments and equipment; real-time management and control; opening and sharing; benefit evaluation

G482；F251

: B

: 1002-4956(2017)09-0257-04

2017-03-20

徐文(1979—),女,浙江浦江,碩士,工程師,從事大型儀器設備開放共享管理工作.

E-mail:wenx@uestc.edu.cn

10.16791/j.cnki.sjg.2017.09.066