移動互聯網時代高校實驗室智能化管理與實踐

殷社萍, 王皎月

(清華大學 精密儀器系, 北京 100084)

隨著全球互聯網技術的跨越式發展，我國高等教育教學、科研信息化水平已經提升到了前所未有的高度。實驗設備的信息化管理水平是高等學校建設的一項重要現代化工程，設備管理的信息化程度是“雙一流”高等學校管理水平的重要標志和綜合實力的具體體現，對一流高等學校深化教育體制改革和改善人才培養模式具有重要意義[1-3]。

1 移動互聯網時代高校實驗室智能化管理的提出

實驗室作為高等學校、科研機構的重要基地，承擔著教學、科研以及社會服務等多項重要任務。實驗設備作為實驗室的基礎硬件設施，直接關系到教學質量、科研產出、人才成長和社會效益。隨著移動互聯技術在高等學校實驗室的不斷引入，實驗室管理的信息化智能趨勢愈發明顯。實驗室面對開放管理的巨大壓力和安全監管體系建設的重大課題，實現資源優化配置對于推進高校“211工程”“985工程”“十三五建設”和“雙一流”建設具有重要的現實意義。近年來，隨著科研實驗投入的不斷增加、高精尖設備的不斷引入，精密儀器系實驗室面積不斷增大、實驗設備數量持續增長，因此對精密儀器系設備管理提出了巨大挑戰[4-6]。

智能終端隨著信息技術的發展取得跨越式發展，移動互聯技術已滲透到生活、學習和工作的各個重要環節。開發新的移動互聯技術并將其有效投入實驗室設備管理，不僅可以提升設備使用率，還可以降低設備因長期閑置而導致的老化，實現科研設備的經濟效益最大化，為移動互聯網時代的教學、科研、實驗提供更加人性化的優質服務。

2 高等學校設備管理存在的主要問題

目前，實驗室設備管理主要存在以下幾個方面的問題：

(1) 實驗室設備閑置率居高不下，由于個別學科方向或課題組在采購實驗室設備時考慮的是本學科方向或課題組對該設備的急需性，因此設備使用會集中在某一個或者某幾個時間段，在大部分剩余時間里設備長期處于閑置狀態，這樣既不利于設備的維護與保養，同時也會浪費設備所占用的公共資源。

(2) 實驗室資源信息整合度較低。學院或者系內由于相互之間對于設備的管理界面化和條塊化過于明顯，因此信息整合度相對較低，導致一直沿用傳統的管理模式，從而增加了人力資源成本、降低了管理效率。

(3) 實驗室管理人員水平參差不齊。學院或者系內不同實驗室對于實驗室管理人員信息化水平要求不同，因此會導致實驗室人員信息化水平參差不齊，導致在實驗室建設過程中產生信息化進展不一致。

(4) 實驗室經費投入不到位。實驗室管理既包含設備購置經費，同時也包含人員經費，由于信息化水平過低，導致增加設備管理經費不足，嚴重影響實驗室環境，對學院或者系里的整體教學、科研環境產生重大影響[7]。

3 高等學校實驗室智能化管理實踐案例

本文結合我校精密儀器系實驗室管理實踐，提出打造一體化實驗設備管理移動客戶端，利用大數據優化設備采購決策，從而提升設備使用率，實現設備共享，擴大實驗室設備的經濟和社會效益。

3.1 打造一體化實驗設備管理移動客戶端

為優化學生預約、咨詢、查詢和使用全系實驗設備，更好地利用移動互聯技術實現設備管理，搭建實驗設備管理平臺。開發了“實驗小秘書”移動客戶端。全系教職工和學生可以通過注冊獲得個人專屬身份認證信息。移動客戶端平臺設置“實驗設備查詢、實驗操作預約、實驗問題咨詢、設備故障報修和實驗結果分享等功能模塊。

(1) 實驗設備查詢。為全系每一臺實驗設備設置獨有的身份代碼，注冊用戶可通過該功能模塊查詢所有實驗設備概況和功能、設備操作手冊和注意事項等具體信息，為預期用戶提供設備服務。

(2) 實驗操作預約。所有用戶通過該移動客戶端平臺進行實驗操作預約，可以實現所有用戶提前掌握設備預約及使用情況，合理安排實驗時間，方便教學科研的有序開展[8]。

(3) 實驗問題咨詢。用戶通過該模塊可以實現向設備專業管理人員咨詢有關設備操作的具體問題，同時可將常見操作失誤錄入模塊供所有用戶瀏覽。

(4) 設備故障報修。用戶通過該模塊可以實現設備故障報修，設備運維人員可以通過后臺對相關問題進行處理，遠程指導用戶解決故障。

(5) 實驗結果分享。用戶可以在該模塊分享設備使用經驗和心得，同時可以分享設備可以實現的實驗數據及后期數據處理技術。

3.2 促進實驗設備共享，實現經濟社會效益

實驗設備閑置是目前各個實驗室遇到的最大難題[9-12]，可以通過移動互聯技術產生的大數據起到對實驗設備“削峰填谷”的作用，通用型“熱門”設備由于用戶人群規模較大，很多急于畢業或者補充論文數據的用戶無法實現快速數據獲得，很多用戶人群較少的實驗設備會長時間閑置。通過移動互聯技術，可以實現實驗設備的院(系)際共享，甚至實現校際共享。

(1) 實驗設備院(系)際共享。將“實驗小秘書”移動客戶端向全校推廣，讓全校所有實驗設備都進入移動互聯管理平臺，這樣全校所有用戶都可以通過平臺對全校的實驗設備進行查詢、預約、實驗和故障報修。這樣既可以讓部分院系平時閑置的“熱門”設備吸引到更多用戶，同時也可以避免“冷門”設備長期閑置，讓所有實驗設備在校內實現經濟利益和社會效益最大化。

(2) 實驗設備校際共享。根據使用經驗，可以將“實驗小秘書”移動客戶端向海淀區乃至全北京的高等學校進行推廣，實現北京市高等學校實驗設備即時通，所有用戶可以通過該平臺查詢、預約北京高等學校實驗設備，這樣既可以減少部分高校，尤其是文科優勢高等學校實驗設備閑置的問題，又可以分流部分理工為主高等學校的用戶，實現北京市高校實驗設備經濟利益和社會效益最大化。

3.3 充分利用大數據進行設備采購決策

隨著我校“雙一流”建設的持續推進，為增加學校的全球競爭力，學校在實驗設備方面的投入會持續加大。為避免資源浪費，可通過該移動互聯客戶端獲取實驗設備大數據，對設備使用效率、使用效果及科研產出等進行客觀分析，為設備采購的合理化提供數據支撐。對于用戶目標群數量龐大，設備排隊時間較長的設備可以提高采購，對于長期閑置的實驗設備可以加強目前設備的使用效率，減少相關設備的采購計劃。同時，通過設備故障報修頻次，可以合理進行備件采購，避免出現急于出實驗數據的時候因設備故障而導致獲得結果推遲的情況發生。