郭 紅 楊先海 盛文斌 宋亦剛 常偉偉
山東理工大學分析測試中心 (山東淄博 255049)
山東理工大學分析測試中心成立于2004 年4月,是山東理工大學在中央與地方共建項目的基礎上,為提升辦學層次、科研水平和社會服務能力,盡快將學校建成省內一流、國內外有一定影響的高水平大學而搭建的一個平臺。掃描電子顯微鏡(以下簡稱“掃描電鏡”)作為山東理工大學單臺價值最高的大型儀器,測試工作量極大且服務范圍涉及多個學科。由于崗位限制,掃描電鏡只有一個專職管理人員,受人員累計工作時間限制,開機時數不能滿足預約時數,降低了它的使用效率和效益。通過考察對比國外、香港等地高校的分析測試中心發現,他們儀器設備的管理人員很少,教師和學生都可以上手操作,儀器的利用率高、效益好[1-6]。針對上述問題,分析測試中心以美國FEI 公司生產的Sirion 200 型掃描電子顯微鏡崗位為試點,經過多年探索,逐步建立了1名專職人員、多名兼職人員的“一崗多人”服務模式,從內部管理、制度完善等方面保證了掃描電鏡大型儀器機組的服務質量和效益。
顧名思義,“一人多崗”指一個人能勝任和負責多個崗位的工作,而“一崗多人”就是指一個崗位可由多人進行操作。山東理工大學分析測試中心掃描電鏡崗位,目前僅第一責任人為專職人員,負責掃描電鏡的操作、維護維修以及停電等突發事件的處理工作,其他責任人都是兼職人員,屬于“一人多崗”的工作模式,在做好自己所負責儀器的操作和維護工作的前提下,協助第一責任人,擔負一定的分析測試和日常維護工作。
正常工作時間內,電鏡機組每天都有專人上崗,有時甚至一天內有多人上機操作。機組設定了掃描電鏡及附件參數檢查記錄表,包括鏡筒真空度、樣品室真空度,燈絲電流,循環水溫度、水壓、水位,氮氣流量,空調工作狀況等多個項目,要求操作人員在實驗前和實驗后都做好記錄并存檔。假期提供掃描電鏡的應急預案及帶有各種參數標示的對應照片,便于值班教師正確判斷和清晰描述掃描電鏡及其附件的狀態。
學校設立專項培訓經費,用于大型儀器設備操作人員短期培訓;將操作人員納入教師國內外進修統一管理,提供保持大型儀器分析測試技術先進性的渠道。
分析測試中心與校教務處、人事處共同制定了基于分析測試收費金額的分析測試服務工作量計算方法,對分析測試服務進行量化考核,一定程度上解決了儀器設備操作人員年終考評、職稱聘任的工作量核算問題。
在本科畢業設計期間,按正常的工作時間,從客戶填寫樣品委托單,到完成相應的測試,大約需要30 天的時間,而很多學生的樣品需要根據掃描電鏡的測試結果決定下一步的實驗方案,如果一個月出結果,會耽誤正常的畢業答辯。所以,掃描電鏡機組的老師每天都從早上不到8 點一直工作到22 點,碰到難測的樣品,工作時間甚至會超過23 點。這種工作強度下,試樣一般3~5 天就可以出結果,保證了測試結果的及時性。
事先與客戶溝通樣品是否需要噴金,因為有些樣品是半導體材料,噴金后圖像質量會好一些,但高倍下Pt 顆粒的存在可能會影響最終的結論。電鏡照片圖像清晰只是質量保證的一個最低要求,能最大限度地說明問題、佐證相應的實驗結果才是最重要的。比如,一些做分子篩或者濾膜的材料,要的效果就是多孔且均勻分布。如果測試人員不了解樣品特點且不善于溝通,有可能拍出與結論相反的圖片,重拍的話,既影響客戶的滿意度,也會耽誤彼此的時間。因此,掃描電鏡機組的老師主動邀請客戶現場觀看,如果客戶不能到場,也事先與其取得聯系了解具體需求,且在結果發送的第一時間通知客戶,根據結果反饋決定是否需要重測,直到客戶滿意為止。
3.3.1 樣品測試
掃描電鏡機組人員,一方面通過“老人帶新人”的方法努力幫助新上崗的人員熟練操作,提高效率,另一方面采取“歇人不歇馬”的戰術,幾個人輪流上機操作,利用不上機的時間噴金制樣。掃描電鏡自帶的噴金儀一次只能噴鍍6 個樣品,給不導電的樣品制備試樣費時費力且消耗大量的Pt 靶材。靶材不僅價格昂貴,而且購買周期很長,有時會出現斷檔的情況。機組的老師自制了可以20 個樣品同時噴金的裝置(申報了實用新型專利),不僅工作效率提高3 倍以上,還大大降低了靶材的消耗。此外,機組的老師們主動利用工作日晚上和周末的時間加班加點工作,提高儀器使用率。
3.3.2 儀器維護
掃描電鏡全年365 天不能斷電,否則就會關機,一旦關機需要廠家工程師來開啟,不但影響儀器的正常使用且花費大量的經費;附件X 射線能譜儀每4~5 天需要加一次液氮(即使假期也是如此),否則會損壞探測器,導致能譜儀無法正常工作。為了保證掃描電鏡不停擺,機組配置了不間斷電源(UPS),但它的支撐時間也不過1~2 h,這就要求工作人員必須在第一時間趕到現場,把電鏡的模式盡快改到休眠狀態。多少次,半夜得到門衛關于實驗樓停電的通知,掃描電鏡機組人員不顧疲勞馬上趕至實驗室;又有多少次,節假日中別人都在陪伴家人時,掃描電鏡機組人員趕到實驗室添加液氮。另外,掃描電鏡和噴金儀還配置了高純氮氣和高純氬氣,需要機組人員隨時觀察氣體的流量情況,第一時間進行通報,以保證儀器的正常運行。
3.3.3 參觀檢查
2004 年,掃描電鏡作為山東理工大學最先進、最昂貴(47 萬美元)的儀器,安裝后受到了省市各級領導的充分重視(多次參觀電鏡實驗室)。電鏡機組也曾作為山東省大型儀器設備協作共用的優秀機組接待過省科技廳、財政廳的領導組成的考察團,除此之外,與學院合作的企業、學院的引進人才等也經常到掃描電鏡室參觀。機組老師在不影響大量測試任務的前提下,做好清潔工作,有時甚至加班打掃衛生,但大家都能充分理解,密切配合,沒有任何怨言。
3.3.4 耗材購買
掃描電鏡的耗材通常是學校統一購買,而廠家要求先付款,款到后發貨,然后寄發票。麻煩不說,購買周期也比較長。隨著測試工作量的增加,對耗材的需求也越來越急迫。掃描電鏡機組的老師憑著與經銷商溝通過程中形成的良好信譽,讓經銷商答應先發貨寄發票、貨到后匯款的方式,不僅減少了機組人員的麻煩,更重要的是保證了耗材的及時供應,為掃描電鏡的正常運行掃清了障礙。
3.3.5 儀器維修和搬遷
掃描電鏡機組人員對儀器精心維護,運行至今無人為原因造成的機器故障,但牽扯更換電子槍等正常損耗配件,與廠家工程師打交道必不可少。在掃描電鏡的使用過程中,機組人員多次通過與廠家工程師的溝通,獨立解決了原本需要工程師上門解決的問題,不僅節省了時間,還節約了大量費用。廠家工程師上門更換零件時曾說,在他們的眾多用戶中,像山東理工大學電鏡機組維護這么好的儀器非常少見。另外,在掃描電鏡搬遷時,廠家工程師先上門服務(包括測試場地,搬遷前后的調試等),一切工作做完之后才寄送發票,然后學校付款。這樣做機組人員省事省力,是建立在機組的良好信譽基礎上的。
掃描電鏡機組通過10 余年的探索逐步建立的“一崗多人”服務模式取得了令人滿意的成效,該機組不僅是山東理工大學使用率最高的儀器,而且在2007—2014 年山東省大型科學儀器設備使用效益考核中連續8 年被評為優秀機組,至今在大型儀器排行榜中始終位居第一。“一崗多人”模式的施行積累了足夠的多人操作、檢修、交接班的經驗,為其他大型儀器的開放共享作出了有益嘗試。