多維度提高大型儀器共享智能化的探究

摘要：大型儀器是高校人才培養、科學研究的重要基礎，也是高校綜合實力的重要標志。隨著國家科研投入的持續高速增長，各高校大型儀器無論在數量或者質量方面都得到了飛速提升，大型儀器共享平臺的建設在一定程度上提升了儀器使用效益。隨著計算機網絡技術的發展，大型儀器共享平臺的傳統管理模式已不能適應信息時代下科學研究高效便捷的工作要求，建立全方位智能化的運行管理系統是未來的發展趨勢。針對以上需求，擬對平臺管理進行優化，深入探索設計，以充分體現大型儀器共享平臺的智能化管理功能。

關鍵詞：大型儀器；共享；智能化

隨著信息技術的快速發展，高效教育資源和科技資源的廣泛共享已成為時代發展的趨勢［1］。根據國家有關重大科研基礎設施和大型科研儀器向社會開放等文件要求，全國各大高校在大型儀器共享方面做出了改革創新，在不斷探索管理機制的同時，大力推進大型儀器共享平臺的建設，對儀器使用效益的提升起到了積極的推動作用［23］。但是在原有傳統管理模式的影響下，平臺建設大多偏向管理手段改革為主，智能化動態管理服務應用不足，制約著大型儀器管理水平的提高［4］。本文擬從管理信息、準入培訓、預約使用、費用支付、設備維修、數據統計以及績效考評等方面著手，設計信息化管理流程，探索從多維度提高大型儀器共享智能化管理水平，以期達到管理與服務并行、協調共進的良好局面。

1現有管理模式存在的問題

目前高校大型儀器的購置主要來源于學校根據學科發展規劃統籌分配經費采購或是課題組通過科研經費采購，規劃論證時首先考慮的是學科自身需求，按切蛋糕的模式配置，因校內科研單位管理相對獨立，從而大型儀器設備購進后，一般都在各實驗室或課題組自行使用，長期以來形成了相對封閉的私有化管理［5］。另外，由于大型儀器設備購置成本高、周期長，加上設備專用性較強，使用操作復雜，對使用人員的技術要求高，日常管理維護以及故障維修難度大等特殊性，設備購置使用管理者對外共享的意愿不高［6］。自國家促進大型儀器設備開放共享的有關文件出臺后，為提升高校大型儀器設備共享效益，各高校紛紛進行改革創新建立了以大型儀器共享平臺，以實現信息公開、預約使用、登記記錄等功能，減少了煩瑣的人工管理，對大型儀器效益管理起到了很大的促進作用。由于建設初期經費有限、使用實踐經驗不足等原因，多數平臺建設結合實際需求情況，以小范圍試點、分步實施的規劃開展，主要實現將煩瑣的手工管理方式轉變為線上網絡化管理，更多地偏向考慮管理手段，在提供服務的便利性方面仍存在很多不足，無法滿足科技發展便捷高效的需求。

1.1儀器使用實時動態管理不足

大型儀器因專業操作復雜，一般僅安排專人管理，根據儀器價值、操作難度等特點，采取不同的共享預約管理模式，可采用時間預約或送樣預約。一方面，由于預約時間和使用儀器的實時情況無法確定，有可能因突然情況無法按時履約；另一方面，送樣預約的需求用戶可能對設備使用條件、樣品準備等認識不足，導致預約時段無法按期開展［7］。即便預約，因人為因素造成預約沖突，實時動態信息滯后，仍無法達到預期目標，降低了實驗效率以及設備使用效率。

1.2儀器監管預警功能缺乏

對于部分放置在公共實驗平臺使用的大型儀器，大多數是一人多管的情況，一個管理員要負責管理多臺設備。在儀器運行使用過程中經常是存在無人看管情況，一旦有異常突發情況，無法及時處理［8］。此外，儀器狀態不能實現在線監控，無法監測儀器運行狀態，常常是故障后報修，維修不及時造成儀器被動閑置。

1.3?;儀器使用經費結算方式落后

由于大型儀器運行成本高，維修費用僅依靠學校設備維修費難以維持儀器的正常運轉，采取儀器使用收費的方法提高設備的使用效益成為主要的解決途徑。但目前收費機制和標準不健全，收費處理方式仍較為傳統，采用手工記賬、手動推送、人工核算等模式，導致費用結算效率低、相關管理人員工作量大等問題，收費在實踐中遇到阻礙。

1.4儀器績效考核機制不完善

通過對儀器進行績效考核評估，可以量化儀器的使用效益，為學校采購大型儀器論證提供決策依據。但現有的績效統計仍采用人工匯總，數據統計需要人力支持，造成數據信息不盡翔實，難以完成設備效益評估和績效考核。

2多維度智能化管理方式的初步探究

當前雖然我國高校的大型儀器共享平臺已實現了網絡化管理，但由于智能化管理尚不完善，大部分功能仍需要依靠與人力協助完成，大大制約了儀器使用率和使用效益的提高。利用互聯網技術，實現基于互聯網+物聯網的儀器共享智能化是進一步提升共享平臺服務效益的必然趨勢。本文研究以自動化管理為目標，以終端硬件基礎設備為支撐，軟件模塊化管理系統為紐帶，軟硬件平臺結合，建立與規范工作流程相配套覆蓋全校的信息化共享管理平臺，探索自動、先進、高效的智能化信息化管理。

2.1管理信息智能化

管理信息智能化主要實現兩個智能化：一是基本信息實時公開；二是使用信息實時采集。

通過大型儀器共享管理系統軟件門戶網站，統一用戶訪問和信息發布入口，具備用戶統一登錄、信息發布、信息展示、資料上傳下載、有權限的后臺管理功能，儀器管理員可對管理平臺的實驗儀器設備進行有效維護和設置，包括增、刪、改、查等。通過平臺發布和管理儀器，填寫儀器設備信息，包含儀器設備名稱、資產編號、型號規格、放置地點、管理單位、管理員、聯系電話、功能介紹、技術參數、圖片等信息，并具備搜索功能。通過儀器設備名稱、型號規格等相關欄目搜索其所需儀器設備，也可根據實驗室位置定位儀器，對測試樣品、測試項目等功能信息進行管理明細記錄，為用戶提供全面的信息共享查詢路徑。

依托智能物聯網終端控制軟件，通過儀器監控管理終端，進行儀器身份識別、物理定位和數據傳輸，對大型儀器設備的使用授權控制，自動記錄使用時間以及獲取使用人員信息等。通過獲取儀器實時的電流數據，可遠程掌握儀器工作狀態，查看儀器的開關機情況，判斷儀器的運行狀況，實現大型儀器設備的監控管理從一個人負責一臺儀器，擴展成為一個人可以負責不同區域的多臺儀器，并保證相關信息的實時和真實的收集，大大減少了管理人力成本。

2.2實驗準入智能化

大型儀器設備因價格昂貴、使用成本高，對于設備的操作人員技能水平和素質要求較高，目前使用的規范化培訓缺乏行之有效的統一管理流程，都是設備管理者設定方式自行考量，多數采用線下方式培訓，受到時間場地的限制。而大型儀器共享服務又需要對儀器的使用者進行有效的安全和操作培訓。通過大型儀器共享系統實現實驗準入培訓智能化，對儀器的使用資格進行網絡信息化管理，對獲得資格的使用人員進行授權，取代煩瑣的人工記錄，保證管理和執行的動態一致性。儀器管理員可定期發布培訓計劃，設定培訓主題、培訓分類、培訓時間、報名日期等信息，在共享平臺上傳儀器視頻資源，按需舉行儀器使用培訓，系統用戶登錄后可在線查看學習視頻資源，系統同步學習記錄。對于通過儀器使用培訓的用戶，儀器負責人可針對每臺儀器或針對該用戶授予使用資格，并根據實際操作違規與否進行資格取消。通過培訓取得使用資格的用戶，賬戶信息可聯動推送至硬件終端，在上機使用時，通過刷卡或掃碼查找匹配預約信息，自動開機，實現培訓準入與預約使用銜接的流程化管理。

2.3預約方式智能化

針對大型儀器專業性特點，設計不同預約類型方式進行預約，預約類型包括時間預約（主要用于公共設備，在申請人完成使用培訓考核后，自行操作儀器用）和送樣預約（主要用于專業研究設備，可以由專門的設備管理技術人員代為操作檢測用）。主要包括預約登記、預約審核、預約執行、預約取消、預約查看、開放時間管理及預約規則設置等功能。統一采用智能化共享平臺預約，讓不同院系的儀器預約遵循同一套預約標準和使用流程，提供共享度的同時減少了用戶學習成本。

用戶通過網絡進行預約，在時間預約類型下，預約申請可聯動識別預約者使用資格，自動提交預約成功，或提交給儀器管理員審核；在送樣預約類型下，預約申請單自動提交給儀器管理員對預約中的樣品及樣品制備過程等進行審核。預約執行后，系統自動將該預約記錄與使用記錄進行關聯，以便于管理員準確掌握儀器的預約執行情況。儀器管理員可根據儀器的特性，設定開放時間范圍、開放對象、開放頻次等個性化預約規則，充分發揮管理主觀能動性。

2.4支付管理智能化

針對目前的大型儀器使用收費處理方式存在的手動推送、人工核算導致效率低等問題，實施大型儀器共享平臺與財務系統對接，推動經費結算支付管理智能化，實現全自動線上流程服務。共享平臺負責預約使用，記錄每次的消費信息，同時把消費記錄信息同步至財務系統，財務系統根據使用記錄費用情況進行費用凍結、結算處理。根據使用場景不同，與財務系統對接核算方式設置校內經費轉賬、用戶或單位私轉、用戶或者單位經費公轉三種不同類型，針對不同類型采用不同的預約方法、繳費方式、結算等流程管理，實行定期或單次結算，共享平臺系統定期向財務系統推送賬單完成結算，大大減輕用戶線下結算繳費的工作量，為各類使用者提供了共享使用便利。

2.5設備報修智能化

大型儀器因精密度設計等因素，配件使用容易受到外界環境的影響，導致儀器易受到干擾或發生故障。隨著共享平臺的普及使用，儀器使用頻率較高，且由于儀器故障無提示，長時間帶病工作，其維修頻率也隨之增加。引入設備報修智能化系統，通過儀器終端硬件系統采集儀器使用信號，實時監控，采用聲光、窗口彈出、短信等多種方式對故障進行預警，以便及時發現儀器潛在問題，預判儀器的使用狀態反饋警告，給出維修建議，提前預約維護或維修服務，以保證儀器設備能在最短的時間內完成維保。如是操作者錯誤使用導致的設備異常，能及時發現并提醒糾正，起到了對大型儀器預防性保護作用，避免人為因素造成不必要的損壞，降低設備故障率。對儀器由發生故障后維修逐步過渡到根據使用狀況定制檢修的模式上，使儀器狀態處XC5pol5DnM2Llw0968jI5Q==于在控狀態，保證儀器安全、高效運行。

2.6績效考評及數據統計智能化

掌握大型儀器的使用效益和共享效益是實現提高大型儀器利用率和共享率的重要措施，是決策依據的主要來源，也是共享平臺建設的重要目標之一。但由于目前缺乏較好的績效考評機制以及配套管理模式，數據信息登記、匯總大多時候仍采用原始的人工統計手段，數據統計重復，工作量大、效率低、費時費力，且錯誤率高，無法為績效考核及采購論證提供參考依據。設計儀器數據統計及效益統計系統，對儀器的運行狀況和使用等信息進行統計，根據統計分析評估儀器使用效率、共享效益。可形成統計各種報表和圖表，支持Excel和圖形導出，主要包括：（1）查詢統計功能，查詢預約情況、使用情況、扣費情況，可導出預約、使用、扣費等明細表；（2）支持按年、季、月統計預約記錄，對付費人和設備的預約次數、預約機時、使用次數、使用機時、使用時長、使用金額等進行全面統計；（3）提供平臺運行效益分析，可直觀顯示服務用戶/課題組機時排名、儀器使用機時排名、服務用戶/課題組測試排名、儀器使用/儀器管理員服務測試排名等，還可以按單位、時間具體查詢分析并可導出對應報表。同時支持運行統計數據上報對接，滿足科技部、教育部數據上報要求。

2.7應用程序智能化

探索布局電子地圖智能化，通過搜索某類儀器設備，在儀器信息展示界面內有地圖顯示儀器分布位置（校區、建筑、房號等）的標識信息（小程序配套相應的功能），建筑內有多個同類儀器的，地圖能夠通過選取相應標識，在地圖列出多個儀器信息，為共享需求者提供可視化的信息展示。開發儀器預約移動端小程序，便于用戶查看平臺公告、儀器的預約和審核以及系統消息的查看，登錄后可進行預約及審核操作，便于共享需求者在各種不同時間段、不同環境都能方便使用，能夠給廣大用戶提供更全面便捷的功能。

結語

目前高校的發展趨勢和需求是基于大型儀器共享平臺，進一步深入探索建設可實時監測、遠程管理的智能化管理系統。通過物聯網技術，及時跟蹤大型儀器的使用情況，多維度、全方位地促進大型儀器開放共享，使實驗室管理向服務型智能化管理邁進，為教學科研工作者提供便捷的服務。但其建設過程復雜且充滿挑戰，需要具備實力的科技公司協作拓展和在后續功能開發上，不斷探索適合實際需求的管理體系，進而形成一體化聯動機制，為高校高質量可持續發展提供保障。

參考文獻：

［1］何小兵，文亞星.區域高校實驗儀器設備共享模式探索［J］.科技管理研究，2009（6）：240242.

［2］責毅，張勇，葉李藝，等.更新管理手段提高儀器設備管理水平［J］.實驗室研究與探索，2011，30（5）：176178.

［3］劉淑云，李繼才.高校儀器設備管理信息系統的設計與實現［J］.實驗室研究與探索，2011，30（1）：16467.

［4］黃輝.大型儀器共享平臺中儀器共享系統的設計與實現［D］.重慶：重慶大學，2011.

［5］張偉，梁智輝.高效、優質大型設備開放式平臺的管理和運行［J］.實驗室研究與探索，2014，33（11）：294296.

［6］權茂華，孫建林，毛璟紅，等.加強大型儀器服務平臺建設提高共享服務能力［J］.實驗技術與管理，2019，36（2）：238240.

［7］肖紅艷，張靈棋，郭榮輝，等.高校“智慧”實驗室建設的探索［J］.紡織服裝教育，2019，34（2）：170173.

［8］李祥.大型儀器共享平臺的智能化運行管理分析［J］.中國現代教育裝備，2015，225：3235.

基金項目：廣西高等教育本科教學改革工程項目“基于物聯、互聯的智慧實驗室建設與應用研究”（項目編號：2021JGB161）；廣西研究生教育創新計劃項目“基于研究生科研環境提升的儀器共享平臺建設”（項目編號：JGY2022084）

作者簡介：黃超（1975—），男，廣西南寧人，工程碩士，高級工程師，研究方向：信息管理。

*通訊作者：黃敏（1983—），女，廣西河池人，碩士，研究方向：資產管理。