高校實驗室管理模式探索

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摘要：高校實驗室是開展日常實驗教學和科研活動的重要場所，隨著國家對高校各類學科實驗室資金投入和管理力度的不斷地加大，傳統實驗室管理方式已無法滿足高校實驗室實驗教學、設備資源管理、對外開放服務的一體化需求，為使高校實驗室更好地應對我國不斷變革發展的環境所帶來的挑戰，本文針對傳統實驗室管理模式的弊端，將移動物聯網技術發展創新，應用到高校實驗室日常管理中，提高實驗室的管理效率，實現全方位信息智能化管理。

關鍵詞：移動物聯網；實驗室管理；網絡共享平臺

一、引言

高校實驗室的建設和管理對于高校科研和學科發展至關重要[1]，實驗室科研設施與儀器規模持續增長，傳統實驗室管理模式的弊端逐漸暴露出來，如何尋找一種更高效、更合理的方式進行實驗室全方位管理成為各高校建設發展過程中難題[2]。21世紀迅猛發展的互聯網技術使信息之間的傳遞更便捷，移動物聯網是新一代信息技術的典型代表，它通過RFID射頻識別技術、紅外線傳感器、全球定位系統、激光掃描器等各種高端機械設備，實現智能化的跟蹤監控、識別定位、控制和管理[3]，因此，將移動物聯網應用到高校實驗室管理中，不僅能有效提高儀器使用效率，而且能大大減輕管理員工作負擔。以江西中醫藥大學大型儀器共享服務中心為例，中心采用移動物聯網技術建立儀器共享網絡平臺，使中心及學校大型儀器對外共享取得了顯著成效，中心10臺大型儀器2017年累計服務機時達20276小時，儀器平均使用率為126.72%，累計檢測樣品29478個。中心通過共享網絡平臺積極開展儀器對外開放共享工作，連續兩年在江西省大型儀器設備對外開放共享工作中獲得先進單位。本文從移動物聯網在江西中醫藥大學儀器共享網絡平臺實驗室設備、物品耗材管理、安防管理等具體應用實例分析其潛在價值，希望給實驗室管理人員提供參考。

二、高校實驗室管理的現狀

目前，許多高校的實驗室管理還是采用傳統的管理模式，采用人工紙質記錄的方式對實驗室儀器管理、環境監控、進出人員管理，物品耗材管理等進行登記[4]，這種管理模式通常會導致實驗室出現以下幾個問題：（一）實驗室設備缺乏統一化管理。近年來，高校實驗室設備規模持續增長，科研技術水平顯著提升，但部分科研設備存在部門化、單位化、個人化的傾向，各院部設備未實行統一化管理，導致設備閑置浪費嚴重、使用率不高，找設備困難等問題，影響高?？蒲羞M度和科研水平的提高。（二）實驗室環境監控不到位。大型科研設備對溫度、濕度、灰塵等環境因素較為敏感，極易損壞。據調研發現，多數高校實驗室會每周定期進行實驗室衛生打掃，但對實驗室內溫度、濕度和空氣質量等方面不予重視[5]；少數高校實驗室會采用紙質記錄對室內溫濕度進行登記，但過程繁瑣且不能實時監控，導致大型科研設備常因受溫濕度影響出現高壓板燒壞的現象。（三）實驗室物品耗材管理不規范。實驗耗材是科研實驗的物質基礎，對科研實驗的成敗起到關鍵作用[5]。高校實驗室對實驗耗材管理不規范導致以下幾個問題出現：a.耗材難找；b.耗材交叉污染，導致實驗結果不佳；c.未用完的耗材大量過期浪費；d.耗材流動性大，易遺失。

三、移動物聯網在實驗室管理中的應用

移動物聯網具有全方位感知、高效準確傳遞和智能處理三大特點，可使實驗室管理更加高效、可視化和智能化，智能可視化實驗室管理大致可分為感知、網絡、應用和管理四個層次架構，以江西中醫藥大學大型儀器共享網絡平臺為例，具體闡述各個層次的組成及主要功能應用：（一）感知層的構造及應用。感知層是實驗室管理體系的基礎，大型儀器共享服務中心利用RFID射頻識別技術構建了門禁管理系統、人員考勤系統和設備開機刷卡系統，并將三個系統通過中央處理器整合到大型儀器共享網絡平臺統一管理。校內教師和學生首先將個人指紋和校園卡信息在系統錄入，形成唯一身份編碼，RFID標簽將出入實驗室指紋打卡和上機刷卡信息登記記錄，并利用頻率信號將信息傳送到RFID讀寫器，讀寫器通過網絡層將考勤情況傳輸至共享網絡平臺；同時，共享網絡平臺已錄入編碼的條形碼附著于實驗室儀器設備上能對設備編號、名稱、型號、出廠日期、運行狀態等進行編碼記錄[6]，實現對設備及耗材的相關信息、使用情況、位置信息等實時記錄；利用各種傳感器設備可對實驗室停電、溫度、濕度、煙霧、粉塵等實時監控，一旦傳感器探頭檢測到異常情況，報警系統將發出報警，并撥號和發短信給管理員，以便管理員及時到現場排除，減少實驗室事故。（二）網絡層的構造及應用。網絡層是實驗室管理體系的關鍵紐帶，借助數據網絡、校園網、無線寬帶和傳感器局域網絡等承擔數據的傳入、傳輸等工作[7]，對所有監測到的信息進行快速高效地傳輸，大型儀器共享網絡平臺為保證網絡通暢，專門配備了高配置交換機、純銅網線、專用固定IP等網絡設備，各網絡實體各司其職，各盡其能。（三）應用層的構造及應用。應用層是實驗室管理體系的價值體現，大型儀器共享服務中心將實驗設備管理、物品耗材、環境監測、人員管理、資料管理、視頻監控六個模塊集成于統一的大型儀器共享網絡平臺之上，對“實驗物品”、“實驗設備”、“實驗環境”以及“資料數據”等進行集中可視化管理。學生可以登錄個人賬號在共享網絡平臺進行儀器預約、資料下載、培訓學習等，教師可在平臺查看課題經費、下載實驗數據、結算測試費等，通過共享網絡平臺將學校大型儀器設備對校內外共享，讓更多有需要的科研人員能用上儀器。（四）管理層的構造。管理層是應用層的管理執行者，大型儀器共享服務中心實驗室管理員可通過網頁或手機APP在共享網絡平臺上登錄管理員賬號，一目了然地掌握儀器預約使用情況、耗材庫存情況、教師科研經費剩余情況、人員考勤情況以及定期生成的實驗室環境監測報告，同時也可導出實驗室人員進出情況、考勤情況和儀器使用情況，有利于開展實驗室績效評估和儀器使用效率評估工作，出現問題還可隨時隨地調取實驗室監控，不僅大大簡化實驗室管理員工作流程，提高管理員工作效率，而且保證了實驗室安全和績效考核數據準確性。

四、結語

目前，移動物聯網技術在實驗室管理中的應用尚處于起步階段，還需實驗管理人員與網絡技術人員共同建設和完善。實驗室繁瑣的儀器數據統計、耗時耗力的環境監測、雜亂的實驗物品整理，都能夠借用移動物聯網技術，高效智能化管理，江西中醫藥大學大型儀器共享服務中心自建立共享服務平臺以來，無論是校內儀器使用效率評估還是省內儀器開放共享評估都取得了十分優異的成績，后期將進一步努力和完善。任何一所高等學校，都需要一個高技術含量的實驗室管理系統，來規范化實驗室管理，促進實踐教育教學發展，提高教學質量，進而推動科研進步。希望本文的探討能夠為移動物聯網技術在實驗室管理中的應用研究者提供一些參考。

【參考文獻】

[1]周茉.基于Socket技術的高校實驗室計算機監控管理系統設計與實現[D].長沙:湖南大學,2015.

[2]臧紅波,王俊.物聯網技術在實驗室管理中的應用[J].環渤海經濟瞭望,2017(09):195.

[3]鐘建國.基于物聯網的實驗室管理模式的研究[J].教育教學論壇,2017(10):14-15.

[4]李秀英.高校實驗室管理新思路[J].濰坊學院學報,2017,17(02):118-120.

[5]周晨光.基于物聯網的高校綠色實驗室管理系統設計與實現[D].北京:北京交通大學,2016.

[6]周春月,閆子淇.基于物聯網技術的智慧實驗室架構研究[J].實驗室研究與探索,2014,33(05):239-243.

[7]張民壘.基于物聯網的實驗室管理系統的設計與實現[D].大連:大連理工大學,2015.

作者:熊耀坤 嚴志宏 袁恩 單位:江西中醫藥大學