物联网技术的教科研平台资源整合与实践

叶　辉,　王　雷,　杜先锋

(安徽农业大学 生物技术中心,合肥 230036)

0　引　言

教学科研平台是多个功能不同实验室的结合体，是高校教学和科研的重要基地，也是新形势下培养高素质人才、出高水平成果、服务经济建设的主要场所[1]。科教资源整合与协同创新不仅是高校促使科研深入发展与水平提高的重要措施，也是我国深化改革促进自主创新的重要举措[2-3]。抓好教科研平台的建设和管理，对提高科研水平、培养学生的创新和实践能力均具有十分重要意义。近年来，随着招生与办学规模的扩大，高校教学科研平台的体量逐步增大、大型仪器设备数量也日益增加、资源日趋分散，依靠传统管理模式已难以满足仪器设备开放使用的要求[4]。

信息化、网络化技术的迅猛发展给资源整合带来了前所未有的机遇，也为科学仪器设备共享和信息共享实现创造了条件[5-6]。物联网(Internet of Things，IOT)是继计算机、互联网与移动通信网之后的世界信息产业第三次浪潮，它可以把新一代IT技术充分运用于各行各业，促进人与物、物与物的交流，加快物品与网络的融合，以更加精细和动态的方式管理生产和生活，提高系统运行效率，已广泛应用于数字农业、环境监测、食品溯源和情报搜集等多个领域[7-10]。物联网运用于仪器设备监管、资源整合，是该技术领域的重要创新、拓展与延伸，并呈现出蓬勃发展的良好态势。

1　教科研平台资源现状

我校是一所以农林生命学科为优势和特色的省部省局共建高校，拥有1个国家重点实验室、1个国家地方联合实验室、37个省部级实验室、15个教学实验中心、87个专业实验室。近年来随着国家的“中西部基础能力建设工程”“有特色高水平”大学建设等项目的支持，新增设备急剧增加，目前已拥有大型仪器设备672台(套)，总值2.08亿元。然而由于经费投入较为集中、期限较短、信息不畅等原因限制，大型仪器设备的使用管理遇到了很多难题[11-12]。突出表现在：①重复购置严重。如液相、气相色谱仪等原先紧缺的设备，短期内蜂拥而上、数量成倍增长。②资源分散、综合效益低。虽然学校已经着力整合资源建立了多个教学实验中心，并由其协调管理相应的专业实验室，但由于科研平台资源分散严重且科研平台和教学实验室分别属于科技、教务两个部门管理，缺乏有效的管理措施，导致彼此之间的联系相互脱节，资源整合困难，设备利用率低，投资效益差；③开放共享力度不足。由于管理体制和运行机制不健全，很多教科研平台虽建有对外开放制度，但是在具体实施的过程中缺少开放运行体制与机制、无法形成开放共享的合力、无法与社会经济发展接轨[1,13]。

2　整合举措

2.1　实现教科研平台资源物理空间的整合

为了聚集、共享农学与生命科学类优势科技资源，2012年学校集中建设并启用了生物科技楼这一重要科研基地，并以此为依托，搭建公共共享平台，整合优势资源和优势团队。在具体实施过程中，按照学科群和学科相近原则，分楼层按功能集中设置各省部级以上重点实验室、学科群公共实验室，鼓励建立跨PI的联合实验室，促进协作交叉，促进学科交叉和科技资源共享，避免重复建设，有效提高资源利用率。经过多年的运行与管理，初步形成了以校一级教科研平台(生物技术中心、各类教学实验中心)为基础、以二级科研平台(农学、生命科学相关学科群与重点实验室)为纽带、以三级科研单位(PI科研团队)为核心的多层次、一体化的教科研管理服务架构。

2.2　实现教科研平台大型仪器设备资源整合

学校以国家重点实验室的申报建设、生物科技楼科研基地的优化提升为契机，引进了大型仪器设备物联网技术，经过4年多的努力，该物联网管理系统的建设范围已从校级科研平台拓展至园艺学科群等二级科研平台、生命科学学院等教学实验中心，入网大型仪器设备从35台增加至139台，总价值由3 385万元增加至6 955万元，系统注册课题组235个，注册成员519人(其中校外67人)。仪器设备物联网的使用，可以实时掌握仪器设备的运行状况，实现预约、收费、测试、结果报告的流水作业与服务，保障联络信息的畅通并对分析测试实况进行有效监测[14,15]。同时,可以通过仪器设备的运行情况、运行效率分析，科学分配经费与投入方向，有效解决并保障设备的投资效益，避免仪器设备重复购置、资源浪费现象，保障各项工作的科学、规范与高效运行。

3　整合成效

3.1　实现向开放服务模式的转变

大型仪器设备物联网管理系统的应用,不仅可以有效整合学校各学科群科研平台(重点实验室)、实验教学中心、专业实验室的科技资源，而且可以打破实验室壁垒，合理布局、管理和使用各类大型仪器设备，使各类平台资源的有机结合、互通有无，避免仪器交叉购置、低水平重复与资源浪费，逐步建立了四维联动、优势互补、层次多样的开放服务模式(见图1)。使从实验室发展固步自封、实验室资源互不相通向信息资源共享、优势互补转变，在提高实验室和仪器设备利用率的同时，有效解决当前学生人数持续增加、实验室资源相对不足、学生实践动手能力迫切需要提高三者间的矛盾。

图1基于物联网管理系统的教科研平台对外开放模式

3.2　实现了运行管理机制的转变

利用仪器设备物联网开放管理系统，可以促使运行管理机制发生根本性改变，即在管理模式上摒弃传统的随机、无序的非预约使用模式，从 “人工预约服务”向“以信息化预约为主体、人工预约服务为辅”转变，并逐步实现全部信息化预约管理。同时通过信息反馈机制的建立，使整体运行管理实现闭合体系的良性循环，使平台迈上科学化、规范化管理轨道(见图2)。

3.3　提高了管理服务效能

在实际运行中，针对各个平台的特点及实际运行管理模式的需要，如有的平台按分析测试费预约、有的按机时数进行预约等不同需求，设计出不同的管理模块，给师生提供便捷化服务。同时通过短信互动平台、手机APP等服务软件的嵌入,架起了“使用者—管理者—仪器操作者”之间的信息沟通桥梁，提高了管理服务效能。

3.4　提高了仪器设备的完好率和利用率

通过物联网技术的运用，实时监控仪器设备的运行动态，促进其科学使用，如遇设备故障，可以对症下药及时维修，保障完好率，仪器设备的完好率由95.67%提高至100%。同时通过该系统，管理人员可以根据仪器设备的使用状况，合理调配对外服务时间，促进资源共享，提高利用率，仪器设备的利用率由入网前的75%左右提高至现在的92.25%。

3.5　提高了科研服务水平和人才培养质量

入网大型仪器服务科研项目数从入网前的65项增加至现在的457项，分析样品数从3 500份增至21 921份，增幅分别达到6.26倍、8.11倍；发表SCI论文的影响因子从0.5～3提高到0.8～7.8，甚至有影响因子12的论文发表(合作)。利用系统内大型仪器设备进行大学生科技创新基金等项目研究逐步增多，2016年为57项，其中获得省“兴农杯”“挑战杯”等大学生学术科技作品竞赛省级一等奖2项、二等奖4项；扫描电子显微镜、激光共聚焦显微镜等原先是研究生完成科研课题的“专利”装备，现在逐步成为本科生课题研究的新宠，本科生论文发表期刊逐步从省级向国家级过渡，研究生发表论文从国家核心期刊向SCI期刊转变。

4　结　语

大型仪器物联网管理系统的实施与应用,不仅有利于建立校级科研服务公共平台与学科群平台(重点实验室)、教学实验中心、专业实验室的优势互补、资源有机整合机制，而且有利于打通科研平台与教学实验平台的信息通道，充分实现开放共享，节本增效，构建良好的教科研服务大平台，为高水平人才培养和科学研究提供条件基础；有利于找到与安徽省大型仪器共享共用管理平台(网)对接的制高点，为实现更高更大范围的共享奠定前期基础。

参考文献(References)：

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[15]蔡超，林卫峰，赵明明．物联网时代大型仪器管理系统的开发与应用[J]．实验室研究与探索，2013,32(1)：177-179.