建设高校实验室全开放管理体系促进大型仪器设备良性运营

张思琦, 靳辰飞， 凌凯隆

(哈尔滨工业大学 a. 物理系； b. 微光学与光子学技术实验室;c.实验室管理与教学条件保障处, 哈尔滨 150001)

建设高校实验室全开放管理体系促进大型仪器设备良性运营

张思琦a, 靳辰飞b， 凌凯隆c

(哈尔滨工业大学 a. 物理系； b. 微光学与光子学技术实验室;c.实验室管理与教学条件保障处, 哈尔滨 150001)

随着国家对高校购置大型仪器设备经费投入的不断增加,管理大型仪器设备并提高其使用效益成为高校重点实验室面临的一个重要问题。为进一步提高高校大型仪器设备管理，针对高校实际问题并结合实验室的工作实践，从实验室制度建设、Web网站平台使用、仪器设备的维护维修、实验人员技能提高等角度提出了“全开放”式重点实验室实现大型仪器设备良性运营的管理策略，重点阐述了实验室准入制度、仪器设备操作的资格评定、大型仪器设备的状态监管、和设备的平台预约使用等因素在实验室管理体系建设中的重要性。将对高校实验室提高大型仪器设备使用效益方面具有参考意义。

重点实验室； 仪器设备； 全开放管理； 预约平台

0 引 言

目前，高校实验室普遍面临着大型仪器设备的使用效率低、科研资源难以互补、管理制度滞后和设备维护难等诸多突出问题[1-2]。尽管这种管理模式有助于部分学科带动人及团队快出成果，但是受益面过于小的现状使得该模式不利于大型仪器设备效益的提高[3]。管理体制创新研究已成为实验室管理方面的热门课题和迫切需要。近几年，国内各高校实验室已经开展了提高大型仪器设备使用效益的相关研究。① 高校实验室已逐渐将设备的使用情况作为大型仪器设备使用效益奖评定和大型仪器设备维修基金审批的评定依据，建立了科学的评价以提高高校大型仪器设备使用效益[4]。浙江大学还通过借鉴美国实验室的管理经验，从软件控制系统的建立、新生培训教育、维护维修、有效的监管体制、实验课程体系、创新性项目等提出了改善实验室仪器设备共享管理的建议[5-6]。② 山东农业大学通过建立规范的管理体系，包括选购、合理布局、规范使用和日常维护有效促进了重点实验室大型仪器设备高效和安全运转[7-8]。除此，实验室运行管理模式、开放共享基金、效益评价体系、激励机制、实验队伍建设等的体制创新也是提高大型仪器设备使用效益的重要保证[9-11]。特别是，建立大型仪器开放网络管理平台和培养高水平实验人员将是实现大型仪器设备规范使用和有序高效运行的有效途径[12-16]。

微光学与光子学技术实验室创建于2003年并于2010年获批为黑龙江省重点实验室。它依附于物理系光学学科(理科重点学科)，坚持原创性基础研究和国防科技应用研究并重的指导思想，形成了军用光子学与激光应用、非线性光学与光子器件、光信息理论与光物理等各具特色的学术方向。在国家211和985经费支持下，实验室学术指导小组结合实验室的研究方向和发展规划，先后购置纳米光子学领域课题研究所需的相关大型仪器设备，已拥有飞秒激光器系统、多功能薄膜镀膜系统和近场光学显微镜系统等多台大型仪器设备。至2015年底，实验室有100万元以上设备2台和20万元以上的设备21台，这些大型仪器设备为实验室学术研究和学生培养提供了实验支持。实验室包括多功能镀膜、电子束蒸发、超快光学、光刻、太赫兹红外和光学信息处理等6个实验室。本文从实验室的全开放式管理、实验室制度体系完善、仪器设备的维护及维修、大型仪器设备的平台预约和共享服务等方面探讨了高校实验室全开放体系建设促进大型仪器设备良性运营的有效措施。

1 构建开放式实验室

省重点实验室是组织科学研究、聚集和培育科学技术人才、开展学术交流的基地。遵照重点实验室“开放、流动、联合、竞争”的宗旨，实验室仪器设备全面对外开放，其目的是开展高水平的基础性研究和学术交流并保持物理系领先的学术和教学水平。实验室学术指导小组现有成员3人，负责整个实验室的学术规划和管理制度的制定。学术指导小组下面还有3个分管负责人和1个实验技术人员(专职)负责实验室设备的科研使用、设备的维护及日常管理。该开放实验室全天运行，实验人员或用户(学生和老师)可通过门禁刷卡进入实验室并且实验可以自由安排在白天、夜间或者寒暑假及周末，这种宽松的开放模式与国外大学实验室运行基本一致，其优点是通过提供充足的时间保证和激发学生的科研积极性。实验室开放的原则是优先满足实验室内部科学研究和教学使用，尽可能满足外部人员使用。所有人员无条件遵守实验室相关规章制度，服从管理人员安排。

2 完善实验室管理体系

2.1 建立实验室管理制度

通过借鉴和考察国外高校实验室的管理模式，实验室开展了细致深入的实践工作，包括建立实验室准入制度、安全制度、预约及操作制度、退出实验室流程等(见图1)。实验室由学术指导小组定期召开实验室例会，内容包括汇报学术进展和实验室设备使用维护等事宜；由分管负责人落实值班制度，对实验室动态和突出问题做到全部知情和了解，并且对出现的突出问题提出解决方法。用户进入实验室需要严格遵守实验室的各项规章制度包括准入制度、安全责任承诺、资料借阅及时归还、设备预约使用等，还需要履行实验室安排的整洁值日义务和接受实验室纪律监督。如果具备某台设备的操作资格，用户需要严格遵守与大型仪器设备相关的网络预约及登记、服务测试等实验室规定。

图1 实验室已建立的管理制度框图

2.2 健全实验室的管理机制

高校由于普遍采用分散式管理模式，这使其必然存在着不足的设备管理和共享的规章制度、欠缺激励政策及仪器设备的效益评估体系问题, 最终无法保证大型科学仪器设备使用和共享的效果。此外，重点实验室还存在着实验技术队伍的技能水平不足、管理观念落后与仪器设备性能日趋先进之间的加剧矛盾。围绕实验室管理存在的实际问题，通过近5年的管理实践构建形成了具有自身特点的全开放式重点实验室管理机制 (见图2)。

图2 开放实验室大型仪器设备的管理机制

2.2.1 实验室的准入和安全培训

实验室每学期初，将安排一次由专职技术人员主持的用户准入和安全方面的集中培训。培训内容主要涉及实验室基本情况、管理制度、纪律与惩罚、仪器设备安全、设备预约与使用等。需要参加培训的人员主要是长期开展实验工作的用户(包括学生和教师)。当用户提出准入资格申请后，实验室分管负责人将根据申请人的课题及实验时间及实验室整体容纳人数等综合情况，确定获得准入资格(意味着可自由进入实验室)的人数和名单，然后由实验人员联系用户来实验室办理准入门卡等事宜。进入实验室之前，实验室要求本人认真阅读并签署“责任承诺书”，责任范围包括遵守实验室所有规章制度、履行防火防电等安全义务、承担因个人疏忽引起的经济损失等等。

2.2.2 大型仪器设备的技能培训和操作权限

实验技术人员的技术水平决定着实验室大型仪器的使用效益。因此，实验室聘请具有副教授职称的教师和具有博士学历且熟悉仪器操作的工程师专职担任大型仪器设备管理员，负责仪器的使用、技术维护、功能开发以及对申请人员的操作培训和技术考核工作。针对需要理论背景支撑和具有操作复杂性的设备包括近场光学显微镜、飞秒激光器等，负责老师通过参加由设备公司定期组织的技术交流会、科研课题相关的技能探讨等途径进一步提高设备的使用和维护维修的知识水平和技能。针对频繁使用的通用设备包括磁控镀膜机、电子束镀膜机，实验室通过有偿邀请企业的设备维修维护人员定期培训和检修设备等途径开展校企之间的技术交流与提高。

通常影响设备处于良好运行状态的因素有很多方面，包括部件长期使用引起的自然老化、因操作人疏忽大意引起的部件意外受损、因维护不力导致的关键部件失灵等。因此，实验室严格要求操作人的技能水平和清晰界定操作权限，以尽可能地降低人为因素导致的设备故障和维修费用。当申请者向负责老师提出操作资格的申请并在培训后已经能够熟练操作设备后，他还需要接受设备负责人或其他具有操作经验的操作人技能考核后，才能“持证上岗”单独操作该设备。

2.2.3 大型仪器设备的技术建档

大型仪器设备相关的技术资料将为我们提供全面、完整、正确了解设备各方面的信息，这些信息不但为仪器的正常运行提供保证，而且还将为仪器的维护维修提供线索。实验室目前为各仪器设备，尤其是大于5万元的设备，建立了各自详细的技术档案，包括：购置合同、配置清单、验收报告、操作手册、维护手册、操作人的技术跟踪、设备故障及维修。具体工作包括：① 实验室所有准入的成员均可以向实验室借阅(复印)实验室大型仪器设备的操作和维护手册，以提高个人的操作技能和了解各设备的基本知识。这样不仅有利于实验室各操作人对大型仪器设备技术参数的掌握和实验技能的提高，还将为实验室内所有人员树立一个规范操作和认真严谨对待实验的科研态度。② 实验室为各大型仪器设备建立了一套完整的故障问题及解决方法、维护与保养档案。档案内容涉及故障问题的产生现象、导致原因、解决办法及维护指导等。不但有利于实验室积累重要的设备维护和维修经验，而且还能最大程度上避免因操作人维护经验不足而给设备带来的不利影响。

2.2.4 大型仪器设备的维护维修

根据教育部2000年所发《高等学校仪器设备管理办法》对贵重仪器的界定和每台设备的学科属性，实验室对所有设备进行了分类管理。对于大型仪器设备而言, ① 设备负责人必须熟悉所管仪器设备的性能及使用操作规程, 保证仪器设备正常运行状态并认真做好仪器的故障及维护维修记录。定期检查设备的自身保护装置, 控制设备环境(温度或湿度)、检查操作人的登记记录、设备连续工作的电源电压等, 注意实验室防水、防火、防潮、防尘及防腐等。通过管理人员的定期维护保养仪器, 能够及时地排除仪器故障和隐患。② 如果发现设备使用期间有任何异常，操作人应该根据设备的故障程度考虑立即停止使用该设备并及时向负责人反馈现象和做好故障纪录工作。如发现有疏忽大意或者隐瞒设备使用情况，实验室将对其采取严厉的惩罚措施。③ 对于已经损坏的仪器设备，负责人员应带领操作人进行初期故障检查并根据具体的情况确定维修方案。需要外修时，即联系设备企业或者售后部门以获得维修方面的技术指导。当设备经过维修恢复正常后，操作人应该向负责老师汇报故障分析并进行维修记录工作。

2.3 实行仪器设备的平台预约和共享服务

目前，高校普遍存在着大型仪器设备的利用率不高现象，而造成这种情况的原因有多方面因素如学术研究领域太分散、科研人员流动等。信息管理平台是大型仪器设备开放共用、优质资源共享、提高利用率的有效途径。实验室根据学科属性和实际使用情况对各仪器设备进行分类，同时通过哈工大现代光学研究所网站(http://optics.hit.edu.cn:8080/)公布了共享服务仪器设备的名称、技术指标及联系方式等信息。

根据纳米光子学学科方向所购置的大型仪器设备，实验室设备大致可以划分为以下3类: 第1类是科研用仪器设备包括飞秒激光器、近场光学显微镜等百万元以上的大型仪器设备，其应用侧重于纳米光子学领域的课题研究，特点是应用领域范围有限，对外开放服务较少。因此，实验室通过建立Web预约平台为本专业的实验人员提供了高效的实验支持。考虑到实验室采用全开放的预约模式，该方法能够避免实验人员为预约实验而浪费大量的时间和精力，还为用户根据该设备预约情况而合理安排相应的实验时间提供参考。同时，该方法还有利于实验室负责老师随时对实验室设备的使用现状包括使用人、使用机时和进展情况等进行掌握和统计，尤其是为实验室管理员提供了非正常工作期间如周末、寒暑假提供了重要的设备实时信息。实践表明该预约平台适用于 “全开放”式高校实验室开展大型仪器设备的预约使用。

第2类是公共服务类仪器包括原子力显微镜、拉曼光谱仪、台阶仪、椭偏仪等，其应用侧重于材料的分析测试，特点是应用领域广、对外服务较多。图3为哈工大大型仪器网络管理平台的主页，该平台网站主要为本校大型仪器设备的开放共享使用服务。根据“哈工大大型精密仪器设备开放共享管理办法”，实验室已经先后将购置的该类设备加入到校仪器设备共享平台。通过对大型仪器实行“专管共用”和收费标准制定, 这类仪器已经为校内各院系教师和研究生提供了长期开放服务。借助该仪器开放网络平台，大大提高了这些大型仪器设备的利用率, 也受到广大教师和学生的好评。

图3 实验室大型仪器设备(通用设备类)的共享服务

第3类是学生毕业设计相关的中小型仪器设备，包括诸多光学平台、光学小元件和激光器等，其使用范围仅限定于物理系光学学科的研究生或本科生搭建光学平台以完成毕业课题，无对外服务。考虑到学生在光学平台上搭建光学测试系统时常出现的突出问题如精密镜头、光学片等元件的破碎损坏等情况，实验室安排实验员负责接受该类设备的申请、准备和完毕后的验收工作。

2.4 提高实验技术人员的技能

实验室拥有多台大型精密设备并且采用全开放的管理模式，特别是用户流动性大(多数为研究生和少数本科生)，因此实验室不但需要实验技术人员做到大型仪器设备的全面管理，还需要加强其岗位责任和技能提高以确保仪器设备长期处于良好的运行状态。为了增强实验人员的技术水平和科研能力，实验室通过邀请公司工程师现场对实验技术人员进行技术指导、要求实验技术人员参与故障维修、鼓励实验人员参加仪器功能开发、担任实验课的教学等措施提高实验技术人员的技能水平。实验室目前配有一名专职的实验技术人员，承担了实验室诸多方面的管理与维护，包括建立完备的技术档案、操作培训和预约受理、大型仪器设备的维护与故障维修等。实验室还指定了各负责人参与到与各自课题相关的大型仪器设备的维护和管理，这保证了每台大型仪器设备都有专人(负责人和实验技术人员共同配合)来管理和维护，更有助于大型仪器设备的高效使用。

3 结 语

建立高效合理的实验室管理体系是维护实验室大型仪器设备良性运营的基础。当前，高校各实验室购置的大型仪器设备不但面临着使用率不足的问题，而且面临着无力承担因为闲置或者使用等因素导致的高昂维修费用风险，因此建立规范严格的“全开放”管理体系是解决这个问题的关键和重要保障。通过借鉴国外高校实验室的管理理念，结合实验室自身情况从制度建设、Web网站平台使用、仪器设备的维护维修、实验人员技能提高等方面建立了“全开放”省重点实验室的管理体系，这些实践为高校实验室大型仪器设备的管理和良性运营方面进行了有益的尝试。

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Practice and Exploration on Improving Utilization Rate of Large-scale Instruments by Establishing Full-open Management System in University Laboratories

ZHANGSiqia,JINChenfeib,LINGKailongc

(a. Department of Physics； b. Micro-optics and Photonic Technology Laboratory； c. Laboratory Management and Teaching Conditions Protection Division, Harbin Institute of Technology, Harbin 150001, China)

With the national financial support of purchasing large-scale instruments, management and improving the use efficiency are becoming important issues for the key laboratories in universities. Aiming at practical problems and combining practice of provincial key laboratory in authors' university, we bring forward useful full-open laboratory management strategies on improving the large-scale instruments’ utilization rate from several aspects which include regulation construction of the laboratory, usage of Website platform, equipment maintenance and enhancing abilities of laboratory technician. It focuses on the important roles of several aspects that include labs’ access qualification, equipment operation assessment, monitoring the status of large instruments and using the reservation of Web platform in constructing our laboratory management system. These discussions will provide some significant references for improving utilization rate of the university's large apparatus.

key laboratories; instruments; full-open management; Web site platform

2016-10-18

黑龙江省高等学校教改工程项目(JG2013010239)

张思琦(1980-)，女，河南信阳人，博士，工程师，研究方向：纳米薄膜材料的电学和光学特性，实验室设备管理和维护。

Tel.：0451-86414132,18724633812； E-mail：zhangsiqi@hit.edu.cn

G 482.0

A

1006-7167(2017)06-0286-05