高校院級儀器共享平臺的實踐與思考*

李 丹，林麗萍，楊貴東

(西安交通大學，化學工程與技術(shù)學院公共分析測試中心，陜西 西安 710049)

隨著國家對“創(chuàng)新”的重視，我國對于基礎(chǔ)研究的投入越來越多，中國已經(jīng)成為科研經(jīng)費投入僅次于美國的第二大的國家。俗話說：“工欲善其事，必先利其器”，各個高校的大型分析測試設(shè)備在國家的大力支持下得到了迅猛發(fā)展[1-4]。為了充分發(fā)揮大型儀器設(shè)備的使用效率，大型儀器“物聯(lián)網(wǎng)”或者“共享平臺”應(yīng)運而生[5-8]。在此大背景下，校級分析測試中心在設(shè)備數(shù)量，人員配置，管理規(guī)章方面都得到了全面發(fā)展[9-11]。但是校級分析測試中心需綜合考慮全校各學科的需求[12]，一方面要承擔全校師生的實驗教學[13-14]和大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽等課余實驗任務(wù)[6,15]，同時又要承擔社會研究機構(gòu)對高精尖測試的需要，不能完全滿足對測試需求較多的二級學院的測試。而二級學院在長期的發(fā)展中也存在部分共性問題[16]，如學院設(shè)備分散放置，無人管理，長期閑置等，造成極大測試資源的浪費。

西安交通大學化工學院于2012年成立，是一個年輕的學院。學院自成立之初就立足化工學科的測試需求展開調(diào)研，投入資金2000余萬元進行設(shè)備采購。先后購置了場發(fā)射掃描電子顯微鏡(SEM)、X-射線衍射儀(XRD)、傅里葉變換紅外光譜儀(FT-IR)、離子色譜儀、元素分析儀、N2物理吸附儀、化學吸附儀、光學接觸角測量儀等設(shè)備。隨著西安交通大學分析測試中心系統(tǒng)的建立，化工學院院級公共分析測試平臺(簡稱院級平臺)于2017年7月成立，接入校物聯(lián)共享系統(tǒng)，面向校內(nèi)外提供分析測試服務(wù)。經(jīng)過兩年多的平臺建設(shè)，目前共有23臺設(shè)備接入物聯(lián)共享系統(tǒng)。文中基于院級平臺儀器設(shè)備使用情況，總結(jié)了兩年來公共分析測試中心的工作成績及不足，對進一步優(yōu)化和提升高校分析測試平臺的效率提出了建議。

1 各設(shè)備的使用情況

學院設(shè)備于2017年7月陸續(xù)接入物聯(lián)共享系統(tǒng)，為提供完整有效的數(shù)據(jù)情況，本文僅列出部分有代表性的投入使用時間較久的設(shè)備數(shù)據(jù)。

1.1 各設(shè)備的機時及測樣數(shù)情況

表1為設(shè)備接入物聯(lián)共享系統(tǒng)后使用的數(shù)據(jù)情況，根據(jù)不同設(shè)備的性質(zhì)，分別列出機時和樣品數(shù)在2018年及2019年全年的測試數(shù)據(jù)變化。

表1 院級平臺2018年及2019年開放共享情況(機時)

表2 院級平臺2018年及2019年開放共享情況(樣品數(shù))

由表1和表2可以看出，學院設(shè)備在接入物聯(lián)共享平臺的2年時間里，各設(shè)備的總使用機時和樣品數(shù)都有了很大的提升。通用設(shè)備中XRD、離子色譜、物理吸附儀和同步熱分析儀都有不同程度的使用率提升，尤其是場發(fā)射掃描電子顯微鏡，使用率更是在一年之中增加了53.9%。值得關(guān)注的是一些化工材料方向的應(yīng)用范圍沒有那么廣的專用設(shè)備，使用率也增加很多，像納米粒度與Zeta電位分析儀、光學接觸角測量儀和真空濺射鍍膜機分別得到了42.3%、21.5%和61.4%的機時增長率。分析原因，除了這些設(shè)備本身需求量外，更多的是因素是平臺推出了助管制度及自主操作制度，很大程度上增加了儀器設(shè)備的開放時間。另外物聯(lián)系統(tǒng)的開放共享性給校內(nèi)其他單位甚至社會上的一些研究單位提供了獲得相應(yīng)設(shè)備信息的渠道，使得需求單位能夠迅速準確找到所需要的設(shè)備進行測試，尤其是一些針對化工行業(yè)的專用設(shè)備，院級測試中心對行業(yè)專用設(shè)備的購置共享可解決很多個研究課題組的測試需求。

1.2 各設(shè)備的機時季度分布情況

為了更好地了解設(shè)備在每個季度的使用情況，本文選取了科研中使用頻率較高且應(yīng)用廣泛的儀器設(shè)備作為研究對象，即SEM和XRD。圖1給出了2018年SEM和XRD使用機時隨著季度的變化情況。由圖1可知，每年的第二季度和第四季度為測試高峰期，此階段的測試機時基本上是前一季度的1.5～2倍。分析可知在畢業(yè)季的時候，儀器使用率高，而在平時的使用過程中，尤其是寒暑假，存在較大的使用空隙。如何提高設(shè)備在非畢業(yè)季及假期的使用能力，是提高儀器使用率的關(guān)鍵。

圖1 2018年SEM和XRD使用機時隨季度的變化情況

2 存在的問題

根據(jù)院級平臺兩年多的運行，在日常的測試及管理中總結(jié)出了存在的一些問題。(1)預(yù)約制度的不完善。目前該平臺是提前一天預(yù)約，不能引起預(yù)約者的足夠重視。俗話說“預(yù)則立不預(yù)則廢”，通過對測試中心預(yù)約制度的完善和嚴格執(zhí)行，讓研究生基于前期的預(yù)設(shè)和后期的驗證提前制定科研計劃，是研究生培養(yǎng)的一個重要方向。(2)平臺實驗管理人員不足。由于實驗平臺的快速建立，實驗技術(shù)人員的人數(shù)顯得不足。目前院級平臺有平臺主任1人，專職儀器設(shè)備管理人員2人，平臺主任主要負責平臺的整體發(fā)展方向及政策的審批，不參與具體設(shè)備的測試使用。下設(shè)的2名管理員需負責平臺上23臺設(shè)備的管理和運行，同時需完善院級平臺的各項規(guī)章制度的建立及新設(shè)備的安裝驗收調(diào)試等工作。管理人員的不足使得當平臺多臺設(shè)備同時被預(yù)約時，無法及時處理這些測試需求，從而嚴重制約了分析測試中心的實驗儀器的使用。(3)管理人員工作內(nèi)容與考核指標的不匹配。目前的設(shè)備管理人員主要的工作內(nèi)容集中在各種常規(guī)測試服務(wù)上，而考核指標卻對科研文章，專利甚至項目申請都有具體要求，這與儀器管理員日常工作有很大出入。院級平臺管理人員不僅需要豐富的實際操作經(jīng)驗，更要求具有扎實的相關(guān)專業(yè)背景及理論知識，如何給院級平臺管理人員開辟出一條適合他們的晉升渠道，使得他們能夠更加深入思考并解決本學科測試中的特殊需求和瓶頸問題，是提高院級平臺實驗效率的關(guān)鍵。(4)儀器使用時間的不均衡。由于學生畢業(yè)季的存在，使得儀器在第一季度和第三季度仍然存在較大的空隙率，如何制定完善的制度和采取相應(yīng)的措施提高設(shè)備在這段時間的使用頻率，是提高使用效率的關(guān)鍵。

3 關(guān)于院級儀器共享平臺建設(shè)的思考

3.1 有針對性的建立儀器管理制度

共享平臺是管理智慧和模式的集中體現(xiàn)[17]，而院級平臺建立的初衷是基于本學科的測試需求，因此平臺儀器的購置、預(yù)約、收費制度都應(yīng)本著向本學科傾斜這一基本原則。制定與院級平臺相匹配的管理辦法及考核指標，開辟設(shè)備托管途徑，對于學院教師名下的有共享價值和需求的設(shè)備，亦可自愿加入平臺統(tǒng)一管理。院級平臺上的所有設(shè)備采取院內(nèi)調(diào)研-統(tǒng)一采購-調(diào)試-驗收-預(yù)約-測試-收費，由專人負責使用和維護，測試收入主要用于支付日常耗材、儀器維修及平臺建設(shè)。依托于開放共享物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)，對用戶各類權(quán)限的發(fā)放，最終達到平臺設(shè)備24小時的開放共享。

3.2 建立健全的儀器維護制度

校級大型儀器設(shè)備平臺主要著眼于高精尖的儀器設(shè)備，這些設(shè)備具有造價高昂，配件精密、操作復(fù)雜、易損等特征，因此在平時的使用和維護均需要儀器管理員來操作和負責。而院級平臺相較于校級平臺則有部分儀器設(shè)備對本專業(yè)較為常見，學生自主使用率高，因此在儀器的使用和維護制度上，可培訓學生助管及自主測試用戶，同時明確自主操作用戶的權(quán)利與義務(wù)，將更多的維護工作下放給自主操作用戶。管理員主要負責維護一些操作復(fù)雜易損的大型設(shè)備，對于學科內(nèi)一般設(shè)備只需起到培訓和監(jiān)督作用?；谄脚_人員不足的情況，這一制度可極大提高儀器管理人員的工作效率。

3.3 建立完善的培訓制度，提升管理人員業(yè)務(wù)水平

設(shè)備是測試中心的基礎(chǔ)，儀器管理人員是核心[18]。隨著各高校的儀器平臺如雨后春筍般地發(fā)展，儀器設(shè)備也向著更高端精密的方向發(fā)展，因此對平臺管理員的專業(yè)素質(zhì)要求也越來越高?？萍嫉母偁幷f到底是人的競爭，如何讓實驗管理員能夠跟上科技的發(fā)展也是各平臺需要解決的重要問題[19]。院級平臺管理員具有實驗管理員的特殊性，除了要為其提供高水平的儀器培訓的機會，更要提高其對本專業(yè)測試前沿技術(shù)的了解和認識，開拓儀器管理人員的眼界和業(yè)務(wù)能力[8]。院級平臺管理員需及時就測試出現(xiàn)的問題與儀器工程師進行溝通，參與儀器商提供的培訓會，經(jīng)常與兄弟院校進行交流，積極參與學院舉辦的各種專業(yè)知識講座，這些舉措能夠促進院級管理員對儀器設(shè)備的新鮮感，促使其由被動管理到主動管理的轉(zhuǎn)變。由職責轉(zhuǎn)變?yōu)樽约合胱龅氖虑?，提升儀器管理人員的歸屬感。

3.4 建立合理的績效激勵及晉升機制

合理的績效激勵能夠顯著提升儀器管理人員的積極性，而完善的晉升機制能夠為平臺管理員指明奮斗的方向。學院需結(jié)合自身實際情況制定考核及獎勵制度，對設(shè)備管理員的考核應(yīng)著重從儀器使用機時、開放共享率、新功能開發(fā)、設(shè)備培訓情況、測試質(zhì)量及用戶反饋等方面進行。本著按勞分配、多勞多得的基本原則，對優(yōu)秀實驗管理員進行獎勵。院級平臺管理員作為學院一份子，往往存在著人員較少，晉升機制不明晰的情況。目前高校工程師的晉升要求側(cè)重于文章、專利、項目等科研方面的考核，這對院級平臺管理員是非常不利的。如何改變這種不利的情況，需要學院與平臺管理員的共同努力。院級平臺管理員均工作在測試一線，對本院各課題組的研究內(nèi)容有一定的了解，在日常工作中用自己的專業(yè)知識也解決一些課題組的測試難題。學院應(yīng)肯定并鼓勵平臺管理員對課題組研究的幫助，制定相應(yīng)的政策，讓院級平臺管理員能積極參與科學研究并產(chǎn)出科研成果。這樣為院級平臺管理員的進一步晉升指明方向并提供實質(zhì)性的幫助。

3.5 建立梯度助管制度，加強設(shè)備的開放共享

儀器的高效使用需要管理人員和學生助管的共同努力。尤其是院級中心，存在小型設(shè)備偏多，操作相對簡單，儀器專用性強的特點，助管的上崗可以極大的提高設(shè)備的開放共享。儀器管理員的日常工作除了維護好儀器設(shè)備的正常測試，更重要的是對學生測試的培訓。培訓采取自愿報名的形式，經(jīng)過培訓后會培養(yǎng)一些操作能力強的學生為院級平臺學生助管。隨著操作時間的延長，其慢慢成長為成熟的實驗儀器助管。但由于學生流動性大，日常事物繁雜，很多學生無法長期擔任助管，因此在一批成熟的助管中通過考核，晉升為部分高級學生助管，后續(xù)由高級學生助管，培訓新人經(jīng)過考核成為學生助管。為了激勵學生助管的積極性，院級平臺會給所有助管頒發(fā)證書，實施梯級助管績效政策，并評選優(yōu)秀助管給予獎勵。這一系列的措施，有效的解決了儀器助管的連續(xù)性問題，同時也將儀器管理員從日常簡單操作中解放出來，將更多的時間用于實驗課題組特殊實驗要求的解決以及儀器設(shè)備新功能的開發(fā)。

圖2 助管培訓制度模塊結(jié)構(gòu)圖

為此我們學院在2019年在SEM的管理上，作為試點設(shè)備，全面實施了SEM助管制度。圖3給出了SEM和XRD設(shè)備在2018和2019的對比圖。對于未實施助管制度的XRD來說，2019年使用機時相比于2018年提高了15.9%，并且在第一季度和第三季度仍然存在較大的空隙率。而對于全面實施助管制度的SEM儀器，2019年的使用機時提高了53.9%。特別是對于第一季度和第三季度，分別提高了89%和80%，較好地解決了儀器設(shè)備在第一季度和第三季度的閑置時間占比大的問題。這些措施為今后進一步提高分析測試中心設(shè)備的使用效率和健康發(fā)展提供了數(shù)據(jù)支撐。

圖3 SEM和XRD儀器在2018和2019年的季度使用機時情況

4 結(jié) 語

器欲盡其能，必先得其法，本文基于院級平臺建設(shè)使用中的部分問題，提出了平臺建設(shè)及設(shè)備維護政策的改進措施，對分散在學院各實驗室的設(shè)備實現(xiàn)統(tǒng)一管理全面共享，能夠極大的提高設(shè)備的開放共享率。同時結(jié)合不同儀器的特點，提出了相應(yīng)的解決方案。針對普適性較強的儀器設(shè)備，可通過建立合理的學生助管制度，實時梯度績效的方式，激勵學生助管在測試共享中發(fā)揮作用；針對專用設(shè)備，此類設(shè)備雖然使用頻率低，但在具體的學科測試中具有不可估量的作用，廣泛宣傳和適度引導(dǎo)測試是提升此類設(shè)備使用效率的重點；對于管理人員，建立完善的培訓制度，制定合理的績效及晉升機制，提升管理人員對儀器設(shè)備的深度開發(fā)，提高工作積極性，是保障儀器設(shè)備高效使用的關(guān)鍵。院級分析測試共享平臺作為校級平臺的補充是必不可少的。院級平臺不僅需要完成本學院的測試任務(wù)，更要抓住“雙一流”建設(shè)的機遇，提高儀器使用率、培養(yǎng)專業(yè)技術(shù)隊伍、探索測試方法、促進學科交叉，逐步支撐起所在區(qū)域乃至全國本學科的研究及測試任務(wù)。