新時代高校開放共享實驗室的智慧化管理初探

信彩巖，宋章永，張金平 (西南醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院病原生物學(xué)教研室， 瀘州 646000； 西南醫(yī)科大學(xué)公共實驗技術(shù)中心分子生物學(xué)技術(shù)平臺； 通訊作者)

近年來，隨著我國高校教育事業(yè)的飛速發(fā)展，高校實驗室建設(shè)迅速推進。傳統(tǒng)的高校實驗室根據(jù)其功能分為以教學(xué)為主的實驗室和以科研為主的實驗室。以教學(xué)為主的實驗室主要承擔實驗教學(xué)的準備工作；而以科研為主的實驗室大多數(shù)為一些專門的科研平臺，這些平臺研究方向相對集中，儀器設(shè)備等資源主要面向課題組內(nèi)教師或研究生使用，資源利用率相對較低。為了合理利用科研實驗室及儀器設(shè)備等資源，目前很多高校進行資源整合，成立了校級公共實驗技術(shù)中心，屬于開放共享型科研實驗室。此類實驗室集人才、儀器、資源于一體，主要針對全校、甚至包括校外人員開放共享使用，是高?？蒲袆?chuàng)新平臺發(fā)展的必然途徑，也是激活創(chuàng)新資源的有效載體，不僅能極大提高資源利用率，還可以有效促進高?？蒲谐晒霓D(zhuǎn)化[1，2]。開放共享型科研實驗室對外開放使用，實驗室的高效管理是保障實驗室正常對外開放運行的基本條件，如入室實驗人員、儀器設(shè)備等的管理尤為重要。傳統(tǒng)的實驗室管理是以人工管理方式為主。而隨著信息技術(shù)的發(fā)展，5G的商用序幕已經(jīng)拉開，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、大數(shù)據(jù)、人工智能都將會有一個突飛猛進的發(fā)展，從而可為建設(shè)更安全、高效、人性化的智慧化開放共享型科研實驗室?guī)砀玫募夹g(shù)保障，極大提高實驗室的管理效率和服務(wù)質(zhì)量。本文結(jié)合開放共享型科研實驗室的人員組成及實驗室日常工作內(nèi)容等方面，對信息化建設(shè)在高校實驗室管理中的應(yīng)用提出初步設(shè)計，為建設(shè)新型高校開放共享型科研實驗室智慧化管理模式提供參考。

1 開放共享型科研實驗室智慧化管理的必要性

開放共享型實驗室往往規(guī)模較大，根據(jù)功能下設(shè)多個平臺。以人力為主的傳統(tǒng)實驗室管理已無法滿足實驗室發(fā)展的需求，其劣勢也是顯而易見，比如實驗室的使用數(shù)據(jù)不透明、實驗室管理者和使用者信息不對稱、實驗室利用率低、實驗室儀器設(shè)備維修效率低、實驗室管理人員工作量大等，其中因為實驗室使用情況不透明而經(jīng)常會出現(xiàn)儀器設(shè)備長時間閑置不用或者是同一時段使用同一實驗室、同一儀器等問題[3]。在當前智慧化時代背景下，我們有必要將智慧化理念應(yīng)用于實驗室的管理當中，從而提升實驗室的管理效率，提高實驗室開放程度和服務(wù)質(zhì)量水平。實驗室的智慧化管理模式替代了傳統(tǒng)的人工管理方式，使工作流程得到簡化，工作效率和服務(wù)質(zhì)量得到提高，推動了實驗室管理方式先進化和高效化。通過智慧化管理，管理人員能夠極為方便、快捷地對各種信息數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計、查看，并實現(xiàn)集中管理和統(tǒng)一調(diào)配實驗資源，極大提高了實驗室的使用率，減少了管理人員的工作量，并且也有助于節(jié)約實驗室正常運行成本。

2 開放共享型科研實驗室智慧化管理的具體方法

2.1 實驗室管理制度建設(shè)

實驗室信息化建設(shè)首要考慮的就是制度建設(shè)的問題，制度是重要且關(guān)鍵的一步[3]。開放共享型科研實驗室定位于服務(wù)型實驗室。因此，我們應(yīng)該要結(jié)合高校實際情況和社會需求，緊跟當前經(jīng)濟發(fā)展的新潮流，不僅把實驗室的功能局限于科研、教學(xué)及技術(shù)服務(wù)等，而且要看到實驗室發(fā)展的一種趨勢和必然，增強社會開放力度，提高社會服務(wù)水平，助力區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展。高校開放共享型科研實驗室可以與企業(yè)加強溝通，深度合作，及時掌握社會需求，了解企業(yè)亟待解決的困難和問題，合作架構(gòu)，共同進行科技創(chuàng)新，增強科技轉(zhuǎn)化率，更好地服務(wù)社會。通過產(chǎn)學(xué)研深度融合，激發(fā)高校開放共享型科研實驗室的創(chuàng)新活力，增強科技要素的共享，促進區(qū)域產(chǎn)業(yè)升級和地方經(jīng)濟蓬勃發(fā)展。基于以上實驗室的定位與功能，各項規(guī)章制度都要一一重新修定，如實驗室安全準入制度、儀器預(yù)約使用制度、危險化學(xué)品使用管理流程等，各項制度均要根據(jù)信息化需要做實做細，真正做到有制可依、有規(guī)可守、有序可循。

2.2 實驗室入室人員管理

“人、財、物”管理三要素中，首先要對人員形成有效管理，才能為科研提供更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)[4]。開放共享型實驗室具有人員流動性強、管理難度大的特點，傳統(tǒng)的人工管理方法不僅耗時、耗力，還容易出錯。入室實驗人員的智慧化管理可實現(xiàn)網(wǎng)上入室預(yù)約、考核、繳費、退室等一系列流程，一方面入室人員線上即可完成從入室到出室的整個流程，方便快捷，另一方面，可極大提高實驗室管理人員的工作效率，精準高效。實驗室安全準入制度是高校實驗室安全管理的首要環(huán)節(jié)，是高校實驗室功能實現(xiàn)中基礎(chǔ)性和極為重要的根本制度。因此，所有在實驗室進行實驗的人員都必須參加中心組織的安全培訓(xùn)與考核,考核合格后經(jīng)授權(quán)才能進入實驗室進行實驗[5]。在實驗室開展實驗的人員根據(jù)其特點主要分為兩類：①需要長期在中心某平臺開展實驗的人員稱為入室型；②只使用實驗室儀器的人員稱為儀器使用型。入室型人員主要為各導(dǎo)師招收的碩士、博士，他們長期在科研平臺開展實驗工作，一方面協(xié)助導(dǎo)師完成科研任務(wù)，另一方面，也完成自己的學(xué)業(yè)。這部分人員需經(jīng)過導(dǎo)師同意，平臺培訓(xùn)考核合格，方可進入科研平臺開展實驗。儀器使用型人員使用儀器前需進行儀器培訓(xùn)、考核合格，經(jīng)授權(quán)后才能使用該儀器。這部分人員根據(jù)該實驗人員的實驗內(nèi)容，計劃使用哪些儀器設(shè)備、使用次數(shù)等信息，須經(jīng)儀器預(yù)約、登記來進行儀器使用。

2.3 實驗室儀器共享的智慧化管理

開放共享型科研實驗室實施共享管理，最大限度地保障儀器設(shè)備資源的開放共享使用，使得儀器的利用率顯著提高。與此同時，實驗儀器的損壞率也會較之前提高許多，因此實驗室需要格外注重實驗室儀器設(shè)備的維護維修管理問題，特別是需要額外增加儀器維護、維修等費用。在這種情況下，高等院校開放共享型科研實驗室可以通過有償使用實驗室儀器作為部分實驗室儀器維護、維修資金。在進行對外共享使用時，儀器使用人員必須要通過實驗室的相關(guān)儀器培訓(xùn)、考核、授權(quán)，具備儀器使用資格的人員才可以共享使用該儀器；儀器使用實行提前預(yù)約制度，必須要有預(yù)約才能順利共享使用，合理分配時間，提高儀器使用率[6]。同時，根據(jù)不同儀器的使用特點，我們對儀器使用實行分級管理。對于一些大型測試儀器，如：BD FACS AriaII分選型流式細胞、落地式大型冷凍離心機等，我們采用系統(tǒng)預(yù)約、送樣測試的管理方式，避免對儀器使用的干擾，同時合理安排儀器使用時間(這部分儀器設(shè)備納入有償使用管理儀器范圍)，還創(chuàng)建儀器設(shè)備信息管理數(shù)據(jù)庫，用來存放實驗設(shè)備基本信息、實驗儀器使用情況和實驗儀器故障等信息，其有償使用收費模式也采用創(chuàng)新的block計費模式。我們以15 min為一個計費單位，即一個block，極大降低了碎片化時間，通過線上、線下相結(jié)合的管理模式，降低了兩次預(yù)約間的碎片化時間，有效提高儀器使用效率。而有些對操作有一定要求的儀器如小型冷凍離心機、組織研磨儀等，我們進行集中培訓(xùn)考核合格后，管理教師授權(quán)使用管理資格，預(yù)約使用(這部分儀器也可以創(chuàng)建儀器設(shè)備信息管理數(shù)據(jù)庫，但不納入有償使用范圍)。而對于那些操作相對簡單、測試時間短的中小型儀器，我們實行區(qū)別化管理，允許有使用資格的實驗者直接使用，以有效節(jié)省流程，將時間釋放給實驗者，如紫外分光光度計、電子天平等設(shè)備(這部分儀器也屬于無償使用范圍，使用完做好登記即可)。對于建立有信息數(shù)據(jù)庫的儀器設(shè)備，我們可以根據(jù)數(shù)據(jù)庫內(nèi)歷史數(shù)據(jù)信息的分析，提前制定儀器設(shè)備維護計劃，從而保證實驗室儀器維持良好的使用狀況，為教學(xué)和科學(xué)研究活動的開展提供保障。如此一來，既部分解決了信息化平臺建設(shè)實驗室儀器的維護費用，還可以更好維護實驗室儀器的使用和運作情況，一舉兩得。

2.4 實驗室安全的智慧化管理

近幾年，高校實驗室安全事故時有發(fā)生，嚴重影響科研人員生命財產(chǎn)及科研事業(yè)的發(fā)展，所以安全管理工作為實驗室工作的重中之重。高校實驗室安全管理工作在空間維度上要實現(xiàn)“橫向到邊，縱向到底”，不留死角；在時間維度上要實現(xiàn)實時掌控實驗室的基本安全情況，真正做到事前預(yù)警、預(yù)防為主。這就必須依靠智慧化的手段，建立全面、準確、動態(tài)的實驗室安全管理信息系統(tǒng)，運用大數(shù)據(jù)的理念，實現(xiàn)實驗室安全管理全方位覆蓋，最大限度杜絕安全隱患，保障實驗室安全[7]。教師在實驗室準入環(huán)節(jié)就高度重視實驗室安全，培訓(xùn)、考核過程中置安全于第一位，將安全深植實驗人員的潛意識當中。此外，開放共享型科研實驗室內(nèi)的化學(xué)品具有種類多、使用人員流動性強等特點，一直以來都是實驗室安全管理的重中之重。近年來，為規(guī)范管理，許多國內(nèi)高校已建立了化學(xué)品在線采購與管理平臺[8]，用信息化手段記錄各類危險化學(xué)品的申購、使用、存放和回收全過程，實現(xiàn)化學(xué)品全程管控，可極大降低安全隱患，保障實驗室安全。

3 總結(jié)和展望

中心及上級主管部門均高度重視科研與人才培養(yǎng)，積極探索實驗室智慧化建設(shè)與開放管理規(guī)律，結(jié)合現(xiàn)狀與實際需求，改進運行管理機制，推進入室實驗人員、儀器設(shè)備、實驗室安全等方面的智慧化建設(shè)，確保實驗室安全、有序的開放共享，取得良好的效果。中心運行一年多以來，受到全校師生及各界人士的一致肯定。這些改革措施可為同類高校實驗室開放管理提供一定的參考。然而，由于實驗室開放工作的復(fù)雜性和多樣性，在實踐過程中仍存在一些問題，需不斷探索、積極改進和進一步完善管理工作，推動實驗室開放共享的全面發(fā)展，為學(xué)校、科研發(fā)展和服務(wù)區(qū)域經(jīng)濟提供支撐和保障。

開放共享型科研實驗室管理模式的智慧化建設(shè)，打破了傳統(tǒng)科研實驗室的固有模式，從制度、人員、儀器、安全四大模塊促進實驗室管理模式的創(chuàng)新與發(fā)展，是有效利用實驗室資源，提高設(shè)備利用率，促進科研轉(zhuǎn)化、培養(yǎng)一流創(chuàng)新型人才，乃至服務(wù)區(qū)域經(jīng)濟蓬勃發(fā)展的重要途徑。這種新型模式包括實驗室預(yù)約開放管理、儀器使用開放預(yù)約管理，立足于不同類型人員滿足不同人群的需求，一方面培養(yǎng)學(xué)生的實驗技能與科研創(chuàng)新意識，另一方面，高校應(yīng)積極應(yīng)對區(qū)域經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展的科技需求，以服務(wù)求支持、以貢獻求發(fā)展，為地方產(chǎn)業(yè)發(fā)展起到主導(dǎo)和技術(shù)支持作用，助力地方產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。綜上所述，實驗室的智慧化管理尤其是對于開放共享型科研實驗室管理水平和實驗室服務(wù)質(zhì)量有極大的提升作用，一方面可助力地方區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展，另一方面，也可為高等院校實現(xiàn)人才培養(yǎng)目標做出巨大的貢獻。