基于大數(shù)據(jù)技術(shù)構(gòu)建“數(shù)”“智”型管理模式

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù)技術(shù)；“數(shù)”“智”型管理模式；公共基礎(chǔ)實驗室；構(gòu)建路徑

作為可以滿足大量常規(guī)實驗的場所，公共基礎(chǔ)實驗室在支持研究中扮演著重要角色。目前，有許多高校如清華大學、吉林大學等院校都開設(shè)了多個公共基礎(chǔ)實驗室，為學校科研團隊提供研究場所。隨著公共基礎(chǔ)實驗室建設(shè)的不斷推進，管理工作成為一項重點內(nèi)容。在現(xiàn)階段，數(shù)字化、智能化深受重視并逐漸與實驗室管理相融合。本文以公共基礎(chǔ)實驗室為例，探究如何基于大數(shù)據(jù)技術(shù)構(gòu)建“數(shù)”“智”型管理模式，希望能為我國公共基礎(chǔ)實驗室進一步發(fā)展提供借鑒。

一、“數(shù)”“智”型管理模式闡述

隨著科技的發(fā)展和現(xiàn)代基礎(chǔ)設(shè)施的更新，數(shù)字化、智能化逐漸成為21 世紀的主題。在數(shù)字要素的進一步發(fā)展下，數(shù)智化這一管理模式應(yīng)運而生[1]。它依靠現(xiàn)代化技術(shù)，如大數(shù)據(jù)技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)等，可以實現(xiàn)智能化管控以及數(shù)據(jù)自動化整合采集，進而更好地對整體進行有效運營和智能監(jiān)控。數(shù)智化具有更為強勁的監(jiān)控能力、分析能力、預測能力和數(shù)據(jù)挖掘能力，可以深入分析和挖掘數(shù)據(jù)信息，進而做出科學預測。同時，數(shù)智化也可以助力各部分實現(xiàn)協(xié)同運作，盡可能發(fā)揮統(tǒng)一指揮、任務(wù)直線傳遞及實施追蹤等功能，最大限度保證管理效果。因此，數(shù)智化已成為企業(yè)優(yōu)化管理、提升效率、增強競爭力的必然選擇。

二、現(xiàn)階段公共基礎(chǔ)實驗室管理面臨的困境

（一）公共基礎(chǔ)實驗室相關(guān)內(nèi)容闡述

公共基礎(chǔ)實驗室是一個向全社會開放的科學研究服務(wù)平臺。它不針對性服務(wù)某一支或者某個科研機構(gòu)的研究團隊，只要通過審核申請，均可以利用實驗室進行科學研究活動。這些實驗室裝備先進、完善，同時具備專業(yè)技術(shù)人員和管理人員。尤其隨著時代的發(fā)展，公共基礎(chǔ)實驗室也在持續(xù)發(fā)展，不斷創(chuàng)新。為了保證其運行效果，實驗室管理模式也在不斷改革優(yōu)化，并積極利用現(xiàn)代化技術(shù)搭建技術(shù)服務(wù)平臺，構(gòu)建科學、智能化管理運營系統(tǒng)，以保證實驗室儀器設(shè)備正常運行、實驗數(shù)據(jù)科學精確及科學規(guī)劃實驗室使用權(quán)。綜合來看，實驗室管理工作主要包括三個方面：第一，儀器設(shè)備管理，具體可細化為儀器設(shè)備日常管理、維護保養(yǎng)管理、報廢及更換管理、新功能開發(fā)管理、新設(shè)備研制及基礎(chǔ)設(shè)施改造等內(nèi)容。第二，人員管理，對所有進出實驗室的人員進行管理。第三，實驗室日常使用規(guī)范化管理，嚴格按照國家相關(guān)規(guī)定和行業(yè)技術(shù)標準等，科學應(yīng)用儀器設(shè)備，并樹立安全、責任意識，貫徹執(zhí)行實驗室管理規(guī)范[2]。

（二）案例分析

在此以xx 公共基礎(chǔ)實驗室為例，該實驗室成立于2013 年，側(cè)重于計算機研究，設(shè)備種類較為齊全，可以滿足大多數(shù)科學研究活動需要。該實驗室占地面積超過800 平方米，投入設(shè)備和儀器超過1000 萬人民幣，其中配備了計算機領(lǐng)域科研所需的常見儀器設(shè)備，同時配備了約370 臺電腦、5 套多媒體教學系統(tǒng)和4 臺服務(wù)器。為了保證公共實驗室的正常運行，各種配套設(shè)施也得到了完善，例如全覆蓋式網(wǎng)絡(luò)等。憑借完善的基礎(chǔ)設(shè)施，該實驗室可以支持計算機類公共基礎(chǔ)實驗活動?，F(xiàn)階段，隨著智能化、數(shù)字化的發(fā)展趨勢，該公共基礎(chǔ)實驗室也在原有的管理體系和管理模式上不斷創(chuàng)新，依據(jù)大數(shù)據(jù)等技術(shù)構(gòu)建“數(shù)”“智”型管理模式，以實現(xiàn)更加精細化和高效化的實驗室管理。

（三）面臨的困境

現(xiàn)階段，創(chuàng)新是社會發(fā)展的動力，而科研活動是保證創(chuàng)新的基礎(chǔ)。很多科研活動在實施過程中，需要實驗室提供支持，基于此，近些年公共基礎(chǔ)實驗室數(shù)量顯著增加，包括清華大學、吉林大學等知名高校都在實驗室建設(shè)方面取得了不小的成績。但在管理方面，由于多種因素限制，很多公共基礎(chǔ)實驗室管理模式仍然相對滯后，難以充分滿足現(xiàn)實需求，管理效果并不理想，實驗室利用率也相對較低。具體而言，問題主要集中在以下幾個方面：

1. 缺乏專業(yè)的管理隊伍

實驗室是一個需要專業(yè)人士操作和管理的場所，其中包含大量的專業(yè)設(shè)備、儀器以及各種復雜的材料等。作為公共實驗室，它往往需要服務(wù)于多個科研團隊，因此高效協(xié)調(diào)各團隊的時間和順序也非常重要，以最大化發(fā)揮實驗室的利用率。因此，一個專業(yè)的管理團隊對于提升實驗室的管理質(zhì)量來說至關(guān)重要。但現(xiàn)在有許多實驗室的管理團隊都是由非專業(yè)人士負責，他們對各種儀器設(shè)備的了解程度有限，也不太了解安全操作規(guī)范和管理要點等重要內(nèi)容。部分人員權(quán)限不足，也難以處理好各科研隊伍使用實驗室的時間和順序的平衡問題，這些都導致實驗室的管理水平較為低下。

2. 經(jīng)費投入較少

目前，為實驗室提供的大部分經(jīng)費幾乎都用在設(shè)備采購、系統(tǒng)更新及新技術(shù)引用等方面，對管理方面的投入相對較少，且當前很多公共基礎(chǔ)實驗室管理遵循傳統(tǒng)模式進行，管理制度、管理方法都相對落后，難以契合新時期實驗室使用和建設(shè)現(xiàn)狀。隨著時代不斷發(fā)展，實驗室中各種先進設(shè)備數(shù)量不斷增加，智能化、數(shù)字化管理系統(tǒng)逐漸普及，都需要大量的資金投入，以支持設(shè)備和系統(tǒng)的優(yōu)化和升級。但就目前而言，公共實驗室現(xiàn)有經(jīng)費投入少，很難支撐實驗室進行相關(guān)活動是事實[3]。

3. 配套設(shè)施有待建設(shè)

在公共實驗室管理系統(tǒng)優(yōu)化更新的過程中，配套設(shè)施的完善和支持十分重要。例如，需要完善的網(wǎng)絡(luò)體系和強大的計算機網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)等設(shè)施，這些設(shè)施將支持實驗室管理系統(tǒng)的數(shù)字化和智能化，以保證實驗室管理的高效性和穩(wěn)定性。但實際上，很多實驗室配套設(shè)施建設(shè)不夠完善，例如網(wǎng)絡(luò)風險防控體系、信息安全保障體系等方面的建設(shè)都存在不足，這會對數(shù)字化和智能化實驗室管理模式的推廣帶來負面的干擾和影響[4]。

三、基于大數(shù)據(jù)技術(shù)構(gòu)建“數(shù)”“智”型管理模式公共基礎(chǔ)實驗室的路徑

結(jié)合上文對當前公共基礎(chǔ)實驗室管理面臨困境的分析，充分發(fā)揮大數(shù)據(jù)技術(shù)優(yōu)勢，構(gòu)建“數(shù)”“智”型管理模式的路徑如下：

（一）構(gòu)建原則

想要實現(xiàn)公共基礎(chǔ)實驗室智能化、數(shù)字化管理目標，人才管理、設(shè)備管理及資金管理等極為重要，在構(gòu)建過程中應(yīng)遵循如表1 中所示的幾點原則。

（二）框架建設(shè)

構(gòu)建“數(shù)”“智”型管理模式過程中，大數(shù)據(jù)技術(shù)、信息技術(shù)等發(fā)揮重要作用。首先，需要基于實際情況，完成配套設(shè)施建設(shè)，例如數(shù)據(jù)庫建設(shè)、智能管理平臺建設(shè)、分布式計算引擎MAPREDUCE 以及LINUX 集群等。完成基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)后，需要圍繞建設(shè)原則和建設(shè)目標，發(fā)揮大數(shù)據(jù)技術(shù)優(yōu)勢，設(shè)計集分布式計算、云計算于一體，有高速網(wǎng)絡(luò)支撐和大容量存儲空間的設(shè)備，最后依據(jù)性能需求，設(shè)計軟件功能模塊，同時確保管理系統(tǒng)具備數(shù)據(jù)收集和智能分析等功能[5]。

（三）軟硬件平臺建設(shè)

依托公共基礎(chǔ)實驗室為框架，發(fā)揮大數(shù)據(jù)等技術(shù)建立實驗室管理平臺系統(tǒng)，按照主要功能設(shè)置模塊，并確保各模塊正常運轉(zhuǎn)，可以充分發(fā)揮功能。在此過程中軟硬件設(shè)施建設(shè)是基礎(chǔ)，結(jié)合當前發(fā)展來看，實驗室管理系統(tǒng)需要具備計算、數(shù)據(jù)存儲及可視化等功能，便于工作人員日常管理及管控實驗室內(nèi)設(shè)備運行狀況，從而大幅度提升管控效率。軟件架構(gòu)需要從數(shù)據(jù)管理、云資源數(shù)據(jù)池、網(wǎng)絡(luò)資源等進行思考，硬件資源需要思考大數(shù)據(jù)、云技術(shù)等應(yīng)用要點。

（四）建立基于大數(shù)據(jù)的公共基礎(chǔ)實驗室管理平臺

在“數(shù)”“智”型管理模式構(gòu)建中，為充分發(fā)揮大數(shù)據(jù)等現(xiàn)代化技術(shù)優(yōu)勢，在軟硬件基礎(chǔ)上構(gòu)建管理平臺是極為重要的。首先需要根據(jù)實際管理需求和管理面臨的困境選擇適合的平臺類型，并建立資源庫。將實驗室內(nèi)所有儀器設(shè)備等進行數(shù)字化掃描和編號，轉(zhuǎn)化為數(shù)字信息存儲到資源庫中，便于使用人員依靠系統(tǒng)詳細了解該實驗室具備的各種儀器設(shè)備，從而基于具體需求進行選擇。其次在建設(shè)中，可以借助云計算實現(xiàn)資源共享，避免出現(xiàn)資源浪費現(xiàn)象，并實現(xiàn)實驗室內(nèi)資源合理配置，盡可能為科研活動發(fā)展提供更多支持。其中關(guān)鍵在于建立信息協(xié)同開發(fā)服務(wù)的云平臺，加強設(shè)計和開發(fā)服務(wù)，確保不同類型管理模塊有效整合，協(xié)同發(fā)揮作用，同時還應(yīng)用到仿真軟件，為計算和科研結(jié)果統(tǒng)計等提供支持。最后需要以大數(shù)據(jù)技術(shù)為支撐建立系統(tǒng)開發(fā)桌面云平臺。該系統(tǒng)可以確保管理系統(tǒng)與使用者之間存在信息交互渠道，例如客戶端硬盤和云數(shù)據(jù)中心有效鏈接，實現(xiàn)物理資源虛擬轉(zhuǎn)換，并構(gòu)建虛擬化可視桌面，便于實驗人員進行操作。此外，該平臺的建設(shè)還可以為實驗室相關(guān)軟件系統(tǒng)進行整合，從而實現(xiàn)便捷化管理[6]。

（五）構(gòu)建方法

圍繞上文對管理系統(tǒng)平臺軟硬件的相關(guān)分析，以及公共基礎(chǔ)實驗室職能分析，“數(shù)”“智”型管理模式構(gòu)建方法如下：

第一，融合需求，確保各模塊有效集成。公共基礎(chǔ)實驗室類型廣泛，不同類型的實驗室內(nèi)部儀器設(shè)備及日常開展實驗活動存在差異，所以在構(gòu)建管理模式之前，明確梳理該實驗室的需求，科學設(shè)置功能模塊并實現(xiàn)各模塊有效集成是前提。隨著時代發(fā)展，數(shù)字化、智能化與各行業(yè)融入日益緊密，也為各行業(yè)發(fā)展提供指引，在科研活動領(lǐng)域，智能數(shù)據(jù)分析、智能統(tǒng)計和存儲成為實驗室建設(shè)重點。因此，建設(shè)過程中，科學利用大數(shù)據(jù)等搭建系統(tǒng)平臺，建立數(shù)據(jù)共享、數(shù)據(jù)分析等模塊極為重要[7]。

第二，融合使用，以用定建?；趯嶋H情況，充分了解實驗室的使用率和設(shè)備維修維護及報廢率等信息，將其納入資源數(shù)據(jù)庫中，從而便于在使用者利用實驗室時，針對性給予指導意見，例如注意使用哪些設(shè)備儀器、哪些操作請?zhí)岣甙踩庾R等，最大限度發(fā)揮“數(shù)”“智”管理模式優(yōu)勢，提升實驗室利用率，同時在實驗室投入使用階段，科學計劃實驗室在教學實驗、科研實驗及競賽實驗等方面的比例，并對可能應(yīng)用實驗室的團隊進行預測，客觀估算時間劃分等，從而確保實驗室最大限度發(fā)揮價值，且避免多團隊同時應(yīng)用的尷尬局面。

第三，發(fā)揮多方力量，共建“數(shù)”“智”化模式。新時期合作共贏得到廣泛認同，因此公共基礎(chǔ)實驗室在建設(shè)過程中也需要順應(yīng)時代發(fā)展變化，發(fā)揮合力優(yōu)勢，借助多方力量，助推“數(shù)”“智”管理模式形成，同時發(fā)揮合力作用，可以實現(xiàn)多個實驗室合作，提供更為全面的服務(wù)，例如多個實驗室構(gòu)建合作聯(lián)系，彼此之間實現(xiàn)資源共享、信息共享，便于使用者基于自身需求靈活安排時間和就所需設(shè)備做出協(xié)調(diào)[8]。

第四，充分發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢，優(yōu)化“數(shù)”“智”管理平臺。隨著科研活動持續(xù)開展，更多新技術(shù)面世，在此過程中，管理模式也會隨著發(fā)展而出現(xiàn)不足之處，此時積極引進先進技術(shù)，優(yōu)化管理平臺，更新管理系統(tǒng)，對充分展現(xiàn)數(shù)字化、智能化管理優(yōu)化極為有利。

四、結(jié)束語

綜上所述，科學應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)，助力公共基礎(chǔ)實驗室構(gòu)建“數(shù)”“智”型管理模式符合時代發(fā)展的需求。本文結(jié)合實際案例，系統(tǒng)梳理了公共實驗室管理面臨的困境，然后圍繞大數(shù)據(jù)技術(shù)，探究構(gòu)建“數(shù)”“智”型管理模式的路徑，從構(gòu)建原則、框架建設(shè)、軟硬件平臺建設(shè)、管理平臺建設(shè)等方面進行全面分析，希望本文研究內(nèi)容可以為我國公共基礎(chǔ)實驗室發(fā)展提供更多參考。

作者單位：董哲宇 太原學院