高校实验室管理模式探索

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摘要：高校实验室是开展日常实验教学和科研活动的重要场所，随着国家对高校各类学科实验室资金投入和管理力度的不断地加大，传统实验室管理方式已无法满足高校实验室实验教学、设备资源管理、对外开放服务的一体化需求，为使高校实验室更好地应对我国不断变革发展的环境所带来的挑战，本文针对传统实验室管理模式的弊端，将移动物联网技术发展创新，应用到高校实验室日常管理中，提高实验室的管理效率，实现全方位信息智能化管理。

关键词：移动物联网；实验室管理；网络共享平台

一、引言

高校实验室的建设和管理对于高校科研和学科发展至关重要[1]，实验室科研设施与仪器规模持续增长，传统实验室管理模式的弊端逐渐暴露出来，如何寻找一种更高效、更合理的方式进行实验室全方位管理成为各高校建设发展过程中难题[2]。21世纪迅猛发展的互联网技术使信息之间的传递更便捷，移动物联网是新一代信息技术的典型代表，它通过RFID射频识别技术、红外线传感器、全球定位系统、激光扫描器等各种高端机械设备，实现智能化的跟踪监控、识别定位、控制和管理[3]，因此，将移动物联网应用到高校实验室管理中，不仅能有效提高仪器使用效率，而且能大大减轻管理员工作负担。以江西中医药大学大型仪器共享服务中心为例，中心采用移动物联网技术建立仪器共享网络平台，使中心及学校大型仪器对外共享取得了显著成效，中心10台大型仪器2017年累计服务机时达20276小时，仪器平均使用率为126.72%，累计检测样品29478个。中心通过共享网络平台积极开展仪器对外开放共享工作，连续两年在江西省大型仪器设备对外开放共享工作中获得先进单位。本文从移动物联网在江西中医药大学仪器共享网络平台实验室设备、物品耗材管理、安防管理等具体应用实例分析其潜在价值，希望给实验室管理人员提供参考。

二、高校实验室管理的现状

目前，许多高校的实验室管理还是采用传统的管理模式，采用人工纸质记录的方式对实验室仪器管理、环境监控、进出人员管理，物品耗材管理等进行登记[4]，这种管理模式通常会导致实验室出现以下几个问题：（一）实验室设备缺乏统一化管理。近年来，高校实验室设备规模持续增长，科研技术水平显著提升，但部分科研设备存在部门化、单位化、个人化的倾向，各院部设备未实行统一化管理，导致设备闲置浪费严重、使用率不高，找设备困难等问题，影响高校科研进度和科研水平的提高。（二）实验室环境监控不到位。大型科研设备对温度、湿度、灰尘等环境因素较为敏感，极易损坏。据调研发现，多数高校实验室会每周定期进行实验室卫生打扫，但对实验室内温度、湿度和空气质量等方面不予重视[5]；少数高校实验室会采用纸质记录对室内温湿度进行登记，但过程繁琐且不能实时监控，导致大型科研设备常因受温湿度影响出现高压板烧坏的现象。（三）实验室物品耗材管理不规范。实验耗材是科研实验的物质基础，对科研实验的成败起到关键作用[5]。高校实验室对实验耗材管理不规范导致以下几个问题出现：a.耗材难找；b.耗材交叉污染，导致实验结果不佳；c.未用完的耗材大量过期浪费；d.耗材流动性大，易遗失。

三、移动物联网在实验室管理中的应用

移动物联网具有全方位感知、高效准确传递和智能处理三大特点，可使实验室管理更加高效、可视化和智能化，智能可视化实验室管理大致可分为感知、网络、应用和管理四个层次架构，以江西中医药大学大型仪器共享网络平台为例，具体阐述各个层次的组成及主要功能应用：（一）感知层的构造及应用。感知层是实验室管理体系的基础，大型仪器共享服务中心利用RFID射频识别技术构建了门禁管理系统、人员考勤系统和设备开机刷卡系统，并将三个系统通过中央处理器整合到大型仪器共享网络平台统一管理。校内教师和学生首先将个人指纹和校园卡信息在系统录入，形成唯一身份编码，RFID标签将出入实验室指纹打卡和上机刷卡信息登记记录，并利用频率信号将信息传送到RFID读写器，读写器通过网络层将考勤情况传输至共享网络平台；同时，共享网络平台已录入编码的条形码附着于实验室仪器设备上能对设备编号、名称、型号、出厂日期、运行状态等进行编码记录[6]，实现对设备及耗材的相关信息、使用情况、位置信息等实时记录；利用各种传感器设备可对实验室停电、温度、湿度、烟雾、粉尘等实时监控，一旦传感器探头检测到异常情况，报警系统将发出报警，并拨号和发短信给管理员，以便管理员及时到现场排除，减少实验室事故。（二）网络层的构造及应用。网络层是实验室管理体系的关键纽带，借助数据网络、校园网、无线宽带和传感器局域网络等承担数据的传入、传输等工作[7]，对所有监测到的信息进行快速高效地传输，大型仪器共享网络平台为保证网络通畅，专门配备了高配置交换机、纯铜网线、专用固定IP等网络设备，各网络实体各司其职，各尽其能。（三）应用层的构造及应用。应用层是实验室管理体系的价值体现，大型仪器共享服务中心将实验设备管理、物品耗材、环境监测、人员管理、资料管理、视频监控六个模块集成于统一的大型仪器共享网络平台之上，对“实验物品”、“实验设备”、“实验环境”以及“资料数据”等进行集中可视化管理。学生可以登录个人账号在共享网络平台进行仪器预约、资料下载、培训学习等，教师可在平台查看课题经费、下载实验数据、结算测试费等，通过共享网络平台将学校大型仪器设备对校内外共享，让更多有需要的科研人员能用上仪器。（四）管理层的构造。管理层是应用层的管理执行者，大型仪器共享服务中心实验室管理员可通过网页或手机APP在共享网络平台上登录管理员账号，一目了然地掌握仪器预约使用情况、耗材库存情况、教师科研经费剩余情况、人员考勤情况以及定期生成的实验室环境监测报告，同时也可导出实验室人员进出情况、考勤情况和仪器使用情况，有利于开展实验室绩效评估和仪器使用效率评估工作，出现问题还可随时随地调取实验室监控，不仅大大简化实验室管理员工作流程，提高管理员工作效率，而且保证了实验室安全和绩效考核数据准确性。

四、结语

目前，移动物联网技术在实验室管理中的应用尚处于起步阶段，还需实验管理人员与网络技术人员共同建设和完善。实验室繁琐的仪器数据统计、耗时耗力的环境监测、杂乱的实验物品整理，都能够借用移动物联网技术，高效智能化管理，江西中医药大学大型仪器共享服务中心自建立共享服务平台以来，无论是校内仪器使用效率评估还是省内仪器开放共享评估都取得了十分优异的成绩，后期将进一步努力和完善。任何一所高等学校，都需要一个高技术含量的实验室管理系统，来规范化实验室管理，促进实践教育教学发展，提高教学质量，进而推动科研进步。希望本文的探讨能够为移动物联网技术在实验室管理中的应用研究者提供一些参考。

【参考文献】

[1]周茉.基于Socket技术的高校实验室计算机监控管理系统设计与实现[D].长沙:湖南大学,2015.

[2]臧红波,王俊.物联网技术在实验室管理中的应用[J].环渤海经济瞭望,2017(09):195.

[3]钟建国.基于物联网的实验室管理模式的研究[J].教育教学论坛,2017(10):14-15.

[4]李秀英.高校实验室管理新思路[J].潍坊学院学报,2017,17(02):118-120.

[5]周晨光.基于物联网的高校绿色实验室管理系统设计与实现[D].北京:北京交通大学,2016.

[6]周春月,闫子淇.基于物联网技术的智慧实验室架构研究[J].实验室研究与探索,2014,33(05):239-243.

[7]张民垒.基于物联网的实验室管理系统的设计与实现[D].大连:大连理工大学,2015.

作者:熊耀坤 严志宏 袁恩 单位:江西中医药大学