移动互联网时代高校实验室智能化管理与实践

殷社萍, 王皎月

(清华大学 精密仪器系, 北京 100084)

随着全球互联网技术的跨越式发展，我国高等教育教学、科研信息化水平已经提升到了前所未有的高度。实验设备的信息化管理水平是高等学校建设的一项重要现代化工程，设备管理的信息化程度是“双一流”高等学校管理水平的重要标志和综合实力的具体体现，对一流高等学校深化教育体制改革和改善人才培养模式具有重要意义[1-3]。

1 移动互联网时代高校实验室智能化管理的提出

实验室作为高等学校、科研机构的重要基地，承担着教学、科研以及社会服务等多项重要任务。实验设备作为实验室的基础硬件设施，直接关系到教学质量、科研产出、人才成长和社会效益。随着移动互联技术在高等学校实验室的不断引入，实验室管理的信息化智能趋势愈发明显。实验室面对开放管理的巨大压力和安全监管体系建设的重大课题，实现资源优化配置对于推进高校“211工程”“985工程”“十三五建设”和“双一流”建设具有重要的现实意义。近年来，随着科研实验投入的不断增加、高精尖设备的不断引入，精密仪器系实验室面积不断增大、实验设备数量持续增长，因此对精密仪器系设备管理提出了巨大挑战[4-6]。

智能终端随着信息技术的发展取得跨越式发展，移动互联技术已渗透到生活、学习和工作的各个重要环节。开发新的移动互联技术并将其有效投入实验室设备管理，不仅可以提升设备使用率，还可以降低设备因长期闲置而导致的老化，实现科研设备的经济效益最大化，为移动互联网时代的教学、科研、实验提供更加人性化的优质服务。

2 高等学校设备管理存在的主要问题

目前，实验室设备管理主要存在以下几个方面的问题：

(1) 实验室设备闲置率居高不下，由于个别学科方向或课题组在采购实验室设备时考虑的是本学科方向或课题组对该设备的急需性，因此设备使用会集中在某一个或者某几个时间段，在大部分剩余时间里设备长期处于闲置状态，这样既不利于设备的维护与保养，同时也会浪费设备所占用的公共资源。

(2) 实验室资源信息整合度较低。学院或者系内由于相互之间对于设备的管理界面化和条块化过于明显，因此信息整合度相对较低，导致一直沿用传统的管理模式，从而增加了人力资源成本、降低了管理效率。

(3) 实验室管理人员水平参差不齐。学院或者系内不同实验室对于实验室管理人员信息化水平要求不同，因此会导致实验室人员信息化水平参差不齐，导致在实验室建设过程中产生信息化进展不一致。

(4) 实验室经费投入不到位。实验室管理既包含设备购置经费，同时也包含人员经费，由于信息化水平过低，导致增加设备管理经费不足，严重影响实验室环境，对学院或者系里的整体教学、科研环境产生重大影响[7]。

3 高等学校实验室智能化管理实践案例

本文结合我校精密仪器系实验室管理实践，提出打造一体化实验设备管理移动客户端，利用大数据优化设备采购决策，从而提升设备使用率，实现设备共享，扩大实验室设备的经济和社会效益。

3.1 打造一体化实验设备管理移动客户端

为优化学生预约、咨询、查询和使用全系实验设备，更好地利用移动互联技术实现设备管理，搭建实验设备管理平台。开发了“实验小秘书”移动客户端。全系教职工和学生可以通过注册获得个人专属身份认证信息。移动客户端平台设置“实验设备查询、实验操作预约、实验问题咨询、设备故障报修和实验结果分享等功能模块。

(1) 实验设备查询。为全系每一台实验设备设置独有的身份代码，注册用户可通过该功能模块查询所有实验设备概况和功能、设备操作手册和注意事项等具体信息，为预期用户提供设备服务。

(2) 实验操作预约。所有用户通过该移动客户端平台进行实验操作预约，可以实现所有用户提前掌握设备预约及使用情况，合理安排实验时间，方便教学科研的有序开展[8]。

(3) 实验问题咨询。用户通过该模块可以实现向设备专业管理人员咨询有关设备操作的具体问题，同时可将常见操作失误录入模块供所有用户浏览。

(4) 设备故障报修。用户通过该模块可以实现设备故障报修，设备运维人员可以通过后台对相关问题进行处理，远程指导用户解决故障。

(5) 实验结果分享。用户可以在该模块分享设备使用经验和心得，同时可以分享设备可以实现的实验数据及后期数据处理技术。

3.2 促进实验设备共享，实现经济社会效益

实验设备闲置是目前各个实验室遇到的最大难题[9-12]，可以通过移动互联技术产生的大数据起到对实验设备“削峰填谷”的作用，通用型“热门”设备由于用户人群规模较大，很多急于毕业或者补充论文数据的用户无法实现快速数据获得，很多用户人群较少的实验设备会长时间闲置。通过移动互联技术，可以实现实验设备的院(系)际共享，甚至实现校际共享。

(1) 实验设备院(系)际共享。将“实验小秘书”移动客户端向全校推广，让全校所有实验设备都进入移动互联管理平台，这样全校所有用户都可以通过平台对全校的实验设备进行查询、预约、实验和故障报修。这样既可以让部分院系平时闲置的“热门”设备吸引到更多用户，同时也可以避免“冷门”设备长期闲置，让所有实验设备在校内实现经济利益和社会效益最大化。

(2) 实验设备校际共享。根据使用经验，可以将“实验小秘书”移动客户端向海淀区乃至全北京的高等学校进行推广，实现北京市高等学校实验设备即时通，所有用户可以通过该平台查询、预约北京高等学校实验设备，这样既可以减少部分高校，尤其是文科优势高等学校实验设备闲置的问题，又可以分流部分理工为主高等学校的用户，实现北京市高校实验设备经济利益和社会效益最大化。

3.3 充分利用大数据进行设备采购决策

随着我校“双一流”建设的持续推进，为增加学校的全球竞争力，学校在实验设备方面的投入会持续加大。为避免资源浪费，可通过该移动互联客户端获取实验设备大数据，对设备使用效率、使用效果及科研产出等进行客观分析，为设备采购的合理化提供数据支撑。对于用户目标群数量庞大，设备排队时间较长的设备可以提高采购，对于长期闲置的实验设备可以加强目前设备的使用效率，减少相关设备的采购计划。同时，通过设备故障报修频次，可以合理进行备件采购，避免出现急于出实验数据的时候因设备故障而导致获得结果推迟的情况发生。