高校院级仪器共享平台的实践与思考*

李 丹，林丽萍，杨贵东

(西安交通大学，化学工程与技术学院公共分析测试中心，陕西 西安 710049)

随着国家对“创新”的重视，我国对于基础研究的投入越来越多，中国已经成为科研经费投入仅次于美国的第二大的国家。俗话说：“工欲善其事，必先利其器”，各个高校的大型分析测试设备在国家的大力支持下得到了迅猛发展[1-4]。为了充分发挥大型仪器设备的使用效率，大型仪器“物联网”或者“共享平台”应运而生[5-8]。在此大背景下，校级分析测试中心在设备数量，人员配置，管理规章方面都得到了全面发展[9-11]。但是校级分析测试中心需综合考虑全校各学科的需求[12]，一方面要承担全校师生的实验教学[13-14]和大学生创新创业大赛等课余实验任务[6,15]，同时又要承担社会研究机构对高精尖测试的需要，不能完全满足对测试需求较多的二级学院的测试。而二级学院在长期的发展中也存在部分共性问题[16]，如学院设备分散放置，无人管理，长期闲置等，造成极大测试资源的浪费。

西安交通大学化工学院于2012年成立，是一个年轻的学院。学院自成立之初就立足化工学科的测试需求展开调研，投入资金2000余万元进行设备采购。先后购置了场发射扫描电子显微镜(SEM)、X-射线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、离子色谱仪、元素分析仪、N2物理吸附仪、化学吸附仪、光学接触角测量仪等设备。随着西安交通大学分析测试中心系统的建立，化工学院院级公共分析测试平台(简称院级平台)于2017年7月成立，接入校物联共享系统，面向校内外提供分析测试服务。经过两年多的平台建设，目前共有23台设备接入物联共享系统。文中基于院级平台仪器设备使用情况，总结了两年来公共分析测试中心的工作成绩及不足，对进一步优化和提升高校分析测试平台的效率提出了建议。

1 各设备的使用情况

学院设备于2017年7月陆续接入物联共享系统，为提供完整有效的数据情况，本文仅列出部分有代表性的投入使用时间较久的设备数据。

1.1 各设备的机时及测样数情况

表1为设备接入物联共享系统后使用的数据情况，根据不同设备的性质，分别列出机时和样品数在2018年及2019年全年的测试数据变化。

表1 院级平台2018年及2019年开放共享情况(机时)

表2 院级平台2018年及2019年开放共享情况(样品数)

由表1和表2可以看出，学院设备在接入物联共享平台的2年时间里，各设备的总使用机时和样品数都有了很大的提升。通用设备中XRD、离子色谱、物理吸附仪和同步热分析仪都有不同程度的使用率提升，尤其是场发射扫描电子显微镜，使用率更是在一年之中增加了53.9%。值得关注的是一些化工材料方向的应用范围没有那么广的专用设备，使用率也增加很多，像纳米粒度与Zeta电位分析仪、光学接触角测量仪和真空溅射镀膜机分别得到了42.3%、21.5%和61.4%的机时增长率。分析原因，除了这些设备本身需求量外，更多的是因素是平台推出了助管制度及自主操作制度，很大程度上增加了仪器设备的开放时间。另外物联系统的开放共享性给校内其他单位甚至社会上的一些研究单位提供了获得相应设备信息的渠道，使得需求单位能够迅速准确找到所需要的设备进行测试，尤其是一些针对化工行业的专用设备，院级测试中心对行业专用设备的购置共享可解决很多个研究课题组的测试需求。

1.2 各设备的机时季度分布情况

为了更好地了解设备在每个季度的使用情况，本文选取了科研中使用频率较高且应用广泛的仪器设备作为研究对象，即SEM和XRD。图1给出了2018年SEM和XRD使用机时随着季度的变化情况。由图1可知，每年的第二季度和第四季度为测试高峰期，此阶段的测试机时基本上是前一季度的1.5～2倍。分析可知在毕业季的时候，仪器使用率高，而在平时的使用过程中，尤其是寒暑假，存在较大的使用空隙。如何提高设备在非毕业季及假期的使用能力，是提高仪器使用率的关键。

图1 2018年SEM和XRD使用机时随季度的变化情况

2 存在的问题

根据院级平台两年多的运行，在日常的测试及管理中总结出了存在的一些问题。(1)预约制度的不完善。目前该平台是提前一天预约，不能引起预约者的足够重视。俗话说“预则立不预则废”，通过对测试中心预约制度的完善和严格执行，让研究生基于前期的预设和后期的验证提前制定科研计划，是研究生培养的一个重要方向。(2)平台实验管理人员不足。由于实验平台的快速建立，实验技术人员的人数显得不足。目前院级平台有平台主任1人，专职仪器设备管理人员2人，平台主任主要负责平台的整体发展方向及政策的审批，不参与具体设备的测试使用。下设的2名管理员需负责平台上23台设备的管理和运行，同时需完善院级平台的各项规章制度的建立及新设备的安装验收调试等工作。管理人员的不足使得当平台多台设备同时被预约时，无法及时处理这些测试需求，从而严重制约了分析测试中心的实验仪器的使用。(3)管理人员工作内容与考核指标的不匹配。目前的设备管理人员主要的工作内容集中在各种常规测试服务上，而考核指标却对科研文章，专利甚至项目申请都有具体要求，这与仪器管理员日常工作有很大出入。院级平台管理人员不仅需要丰富的实际操作经验，更要求具有扎实的相关专业背景及理论知识，如何给院级平台管理人员开辟出一条适合他们的晋升渠道，使得他们能够更加深入思考并解决本学科测试中的特殊需求和瓶颈问题，是提高院级平台实验效率的关键。(4)仪器使用时间的不均衡。由于学生毕业季的存在，使得仪器在第一季度和第三季度仍然存在较大的空隙率，如何制定完善的制度和采取相应的措施提高设备在这段时间的使用频率，是提高使用效率的关键。

3 关于院级仪器共享平台建设的思考

3.1 有针对性的建立仪器管理制度

共享平台是管理智慧和模式的集中体现[17]，而院级平台建立的初衷是基于本学科的测试需求，因此平台仪器的购置、预约、收费制度都应本着向本学科倾斜这一基本原则。制定与院级平台相匹配的管理办法及考核指标，开辟设备托管途径，对于学院教师名下的有共享价值和需求的设备，亦可自愿加入平台统一管理。院级平台上的所有设备采取院内调研-统一采购-调试-验收-预约-测试-收费，由专人负责使用和维护，测试收入主要用于支付日常耗材、仪器维修及平台建设。依托于开放共享物联网的建设，对用户各类权限的发放，最终达到平台设备24小时的开放共享。

3.2 建立健全的仪器维护制度

校级大型仪器设备平台主要着眼于高精尖的仪器设备，这些设备具有造价高昂，配件精密、操作复杂、易损等特征，因此在平时的使用和维护均需要仪器管理员来操作和负责。而院级平台相较于校级平台则有部分仪器设备对本专业较为常见，学生自主使用率高，因此在仪器的使用和维护制度上，可培训学生助管及自主测试用户，同时明确自主操作用户的权利与义务，将更多的维护工作下放给自主操作用户。管理员主要负责维护一些操作复杂易损的大型设备，对于学科内一般设备只需起到培训和监督作用。基于平台人员不足的情况，这一制度可极大提高仪器管理人员的工作效率。

3.3 建立完善的培训制度，提升管理人员业务水平

设备是测试中心的基础，仪器管理人员是核心[18]。随着各高校的仪器平台如雨后春笋般地发展，仪器设备也向着更高端精密的方向发展，因此对平台管理员的专业素质要求也越来越高。科技的竞争说到底是人的竞争，如何让实验管理员能够跟上科技的发展也是各平台需要解决的重要问题[19]。院级平台管理员具有实验管理员的特殊性，除了要为其提供高水平的仪器培训的机会，更要提高其对本专业测试前沿技术的了解和认识，开拓仪器管理人员的眼界和业务能力[8]。院级平台管理员需及时就测试出现的问题与仪器工程师进行沟通，参与仪器商提供的培训会，经常与兄弟院校进行交流，积极参与学院举办的各种专业知识讲座，这些举措能够促进院级管理员对仪器设备的新鲜感，促使其由被动管理到主动管理的转变。由职责转变为自己想做的事情，提升仪器管理人员的归属感。

3.4 建立合理的绩效激励及晋升机制

合理的绩效激励能够显著提升仪器管理人员的积极性，而完善的晋升机制能够为平台管理员指明奋斗的方向。学院需结合自身实际情况制定考核及奖励制度，对设备管理员的考核应着重从仪器使用机时、开放共享率、新功能开发、设备培训情况、测试质量及用户反馈等方面进行。本着按劳分配、多劳多得的基本原则，对优秀实验管理员进行奖励。院级平台管理员作为学院一份子，往往存在着人员较少，晋升机制不明晰的情况。目前高校工程师的晋升要求侧重于文章、专利、项目等科研方面的考核，这对院级平台管理员是非常不利的。如何改变这种不利的情况，需要学院与平台管理员的共同努力。院级平台管理员均工作在测试一线，对本院各课题组的研究内容有一定的了解，在日常工作中用自己的专业知识也解决一些课题组的测试难题。学院应肯定并鼓励平台管理员对课题组研究的帮助，制定相应的政策，让院级平台管理员能积极参与科学研究并产出科研成果。这样为院级平台管理员的进一步晋升指明方向并提供实质性的帮助。

3.5 建立梯度助管制度，加强设备的开放共享

仪器的高效使用需要管理人员和学生助管的共同努力。尤其是院级中心，存在小型设备偏多，操作相对简单，仪器专用性强的特点，助管的上岗可以极大的提高设备的开放共享。仪器管理员的日常工作除了维护好仪器设备的正常测试，更重要的是对学生测试的培训。培训采取自愿报名的形式，经过培训后会培养一些操作能力强的学生为院级平台学生助管。随着操作时间的延长，其慢慢成长为成熟的实验仪器助管。但由于学生流动性大，日常事物繁杂，很多学生无法长期担任助管，因此在一批成熟的助管中通过考核，晋升为部分高级学生助管，后续由高级学生助管，培训新人经过考核成为学生助管。为了激励学生助管的积极性，院级平台会给所有助管颁发证书，实施梯级助管绩效政策，并评选优秀助管给予奖励。这一系列的措施，有效的解决了仪器助管的连续性问题，同时也将仪器管理员从日常简单操作中解放出来，将更多的时间用于实验课题组特殊实验要求的解决以及仪器设备新功能的开发。

图2 助管培训制度模块结构图

为此我们学院在2019年在SEM的管理上，作为试点设备，全面实施了SEM助管制度。图3给出了SEM和XRD设备在2018和2019的对比图。对于未实施助管制度的XRD来说，2019年使用机时相比于2018年提高了15.9%，并且在第一季度和第三季度仍然存在较大的空隙率。而对于全面实施助管制度的SEM仪器，2019年的使用机时提高了53.9%。特别是对于第一季度和第三季度，分别提高了89%和80%，较好地解决了仪器设备在第一季度和第三季度的闲置时间占比大的问题。这些措施为今后进一步提高分析测试中心设备的使用效率和健康发展提供了数据支撑。

图3 SEM和XRD仪器在2018和2019年的季度使用机时情况

4 结 语

器欲尽其能，必先得其法，本文基于院级平台建设使用中的部分问题，提出了平台建设及设备维护政策的改进措施，对分散在学院各实验室的设备实现统一管理全面共享，能够极大的提高设备的开放共享率。同时结合不同仪器的特点，提出了相应的解决方案。针对普适性较强的仪器设备，可通过建立合理的学生助管制度，实时梯度绩效的方式，激励学生助管在测试共享中发挥作用；针对专用设备，此类设备虽然使用频率低，但在具体的学科测试中具有不可估量的作用，广泛宣传和适度引导测试是提升此类设备使用效率的重点；对于管理人员，建立完善的培训制度，制定合理的绩效及晋升机制，提升管理人员对仪器设备的深度开发，提高工作积极性，是保障仪器设备高效使用的关键。院级分析测试共享平台作为校级平台的补充是必不可少的。院级平台不仅需要完成本学院的测试任务，更要抓住“双一流”建设的机遇，提高仪器使用率、培养专业技术队伍、探索测试方法、促进学科交叉，逐步支撑起所在区域乃至全国本学科的研究及测试任务。