实验室平台化管理创新模式的研究

2023-03-31杨先龙汲亚娟胡艺凡李其于亚楠

中国标准化 2023年14期

杨先龙汲亚娟胡艺凡李其于亚楠

摘要：从系统角度来看，实验室当前运行管理方式呈现出较强的独立性与封闭性，对实验室创新活力释放及高质量可持续发展造成较大制约。平台化作为一种全球普遍认可的先进体系架构和发展模式，可有效解决实验室体制机制僵化、绩效管理粗犷以及创新能力不足等关键问题。本文结合平台化管理“五化模型”，提出了一种以“组织创新”与“模式创新”为导向的实验室平台化管理体系建设实施路径，以期为我国各类实验室转型升级提供一种科学、有效的发展新思路。

关键词：实验室系统，平台化管理，创新模式

DOI编码：10.3969/j.issn.1002-5944.2023.14.027

0 引言

在实验室长期发展历程中，由于不同行业、不同单位对技术研究、产品研制、工程验证以及质量检测等不同层面的共性需求，实验室的功能类型不断聚焦。时至今日，研究类（包括基础研究、应用基础研究、工程技术研究、工程产品研发等）与检测类（包括检验检测、工程验证等）已成为我国最主要的两大实验室类型。研究类实验室一般以高校及具备健全研发体系的企业为主，是科技创新、技术研究和人才培养的重要载体。长期以来，由于研究类实验室没有健全的法律法规约束和科学的管理体系支撑，其管理运行缺乏专业性[1]。直到2019年，《科研实验室认可规则》及《科研实验室认可准则》由中国合格评定国家认可委员会组织实施，我国才正式拥有了针对科研实验室的首个认可制度[2]。与此同时，研究类实验室一般以某一课题或研发任务作为主要工作对象，随着课题任务的结束，实验室基础设施容易发生“建而不用”和“晒太阳”的情况，对国家及全社会资源投入产生较大影响。针对检测类实验室，我国目前以检验检测机构为主，并已制定了较为完善的法规要求和监督管理措施。2022年，获得资质认定的检验检测机构已达到5.4万家，同比增长率达到8.2%[3]。但根据中商产业研究院数据，我国规模以上检验检测机构数量仅占全行业13.52%，但营业收入达到了78.93%，头部效应显著[4]。同时，检验检测机构“小、散、弱”现象严重，自身发展面临资质、资金、人才等全方位的挑戰，因此，如何在“双碳”以及“全球化”大背景下把握新一轮技术机遇，重塑自身组织管理战略将成为大多数检验检测机构持续发展的前提。

为积极应对上述问题，探究实验室发展和演进机制，本文提出了一种创新运行模式以不断激发实验室内在创新活力，增强实验室资源优化配置水平及其探索价值、获取价值的能力。

1 实验室系统工程剖析

从系统角度来看，实验室建设与运行管理是一项复杂的系统工程，满足系统工程一般方法理论，在组织运行层面满足技术—制度协同演进基本理论[5]，确保实验室各项工作具备科学性、系统性、独立性与准确性。

当开展实验室硬系统和软系统设计时，可有效采用霍尔三维模型以及切克兰德方法论分别对技术能力和管理运行两项模型集群进行离散化和适度关联设计，确保实验室的概念模型能够充分诠释其技术能力需求以及各项运行管理过程。图1从系统工程视角阐明了实验室系统性运行架构。

实验室建设运行一般从概念模型入手，构建方将通过对实验室基本功能、能力设想、模块组成、法规约束、利益价值等关键因素的深入认知和设计，借助可行性研究以及初步方案构建等方式确定其基本建设和运行目标，其本质为从系统观念出发，以最科学方式求得实验室系统整体最优的综合化组织、管理、技术和方法。在该过程中，系统工程理论及工具将得到充分使用。而为确保目标的达成，实验室须在试验场所、设施环境、仪器设备、人员以及资质等方面进行资源配置和协调保障，并通过对内外部组织经营关系、标准法规要求、技术能力规范的充分识别，构建“管理运行”和“技术能力”两项模型集群。

“管理运行”和“技术能力”两项模型集群既是实验室概念模型的重要组成部分，同时也为实验室建立科学有效的规章制度、过程要求、作业指导等实施方案和文件，推动总体建设和运行目标达成提供了理论支撑。之后，实验室将经过较长一段时间的运行，实现原始概念模型与实验室真实系统同步，进而通过综合绩效评定等方式开展实验室系统运行分析工作，将真实运行数据结果与概念模型的不断比较，确定实验室优化改进方向和指标，以期建设运行目标的快速实现。

在实验室上述运行过程和架构中，不难发现：

（1）实验室的建设运行需要应用包括环境、工程、管理、经济、社会、法律以及计算机在内的多学科知识体系[6]，以处理来自技术、管理和商务等不同方面问题，上述情况也从侧面反映了实验室的复杂系统特性。

（2）在实验室概念模型设计阶段，其总体建设和运行目标已经确定，而在实验室系统整体运行时，本质为对该目标的不断逼近过程，除非实验室质量方针以及发展目标在管理评审或绩效评定时发生重大改变，此时实验室的管理运行和技术能力模型集群也将进行适应性调整，最后不断运行趋于稳定，并推动实验室建设运行新目标的实现。

（3）基于系统视角，实验室作为了一个独立的复杂系统，将受到来自不同层面的影响和冲击，而从保障实验室整体系统运行的稳定性来讲，实验室已呈现出一定的独立性与封闭性，该种独立与封闭从保障系统来讲具有一定科学性，但从组织关系和价值机遇角度来看却存在一定的发展制约。

2 系统观念下的发展矛盾

目前，无论是科研或检测类实验室，受限于建设投资和组织关系、自身设施能力和功能定义以及相关主管部门的管理办法和质量管理要求，大多采用了封闭式的独立发展方式，使实验室与外部政策环境、潜在市场需求以及技术发展趋势形成了天然隔离。

近年，国家市场监督管理总局针对检验检测机构的混乱局面多次提出了相关优化和缩减指示，各大高校针对实验室“晒太阳”的现象也同样实施了全面整顿。上述情况一方面表明各类实验室无序的规模化发展既浪费了社会性资源，又造成了诸多不良竞争；另一方面封闭下的实验室独立发展模式存在生产力落后和生产关系僵硬等问题，孤立性及封闭性为实验室的可持续发展筑起了难以逾越的壁垒。表1对不同类型实验室的运营管理模式进行了梳理和比较。

从上述比较可知，无论何种运营管理模式下的实验室，由于自身封闭系统特性，都会在不同层面受到来自内外部环境变化的影响，特别在管理运营成本、资源优化配置、创新技术迭代以及新兴业务构建四个方面尤为突出，呈现出三个“难以”的总体特征：一是难以持续响应环境变化并发掘机遇，二是难以持续优化内外部资源并形成合力，三是难以持续抵抗外部冲击并快速造血。

由此可见，在当前各类实验室野蛮生长的大背景下，同质化竞争已成化主旋律，封闭实验室运行系统下的基于个体的渐进式创新已无法满足快速的内外部变化需求，因此，实验室的发展须实施转型“升维”，以更多元、更立体的角度定义和引导实验室进入良性的可持续、高质量发展轨道。

3 实验室平台化管理模式

3.1 平台化管理“五化模型”理论

平台化在全球已被认为是一种先进的体系架构和商业模式，杰奥夫雷、马歇尔提出平台化是一个不断创新的综合性过程和管理演变趋势，是管理朝“无边界组织”结构化重大改革的重要演进形式[7]。在当前不断融合、共享的市场环境下，平台化逐步成为以开放、专业的姿态应对自身多元发展需求，积极响应全球环境快速变化而构建的综合性创新集群。忻榕、陈威如等在《平台化管理》一书中创新性提出了平台化管理的“五化模型”理论，即：关系多样化、能力数字化、绩效颗粒化、结构柔性化、文化利他化[8]。其中：

（1）关系多样化。其本质为拓展组织的创新边界，利用关系多样性塑造一个无边界的组织，最大程度释放个体创新活力，推动个体成长为先进的平台型组织。

（2）能力数字化。数字化是打破物理空间隔离，高效创造价值的重要技术手段，能力数字化的组织可有效降低各种关系事务摩擦和运行管理成本，提升内外部联系和机遇获取能力。

（3）绩效颗粒化。可借助数字化技术有效扩展绩效数据采集、评价维度和颗粒度，同时利用多时间尺度、多数据聚合分析等方式全面增加组织数据通透度和领导者决策准确度，实现组织的管理立体。

（4）结构柔性化。一定程度上将原本层级明确、边界清晰的组织体系向开放的扁平化、网络化平台体系进行转变，最大限度聚集基础设施和资源，并可通过内部灵活的单元及個体组合形式应对不同类型、不同规模任务，激发组织内部细分单元和不同人员积极性，快速形成即战力。

（5）文化利他化。契合日本企业家稻盛和夫的“利他”理念，利他实为利己，利他化是建立广泛利益链条，谋求共创与发展的核心理念[9]。

综上，平台化管理“五化模型”理论从关系、能力、绩效、结构以及文化五个层面对组织现代化演进进行了较好阐述，其上述关键核心要素与实验室系统工程考量维度相匹配，可有效用于实验室平台化发展模式及其价值体系的构建，破解当前实验室孤立性与封闭性发展壁垒。

3.2 实验室平台化管理模式构建思路

实验室平台化发展的本质为充分利用“模式创新”与“组织创新”对实验室基于持续改进理念的“渐进式创新”进行有效补充，在实验室发展战略和组织实施层面提供有效的创新及变革方法，在充分保障实验室质量管理独立性、公正性和有效性同时，不断契合当前全球化开放创新环境。

因此，平台化是在保持实验室内部各子平台个体差异化的同时构建系统之系统，实现组织升维，强化运营效率和灵活性，降低综合管理风险及成本，提升整体竞争力的创新实施路径。结合平台化管理“五化模型”，实验室平台化建设需要将“平台”及“开放”思维融入实验室运行管理的各项关键要素之中，利用四个“更”的指导思想重塑实验室发展价值体系，即：以更高维度规划实验室集群发展，以更广泛层面实施资源优化配置，以更立体角度管理潜在风险机遇以及以更主动态度探寻创新协同价值。图2对实验室平台化管理的基本思路进行了阐释。

实验室平台化的核心为“组织创新”与“模式创新”。“组织创新”的本质为实验室组织结构的不断细化和实验室生产关系的重构，扩展组织创新边界，提升组织创新效率和活力，全面优化实验室资源部署与配置。“模式创新”的本质为实验室生产方式和市场关系的优化，其面向对象为实验室内外部风险机遇以及创新收益。因此，实验室在原本独立发展模式下实现平台化管理需要在多个关键方面开展优化与创新。

3.2.1 组织创新——组织“升维”

（1）细化系统，形成功能单元

平台化管理的首要任务为构建平台，平台一方面有载体之意，另一方面由多个独立单元及个体组合而成。因此，实验室须在传统系统观和整体观之上明确不同实验内容的边界，建立精细化的“功能单元”，全面构建扁平化架构，提升实验室结构柔性和组合灵活性，以适应不同的试验需求，同时可通过建立各功能单元间的联系，实现平台化应用。例如：传统电力系统动模仿真平台被视为不可拆分的一套系统，其作用为对电网及关键电力设备进行动态模拟，观测各种物理过程，以获得关键物理特性和物理概念[10]。随着新能源并网、储能以及电力电子设备的兴起，具有验证作用的动模仿真平台规模不断扩大，投资成本增高，系统灵活性急剧下降，“建而不用”情况日渐增多。在能源互联网思想影响下，上述情况得到转变，其原因为能源互联网提供了一种资源化构建方式，其将系统分成了源、网、荷、储不同的单元，动模仿真平台可通过事先定义分解为包括电源表征单元、负荷表征单元、功率网络单元、信息网络单元以及仿真控制单元等在内的不同功能单元，这样实验室可通过不同功能单元的灵活组合构建不同试验环境，以覆盖电力、工业、建筑以及交通等多场景验证需求。

（2）建立功能单元联系

针对实验室已为不同“功能单元”在组织架构上建立了“分实验室”或“分中心”的情况，实验室应在组织层面加强扁平化管理，保持各功能单元差异化特性同时，积极探索各功能单元的科学链接方式，实现“系统之系统”下的组织升维。例如：由于试验差异，目前多数检测机构为“电性能测试”和“环境测试”分别构建了中心，并独立承担业务和开展绩效考核，缺乏有效的能力链接，而当开展环境应力与电应力相结合的可靠性试验或多物理场综合试验时，由于组织架构的隔离致使各功能单元间的协同难以实现。这表明实验室虽然对功能单元进行了准确界定，但无法形成有效关联，导致集群效应水平较低，实质上并未达成组织“升维”的效果。因此，建立实验室各功能单元间动态联系，使实验室在组织形式和试验能力发展方面同时具备管理、组合及调控空间，是实验室组织“升维”的充分条件。

3.2.2 组织创新——资源统筹优化

（1）硬件资源统筹管理

实验室实现平台化管理须实施硬件资源的统筹考量“一盘棋”。一方面，统筹管理实验室硬件资源可快速实现资源的优化配置和调度流转，提升仪器设备和基础设施使用效率，防止资源冗余浪费；另一方面，硬件资源作为实验室能力建设的核心部分，其投资偏重，而硬件资源成本往往成为实验室能力升级的主要考虑因素，若硬件所属团队当前盈利水平较低，其加快投资升级发展的可能性也较小，但是平台化下的硬件资源统筹管理为实验室提供了“全局监控，局部最优”的能力规划评价方式，这为实验室在关键或新兴技术领域快速实现能力构建和创新升级创造了有利条件，极大提升了实验室整体创新活力。

（2）人才队伍分类流动

保障内部关系多样性是实验室平台化管理重要内容。因此，实验室应在一定程度上充分考虑自身人员团队配置，科学建立“人才分类流动机制”和“专项工作小组机制”。人才是实验室的核心生产力，加强人才分类管理可促进实验室在检测分析评价、试验方法研究、试验標准研制以及创新技术服务等不同方向形成梯次化队伍，确保实验室具备足够的组织柔性以应对不同层次试验及研究任务。在人才分类基础上，加大人才在实验室内部流动可有效促进专业知识、技术技能的转移与渗透，强化思想碰撞与能力互补，有效拓展实验室的创新边界。特别地，针对传统检验检测机构，提升人才的主观能动性和业务思考能力，是实验室提质升级的关键因素。建立“专项工作小组机制”是在形式上对“人才分类流动机制”的有效补充，可促进内部互动、协作、共赢关系的建立，确保实验室具备重要工作的“攻坚”能力。

（3）推进实验室数字化升级

实验室可根据自身情况逐次有序推动数字化建设。一方面，可借助数字孪生、工业互联网以及信息物理融合等先进数字化技术构建实验室数字空间，打破实验室硬件资源以及人才的空间隔离，建立更加科学、高效的数字协作平台；另一方面，通过建立数字平台，为实验室全面平台化管理提供自我验证和优化的载体，提升管理容错率，高效率创造价值，持续不断降低物理交易和摩擦成本。

3.2.3 模式创新——强化管理立体度

（1）建立分级管理体系

平台化所提供的创新活力将推动实验室技术能力和业务方向多元化发展。传统检测类实验室将依照用户需求更多参与到检测方法研究和定制化创新研制工作之中，以不断满足不同类型客户需求，扩展其盈利空间。而科研类实验室为推动其成果转化落地，将逐步构建符合自身方向的产品或技术验证设施，同时随着其先进产品或技术的不断标准化、产业化，科研实验室所建立的配套验证设施也将持续迭代和开放，并向全社会提供先进的试验技术服务。因此，平台化将推动实验室向综合类服务机构进行转型，实验室也将同时具备研究、工程服务和试验检测等业务能力，单一的管理体系将不再符合实验室平台化发展形态，科研、检测等不同类型功能子平台既不能遵循相同体系，同时格格不入的体系制度也会对实验室创新能力的构建产生反作用力。因此，实验室需要构建新的治理工具和治理模式以提升价值和促进增长。

基于上述分析，实验室可通过成立统筹管理部门，并建立“平台化分级质量管理体系（QMS）/质量保证方案（QAS）”实现有序管理。图3表明了“平台化分级质量管理体系（QMS）/质量保证方案（QAS）”的实现路径，具体实施方式为：

1）一级文件：在管理手册建立方面，实验室应确保管理路径科学统一。统筹部门根据实验室总体管理流程和质量管理基本过程要求，建立实验室管理手册模板。各子实验室（或功能单元）可遵循使用或依照自身特殊要求扩展编制分立手册。

2）二级文件：在程序文件/制度文件/QAS文件建立方面，实验室应保障各子实验室差异化发展特性。统筹部门建立标准化程序和制度文件池，制定质量保证方案架构，供各子实验室使用。各子实验室可根据自身科研、检测定位以及相关资质要求，对文件池中相关文件进行适应性匹配，并优化形成自身过程文件要求，建立个性化的管理体系最小系统。

3）三级文件：在作业指导文件建立方面，实验室应保证各子实验室功能独立。统筹部门编制作业指导模板，并对通用管理及方法类工作建立文件池。各子实验室一方面遵循通用指导要求，同时根据自身技术方向和功能边界编制研究及试验类作业指导文件，确保各自试验检测能力的科学、有效。

（2）扩展数据监控维度

平台化发展后实验室管理规模将增大，为得到较高水平的管理效能，实验室应在全流程数据采集和评价方面提升数据维度和颗粒度。一方面，可增加过程绩效的评价，在保障过程有效性的同时形成最优管理决策，确保实验室具备自我分析及优化迭代能力。另一方面，在制定运行管理目标或质量目标时，增加对创新活力、人才流动、联合协作、技术升级以及外部关系等能反应平台化建设发展水平的绩效指标，确保“组织创新”和“模式创新”关键工作的有效部署和实施。

（3）加强外部风险机遇管控

关系多样性和组织边界模糊化可使实验室获取更多的外部合作机遇，包括联合实验室建设、公共服务平台建设以及重大科研工程平台申报等，同时也会因开放合作而造成更为强劲的外部风险冲击。因此，实验室在跨主体协作时，应建立科学、长效的合作机制，在保障自身风险得到有效控制的同时，进一步与外部合作方建立风险共担、机遇共享的良性合作模式。其次，实验室须坚持底线思维，特别在法律法规或标准有明确要求的方面，应确保实验室开放合作行为不会对自身体系运行、资质维系以及品牌信誉等产生不良影响。因此，实验室应根据外部合作内容妥善采取“有限合作”的形式，并根据合作业务类别匹配综合最优的功能单元。

3.2.4 模式创新——挖掘创新协同价值

由于实验室类型的不同，创新协同价值的挖掘模式并非固定，须各个实验室主动开展设计策划。因此，本文根据自身实验平台建设运行经验，提供几种平台化下创新协同价值构建的共性思路，以供参考。

（1）强化顶层设计，构建业务体系

主动开展顶层业务体系设计可有效避免实验室平台化后因组织边界模糊而造成的管理无序，同时通过顶层建设与逐层落实，可推动实验室价值循环的构建。业务体系设计应面向客户需求，做到以客户需求带动自身业务体系建设，以业务体系指导技术能力完善，以技术能力引导功能单元发展，最后以功能单元的创新与协同支撑业务体系的升级迭代，提供客户更加满意的试验检测技术服务。值得注意地是，检测实验室开展平台化建设可将此价值循环与ISO 17025所要求的流程进行充分结合，实现平台化下实验室管理平稳过渡和绩效水平提升。

（2）发挥平台集群效应

在组织创新的基础上，实验室资源优化配置能力和人员流动频次将进一步增加，实验室宜主动发挥组织“升维”优势，构建内部功能单元间以及与外部平台间的合作协同，形成规模化优势，弥补因自身投资能力、行业差异、专业技术以及外部关系等方面的不足而带来的发展限制，获取平台化集群效应所创造的价值。与此同时，集群价值会受实验室开放程度的影响，而开放本身也会产生风险，特别是对于传统检验检测机构，如何落实法规要求底线，强化自我治理能力建设至关重要。

（3）布局有组织研发活动

有组织研发活动目前在国内研究较少，一般情况下包含有组织科研、有组织创新等概念，其内涵为有组织性的知识增长、技术研究以及产品研制等活动，其核心思想为协同创新。赵红光[11]认为有组织科技活动是指在特定的组织体系中，为实现既定的目标而开展的科学技术活动，包括政府组织开展的科技活动、企业组织开展的科技活动以及政府和企业间联合开展的科技活动这三种组织形态。

针对实验室，平台化已为组织提供了结构柔性、人才流动以及资源灵活的有利条件，“自上而下”的协同创新工作将推动实验室实现技术、制度的良性共生。因此，实验室有组织研发活动应是在可控范围内所开展的管理创新、技术创新和业务创新的统称，其服务对象应包括组织、战略、能力和业务四大板块。有组织研发既可以服务实验室形成切实有效的管理制度和平台化发展演进机制，同时可推动实验室在相关新兴领域的试验方法、试验规程、试验标准等方面率先形成先进成果，并逐步实现市场化推广。在服务组织形成完善的自我造血能力同时，支撑实验室构建差异化核心竞争力。

4 结语

实验室平台化管理模式是对现有实验室独立性与封闭性运行形态的有效升级手段，是增强实验室创新活力，实现组织“升维”和竞争力重构的创新发展思路，符合全球开放协同的时代大背景和我国可持续发展建设总体思想。值得注意的是，由于当前各类实验室均存在能力同质化严重的问题，同时大型实验室开放创新动能不足，小型实验室自我创新发展能力不够，使得平台化管理需要在更大组织层面进行实践与验证。在此背景下，建议我国各类实验室主管部门、行业协会、产业联盟充分发挥组织促进作用，通过建立“实验室平台化管理模式集群试点”，引入科研、工程、检测等不同类型、不同规模实验室单位，共同开展本单位及跨主体联合下的平台化管理和发展机制设计及其运行实践，推动我国在实验室良性发展环境以及高质量发展模式方面取得全球领先地位。

参考文献

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