高校大型儀器設備開放共享建設與實施

鄭忠香

摘 要 高校實驗室的大型儀器設備開放共享以提高利用率和滿足社會需求為目標，以信息化管理為技術手段，以共享平臺為窗口，以專業的人才隊伍作技術保障，穩步推進。科研資源應用圈以學院課題組為核心，逐步輻射到其他院系、高校、科研院所、企業和個人，從專管專用，走向專管共用、共管共用。以機械學科實驗室為例，闡述高校大型儀器設備開放共享的實施背景、意義與實踐探索。

關鍵詞 實驗室；大型儀器設備；信息化平臺；開放共享；預約實驗

中圖分類號：G642.423 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2018）16-0020-04

1 引言

近年來，我國科技經費投入持續增長[1]，研究與試驗發展（R&D;）經費投入強度不斷提高，我國已成為僅次于美國的世界第二大科技經費投入大國[2]，高等學?？蒲薪涃M的投入規模持續增長。隨著“211工程”“985工程”“雙一流”建設的實施，國家財政向高等教育投入的增加，高校科研設施和儀器設備規模持續增長，覆蓋領域不斷拓展，研究水平日益提高。許多高校重點學科的實驗室經過幾十年的積淀和更替，擁有了一大批先進設備和優良儀器。以機械學科重點實驗室為例，從普通機床到數控機床，從三軸數控機床到五軸加工中心，從大型重載裝備到納米制造裝備，從接觸式測量儀器到視頻檢測，再到納米級光學測量儀器，從傳統機械到高端智能制造裝備，再到多學科交叉領域裝備（如柔性電子制造裝備等），這些儀器設備有的從全球知名公司購買，有的完全自主研發，涵蓋重點學科領域的諸多方向，部分設備甚至代表著國際最先進最前沿的技術水平，這些高性能儀器設備有力推動了學術研究和學科發展。

因為信息不暢通等原因[3]，這些儀器設備往往只在課題組或學院內部使用，存在閑置浪費現象，專業化服務能力也有待提高。另一方面，一些剛剛入校的年輕教師因為經費不足，沒有能力購買需要的科研設備[4]；有些院系和科研院所有跨學科跨行業科研的需求；有些企業或個人因為技術創新研究或其他原因，也需要儀器設備，社會各界對于科研設施與儀器設備的開放共享具有廣泛而迫切的需求。

大型儀器設備開放共享對科技創新的服務和支撐具有深遠的社會意義[4]。2014年12月，國務院發布《國務院關于國家重大科研基礎設施和大型科研儀器向社會開放的意見》（國發〔2014〕70號）；2015年12月，教育部發布《教育部辦公廳關于加強高等學?？蒲谢A設施和科研儀器開放共享的指導意見》（教技廳〔2015〕4號），各大高校紛紛響應，積極開展大型儀器設備開放共享。

2 大型儀器設備的特點與開放共享需要解決的問題

大型儀器設備的特點

1）功能強大、性能指標高。大型儀器設備普遍具有普通設備所不具備的功能強大、性能指標高等特點[5]。例如：有的設備能完成數據采集、建模、加工控制與質量檢驗等完備功能；有的設備運行精度高，達到微米、納米精度；有的設備速度快，達到10 g的快速啟停等。

2）價格昂貴、維護成本高。高校用于科研的大型儀器設備品質精良，價格昂貴。例如：美國Precitech公司的納米精密車銑復合機床Nanoform X約290萬元/臺套；FIE公司的聚焦離子電子雙束系統Small dual beam是500多萬元/臺套，單個鏡頭的最低價格十幾萬元，維保費近30萬元/年。這些儀器設備精度高，對環境要求也高。例如：大型重載裝備需要構筑減振地基；納米級制造裝備及測量儀器需要恒溫、無塵，具備萬級凈化間標準環境；OLED柔性電子薄膜封裝實驗不僅需要恒溫、無塵，還需要真空環境等。

3）操作嚴格，人員素質要求高。為保證儀器設備達到理想的性能和精度水平，必須嚴格規范操作流程。因此，操作這些儀器設備的人員必須要求專業素質高，不僅要懂操作，還需懂得技術，有理論基礎。任何不按操作流程操作、超負載、超速設置等的違規行為輕則造成設備損壞，重則影響生命財產安全。

大型儀器設備開放共享需要解決的問題 如何增進師生共享意識，提高協作共用？如何協調科研資源，為教學、科研與社會多方服務？如何保證共享實驗的規范管理與操作安全？這些都是大型儀器設備開放共享需要解決的問題。

1）規范管理。為了保證大型儀器設備從以往的專管專用，平穩過渡到專管共用及共管共用，必須認真學習國家各級發布的儀器設備管理制度和開放共享管理辦法，領會其精神，傳達其意義，并根據實際情況制訂具體的院級暫行辦法和操作指南，可以考慮建立設備操作流程管理、設備維護管理、設備安全管理等制度或規范。

2）技術手段。為實現大型儀器設備面向全社會的開放共享，需要整合儀器設備，使之數字化、網絡化、信息化，建設功能完善的信息平臺[7]。其主要技術手段包括：運用數字化技術建立設備信息檔案；運用數據庫技術實現設備使用時間分配管理；運用互聯網技術實現設備的遠程預約申請；運用多媒體可視化技術實現設備操作的高效培訓。這些現代化技術的運用以及信息平臺的建設，支撐設備從申請預約到實驗操作整個流程，并提供統計、匯總、導出等功能，實現儀器設備全生命周期的信息化、數字化管理。

3）人員安全與設備安全。為保證大型儀器設備開放共享的安全實施，需要從制度、培訓等方面保證設備操作過程中的人員安全和設備安全：①編輯整理大型共享儀器設備的操作流程卡、安全操作規程，打印并就近放置；②對于上機操作人員制定嚴格的培訓制度和考核要求，未取得操作資格證書者不得上機[6]；③空壓機等特種設備必須通過專門的安全知識和應急演練培訓，持證上崗；④實施門禁授權機制，授權師生必須通過校實驗室安全知識培訓考核并簽名，以提高自我安全防范意識；⑤加裝視頻監控，實現設備遠程展示或實時監控等，保障人員安全和儀器設備安全；⑥定期檢查、維修和維護設備，保證設備的最佳性能[7]。

3 大型儀器設備開放共享的實施

下面以機械學科國家重點實驗室為例，闡述大型儀器設備開放共享中的規范管理、信息化平臺構建以及人才隊伍建設等方面的建設與實施。

制定規范與流程[8] 實驗室依據國家和學校相關制度制定并頒布院級儀器設備開放共享暫行辦法、儀器設備開放共享收費標準、儀器設備開放預約實驗指南、校內轉賬流程等。開放共享初期對放置在各大實驗室的儀器設備強行開放共享，鼓勵放在各個課題組教師實驗室的10萬元以上的大型儀器設備開放共享，采取自愿原則。

對于完全共享開放的設備，實驗室責任到人，每臺設備指定具體的設備負責教師，承接委托實驗或技術指導，提供水、電、氣、耗材、刀具、夾具等輔助材料，建設清潔、安全、可控的共享環境，保證設備正常運行，并且通過共享實驗、培訓、課外實驗教學等多手段保證設備的使用機時達到考核標準。

組建專職隊伍 儀器設備開放共享之前，實驗室人員負責環境維護、設備維護維修等公共管理，各課題組教師及學生自行使用本課題組的設備。開放共享后，需要專業的技術人員研習設備功能，需要為其他課題組、院系、高校及科研院所、企業、社會團體或個人提供加工測量實驗支持[9]。因此，實驗室應從多方面加強人才隊伍建設，配備強有力的人才隊伍：

1）聘請相關領域的杰出專家教授組建專家委員會，作為技術后盾，進行業務咨詢和技術指導；

2）實驗室按功能進行劃分，各功能區配備專職負責人；

3）由具有理論基礎和實際經驗的專業技術人員負責各設備；

4）培訓一批在校碩士、博士生成為專業設備的學生助理，擔任技術實驗操作指導；

5）長期開展通用儀器設備的培訓和安全培訓，培訓合格后，準予自主上機操作。

通過多渠道引進人才、培養人才，充分保證實驗室大型儀器設備開放共享持續健康有序地運行。

建立開放共享信息化平臺 大型儀器設備開放共享信息化平臺（簡稱“大儀共享平臺”）是高校儀器設備開放共享的重要平臺與服務窗口，是儀器設備與社會各界聯系的橋梁和紐帶，也是實驗室數字化信息化高效率高水平管理的重要工具[10]。華中科技大學大儀共享平臺與學校教師信息庫、學生信息庫關聯，成為校園數字化信息系統的一分子，校內用戶可以方便快速地登錄或切換到大儀共享平臺。它還與學校固定資產設備庫關聯，既能整合全校科研資源，為創建100%最大化共享率成為可能，又能讓共享信息隨固定資產的自查等信息變更而及時準確地進行動態更新。

實驗室設備管理員為其負責的設備設置基本信息和開放參數，如設備的功能描述、技術參數、開放時間、收費標準、機組人員、聯系方式等；校園師生或校外用戶查看儀器信息，預約實驗，并登記實驗機時、費用、成果。其主要流程和功能模塊如圖1所示。

宣傳推廣 儀器設備開放共享的成效體現在兩方面：一是開放率；二是共享率。傳統的彩頁、海報、口碑、電話等宣傳方式受眾面窄量小，基于互聯網的大儀共享平臺是最直觀、最簡潔、最高效的，實驗室大型儀器設備開放共享的宣傳渠道包括：

1）在國家級、省部級、校級儀器設備信息開放共享互聯網上開放共享；

2）在國家核心期刊宣傳介紹共享設備；

3）在院級科研實驗網站宣傳介紹共享儀器設備，定期發布簡報，宣傳開放共享動態；

4）建立QQ群、微信群，方便溝通交流；

5）采集實驗研究發表的論文、專利等成果，制定機時獎勵制度。

4 結語

依托大儀共享平臺，高校大型儀器設備以課題組為核心應用圈，逐步輻射到校各大院系、其他高校、科研機構、中小企業和微型企業或個人；從支撐科研到服務教學、課外實踐，支撐企業技術創新轉型升級、改革創新。大儀共享平臺運行兩年多以來，得到周邊院校、企業專業人員的逐步青睞，設備利用率穩步提高，取得預期效果。

開放共享是一項持之以恒的工作，也是一項有意義的工作。未來仍需要堅定不移地堅持服務第一宗旨，為一流學科建設服務，為學術科研服務，為社會服務。積極開發儀器設備功能，提高測試加工實驗水平，改進共享服務質量，促進學科交叉滲透，促進人才培養，建立更加暢通的資源共享通道，從而提升儀器設備使用率和服務范圍，提高儀器設備的經濟效益和社會效益。圍繞大型儀器設備開放服務，實驗室下一步的發展規劃主要有以下幾個方面。

1）進一步擴大開放共享范圍。實驗室初期只對30臺套儀器設備開放共享，一年后增加到75臺，目前正準備將50萬元以上的非涉密儀器設備開放共享。

2）更加完善數據采集系統、設備管理系統、數據展示系統、門禁授權系統、實驗室監控系統等智能控制模塊的互聯，系統部署安全可控、信息化、標準化、智能化的開放共享實驗室。

3）資質認證，申報CMA或國家級重點實驗室等資質。

4）進一步開展技術和管理培訓，促進儀器功能開發，提高中心人員的專業素質，促進學習、交流與合作。

5）利用科研設備開展本科生實驗教學，提供學生課外創新實驗，開闊視野，培養學生的實踐能力、創新能力，促進學科發展和跨學科融合，更好地服務教學和科研。

參考文獻

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