物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的教科研平臺資源整合與實踐

葉　輝,　王　雷,　杜先鋒

(安徽農(nóng)業(yè)大學(xué) 生物技術(shù)中心,合肥 230036)

0　引　言

教學(xué)科研平臺是多個功能不同實驗室的結(jié)合體，是高校教學(xué)和科研的重要基地，也是新形勢下培養(yǎng)高素質(zhì)人才、出高水平成果、服務(wù)經(jīng)濟建設(shè)的主要場所[1]。科教資源整合與協(xié)同創(chuàng)新不僅是高校促使科研深入發(fā)展與水平提高的重要措施，也是我國深化改革促進自主創(chuàng)新的重要舉措[2-3]。抓好教科研平臺的建設(shè)和管理，對提高科研水平、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新和實踐能力均具有十分重要意義。近年來，隨著招生與辦學(xué)規(guī)模的擴大，高校教學(xué)科研平臺的體量逐步增大、大型儀器設(shè)備數(shù)量也日益增加、資源日趨分散，依靠傳統(tǒng)管理模式已難以滿足儀器設(shè)備開放使用的要求[4]。

信息化、網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)的迅猛發(fā)展給資源整合帶來了前所未有的機遇，也為科學(xué)儀器設(shè)備共享和信息共享實現(xiàn)創(chuàng)造了條件[5-6]。物聯(lián)網(wǎng)(Internet of Things，IOT)是繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)與移動通信網(wǎng)之后的世界信息產(chǎn)業(yè)第三次浪潮，它可以把新一代IT技術(shù)充分運用于各行各業(yè)，促進人與物、物與物的交流，加快物品與網(wǎng)絡(luò)的融合，以更加精細和動態(tài)的方式管理生產(chǎn)和生活，提高系統(tǒng)運行效率，已廣泛應(yīng)用于數(shù)字農(nóng)業(yè)、環(huán)境監(jiān)測、食品溯源和情報搜集等多個領(lǐng)域[7-10]。物聯(lián)網(wǎng)運用于儀器設(shè)備監(jiān)管、資源整合，是該技術(shù)領(lǐng)域的重要創(chuàng)新、拓展與延伸，并呈現(xiàn)出蓬勃發(fā)展的良好態(tài)勢。

1　教科研平臺資源現(xiàn)狀

我校是一所以農(nóng)林生命學(xué)科為優(yōu)勢和特色的省部省局共建高校，擁有1個國家重點實驗室、1個國家地方聯(lián)合實驗室、37個省部級實驗室、15個教學(xué)實驗中心、87個專業(yè)實驗室。近年來隨著國家的“中西部基礎(chǔ)能力建設(shè)工程”“有特色高水平”大學(xué)建設(shè)等項目的支持，新增設(shè)備急劇增加，目前已擁有大型儀器設(shè)備672臺(套)，總值2.08億元。然而由于經(jīng)費投入較為集中、期限較短、信息不暢等原因限制，大型儀器設(shè)備的使用管理遇到了很多難題[11-12]。突出表現(xiàn)在：①重復(fù)購置嚴重。如液相、氣相色譜儀等原先緊缺的設(shè)備，短期內(nèi)蜂擁而上、數(shù)量成倍增長。②資源分散、綜合效益低。雖然學(xué)校已經(jīng)著力整合資源建立了多個教學(xué)實驗中心，并由其協(xié)調(diào)管理相應(yīng)的專業(yè)實驗室，但由于科研平臺資源分散嚴重且科研平臺和教學(xué)實驗室分別屬于科技、教務(wù)兩個部門管理，缺乏有效的管理措施，導(dǎo)致彼此之間的聯(lián)系相互脫節(jié)，資源整合困難，設(shè)備利用率低，投資效益差；③開放共享力度不足。由于管理體制和運行機制不健全，很多教科研平臺雖建有對外開放制度，但是在具體實施的過程中缺少開放運行體制與機制、無法形成開放共享的合力、無法與社會經(jīng)濟發(fā)展接軌[1,13]。

2　整合舉措

2.1　實現(xiàn)教科研平臺資源物理空間的整合

為了聚集、共享農(nóng)學(xué)與生命科學(xué)類優(yōu)勢科技資源，2012年學(xué)校集中建設(shè)并啟用了生物科技樓這一重要科研基地，并以此為依托，搭建公共共享平臺，整合優(yōu)勢資源和優(yōu)勢團隊。在具體實施過程中，按照學(xué)科群和學(xué)科相近原則，分樓層按功能集中設(shè)置各省部級以上重點實驗室、學(xué)科群公共實驗室，鼓勵建立跨PI的聯(lián)合實驗室，促進協(xié)作交叉，促進學(xué)科交叉和科技資源共享，避免重復(fù)建設(shè)，有效提高資源利用率。經(jīng)過多年的運行與管理，初步形成了以校一級教科研平臺(生物技術(shù)中心、各類教學(xué)實驗中心)為基礎(chǔ)、以二級科研平臺(農(nóng)學(xué)、生命科學(xué)相關(guān)學(xué)科群與重點實驗室)為紐帶、以三級科研單位(PI科研團隊)為核心的多層次、一體化的教科研管理服務(wù)架構(gòu)。

2.2　實現(xiàn)教科研平臺大型儀器設(shè)備資源整合

學(xué)校以國家重點實驗室的申報建設(shè)、生物科技樓科研基地的優(yōu)化提升為契機，引進了大型儀器設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，經(jīng)過4年多的努力，該物聯(lián)網(wǎng)管理系統(tǒng)的建設(shè)范圍已從校級科研平臺拓展至園藝學(xué)科群等二級科研平臺、生命科學(xué)學(xué)院等教學(xué)實驗中心，入網(wǎng)大型儀器設(shè)備從35臺增加至139臺，總價值由3 385萬元增加至6 955萬元，系統(tǒng)注冊課題組235個，注冊成員519人(其中校外67人)。儀器設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)的使用，可以實時掌握儀器設(shè)備的運行狀況，實現(xiàn)預(yù)約、收費、測試、結(jié)果報告的流水作業(yè)與服務(wù)，保障聯(lián)絡(luò)信息的暢通并對分析測試實況進行有效監(jiān)測[14,15]。同時,可以通過儀器設(shè)備的運行情況、運行效率分析，科學(xué)分配經(jīng)費與投入方向，有效解決并保障設(shè)備的投資效益，避免儀器設(shè)備重復(fù)購置、資源浪費現(xiàn)象，保障各項工作的科學(xué)、規(guī)范與高效運行。

3　整合成效

3.1　實現(xiàn)向開放服務(wù)模式的轉(zhuǎn)變

大型儀器設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)管理系統(tǒng)的應(yīng)用,不僅可以有效整合學(xué)校各學(xué)科群科研平臺(重點實驗室)、實驗教學(xué)中心、專業(yè)實驗室的科技資源，而且可以打破實驗室壁壘，合理布局、管理和使用各類大型儀器設(shè)備，使各類平臺資源的有機結(jié)合、互通有無，避免儀器交叉購置、低水平重復(fù)與資源浪費，逐步建立了四維聯(lián)動、優(yōu)勢互補、層次多樣的開放服務(wù)模式(見圖1)。使從實驗室發(fā)展固步自封、實驗室資源互不相通向信息資源共享、優(yōu)勢互補轉(zhuǎn)變，在提高實驗室和儀器設(shè)備利用率的同時，有效解決當前學(xué)生人數(shù)持續(xù)增加、實驗室資源相對不足、學(xué)生實踐動手能力迫切需要提高三者間的矛盾。

圖1基于物聯(lián)網(wǎng)管理系統(tǒng)的教科研平臺對外開放模式

3.2　實現(xiàn)了運行管理機制的轉(zhuǎn)變

利用儀器設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)開放管理系統(tǒng)，可以促使運行管理機制發(fā)生根本性改變，即在管理模式上摒棄傳統(tǒng)的隨機、無序的非預(yù)約使用模式，從 “人工預(yù)約服務(wù)”向“以信息化預(yù)約為主體、人工預(yù)約服務(wù)為輔”轉(zhuǎn)變，并逐步實現(xiàn)全部信息化預(yù)約管理。同時通過信息反饋機制的建立，使整體運行管理實現(xiàn)閉合體系的良性循環(huán)，使平臺邁上科學(xué)化、規(guī)范化管理軌道(見圖2)。

3.3　提高了管理服務(wù)效能

在實際運行中，針對各個平臺的特點及實際運行管理模式的需要，如有的平臺按分析測試費預(yù)約、有的按機時數(shù)進行預(yù)約等不同需求，設(shè)計出不同的管理模塊，給師生提供便捷化服務(wù)。同時通過短信互動平臺、手機APP等服務(wù)軟件的嵌入,架起了“使用者—管理者—儀器操作者”之間的信息溝通橋梁，提高了管理服務(wù)效能。

3.4　提高了儀器設(shè)備的完好率和利用率

通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的運用，實時監(jiān)控儀器設(shè)備的運行動態(tài)，促進其科學(xué)使用，如遇設(shè)備故障，可以對癥下藥及時維修，保障完好率，儀器設(shè)備的完好率由95.67%提高至100%。同時通過該系統(tǒng)，管理人員可以根據(jù)儀器設(shè)備的使用狀況，合理調(diào)配對外服務(wù)時間，促進資源共享，提高利用率，儀器設(shè)備的利用率由入網(wǎng)前的75%左右提高至現(xiàn)在的92.25%。

3.5　提高了科研服務(wù)水平和人才培養(yǎng)質(zhì)量

入網(wǎng)大型儀器服務(wù)科研項目數(shù)從入網(wǎng)前的65項增加至現(xiàn)在的457項，分析樣品數(shù)從3 500份增至21 921份，增幅分別達到6.26倍、8.11倍；發(fā)表SCI論文的影響因子從0.5～3提高到0.8～7.8，甚至有影響因子12的論文發(fā)表(合作)。利用系統(tǒng)內(nèi)大型儀器設(shè)備進行大學(xué)生科技創(chuàng)新基金等項目研究逐步增多，2016年為57項，其中獲得省“興農(nóng)杯”“挑戰(zhàn)杯”等大學(xué)生學(xué)術(shù)科技作品競賽省級一等獎2項、二等獎4項；掃描電子顯微鏡、激光共聚焦顯微鏡等原先是研究生完成科研課題的“專利”裝備，現(xiàn)在逐步成為本科生課題研究的新寵，本科生論文發(fā)表期刊逐步從省級向國家級過渡，研究生發(fā)表論文從國家核心期刊向SCI期刊轉(zhuǎn)變。

4　結(jié)　語

大型儀器物聯(lián)網(wǎng)管理系統(tǒng)的實施與應(yīng)用,不僅有利于建立校級科研服務(wù)公共平臺與學(xué)科群平臺(重點實驗室)、教學(xué)實驗中心、專業(yè)實驗室的優(yōu)勢互補、資源有機整合機制，而且有利于打通科研平臺與教學(xué)實驗平臺的信息通道，充分實現(xiàn)開放共享，節(jié)本增效，構(gòu)建良好的教科研服務(wù)大平臺，為高水平人才培養(yǎng)和科學(xué)研究提供條件基礎(chǔ)；有利于找到與安徽省大型儀器共享共用管理平臺(網(wǎng))對接的制高點，為實現(xiàn)更高更大范圍的共享奠定前期基礎(chǔ)。

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