大型儀器共享平臺的物聯網管理及應用

王兆國 劉程國 段佳慧

摘 要：大型儀器設備是開展科研活動、獲得成果產出的物質基礎，是培養人才、建設科研團隊的物質支撐。東北農業大學使用物聯網管理大型儀器共享平臺，應用于實驗室管理、預約管理、資金賬戶管理、成果管理及終端管理等方面，較好地整合了校內資源，簡化了工作流程，提高了儀器的使用效率，實現了大型儀器共享平臺安全、規范、高效化管理。

關鍵詞：大型儀器設備;物聯網;管理;應用

大型儀器設備在許多科研工作中是不可或缺的研究工具，隨著國家開啟雙一流大學建設，高校工作者對大型儀器設備的使用需求不斷加大，大型儀器設備服務體系的構建及管理越來越成為高校工作及研究的重點。國務院于2014年出臺了《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），為提升儀器利用率，促使高校大型儀器設備得到充分合理的運用，更好地服務于教學、科研、人才培養和社會發展提供了解決方案。東北農業大學結合校內儀器設備存量、服務對象、使用需要，探索建立符合自身情況的開放共享管理模式，完善開放共享管理體制，健全管理機制，實現對現有大型儀器設備的全面開放。在由傳統管理模式向新的儀器管理模式轉化過程中仍面臨許多問題，例如設備采購論證、與現代社會經濟接軌、學院大型儀器設備和校共享管理平臺統一管理等問題。

物聯網的加入為這些問題帶來了新的轉機，依靠硬件管理終端及信息化網絡對當前學校大型儀器資源進行統籌管理。物聯網使人與機器的信息交互實現了人與人之間的信息交互，通過物聯網管理大型儀器，使平臺管理趨于規范化、科學化、精細化。運用物聯網通過手機APP、電腦等終端可實時觀測用戶預約使用情況，精準查詢大型儀器開放使用的各項數據，隨時獲取大型儀器設備的階段性使用效益反饋，大大提高了設備的利用率，為學校管理層制定相關決策提供依據。

一、平臺現狀

1.建立大型儀器共享平臺

我校注重人才培養和科研產出，不斷加大對科研項目的經費投入，每年為學院購置大量的儀器設備。由于各學院信息不同步，“各用各管”的管理方式導致學校儀器購置重復的問題較為突出，一些學院閑置的儀器正是其他學院缺少的儀器，造成資源分配不均和資金浪費的現象嚴重。隨著國家對大型儀器共享工作新的意見出臺，學校明確大型儀器的使用管理要實現“資源共享、專管公用”，打破各學院、學科、課題的界限，改變“誰管誰用，誰買誰用”的現狀，避免儀器重復購置和無人看管的情況。我校借鑒此方法，建立了大型儀器共享平臺，并運用物聯網技術協助管理。我校多年來持續投入經費用于科研儀器設施的購置，現有充足的儀器資源，為儀器共享、開放共用奠定了物質基礎。我校通過大型儀器共享平臺對學校大型儀器進行統一管理，探索有利于我校發展的管理方法，健全管理制度。大型儀器共享平臺提高了儀器的利用率并充分利用學校擁有技術性人才的優勢，在服務好學校教學科研工作的基礎上，積極面向校外科研院所、企事業單位開放儀器的使用。

2.物聯網搭建大型儀器共享平臺

建立大型儀器網絡信息平臺，將學校各學院的儀器信息發布在大型儀器共享平臺網站上，對分散在各學院的儀器利用物聯網進行集中管理。各學院將大型儀器的名稱、型號、性能、存放地點、收費標準、預約方式、可預約時間段、儀器管理人員及聯系方式等詳細信息發布在網絡平臺上，方便校內外用戶及時了解儀器相關信息，省略了許多耗時耗力的中間手續，拉近使用者和管理者距離，方便溝通，讓使用者省時省事。

利用物聯網搭建大型儀器共享平臺，開創新型管理模式，新的管理模式使管理程序更加簡捷高效，能夠快速全面地滿足使用者需求，提高測試效率，為使用者提供方便。物聯網的加入打破了傳統時間和空間的約束，實現從靜態數據管理到動態數據管理模式。物聯網的自主上機功能可以有效壓縮時間，運用7？4h運營模式，使用者依據自身情況預約處于空閑狀態的儀器，從而提高儀器利用率。通過物聯網搭建的虛擬平臺，各學院之間實現了信息交互，從而有效地整合了學校內現有的大型儀器設備資源，平臺利用物聯網系統對其分類集中管理形成專項平臺，使儀器的優勢發揮到最大。網絡與儀器聯機，實時監控儀器設備的狀態，收錄并更新平臺數據，確保了平臺的安全運轉。除此之外，物聯網還具有網上預約、在線培訓和自動計費等功能，為用戶提供了優質的服務。物聯網為用戶搭建信息交流平臺，推動了大型儀器設備在教學、科研及科技創新中的應用。

二、物聯網

1.物聯網概念

物聯網這一概念由美國麻省理工學院于1991年首次提出，“萬物皆可通過網絡互聯”解釋了物聯網的基本含義。國際電信聯盟（ITU）對物聯網的定義為：物聯網是實現物到物（Thing to Thing：T2T）、人到物（Human to Thing：H2T）和人到人（Human to Human）的互聯。國內比較一致的物聯網概念是指通過射頻識別（RFID）、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備，按約定的協議，把任何物品與互聯網連接起來，進行信息交換和通信，以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡技術。

2.平臺儀器智能化管理

（1）線上預約。校內外人員可在平臺網站上注冊課題組，在網站上查詢每臺儀器的使用狀態，每臺儀器的空閑時段和被占用時段都會實時更新，用戶可根據自身需要合理分配時間。預約可選擇自主測試和送樣測試，有獨自操作儀器能力或經過培訓合格的用戶允許自主上機，否則選擇送樣測試。送樣用戶可與測試老師溝通，了解樣品信息，溝通具體送樣時間。用戶在網站上提交預約申請，測試老師在網站上對符合要求的申請進行審批通過，駁回無效申請，規范了儀器使用流程，簡化了工作程序。按照預約樣品依次進行有序測試，用戶省時省力，儀器也達到了利用率的最大化。平臺采用信譽積分制，對于達到預約時段而未送樣的用戶有減分懲罰，如爽約兩次以上則3個月內不可使用該儀器。網上預約儀器不僅為用戶提供便利，而且大大提高了儀器的使用率，大型儀器不停機測試能夠節約能源，增加儀器的使用壽命，有利于保護儀器。

（2）技術分享。平臺網站公布開放使用的儀器的名稱、型號、所屬實驗室、技術指標、放置地點、管理人員及聯系方式等信息，為用戶查詢相關儀器信息、預約送樣提供便利。網站上傳更新了大量有關儀器的文獻及視頻，用戶可以觀看及下載資料包含儀器原理、儀器操作方法、數據處理、維修維護等內容，為用戶了解和應用儀器提供資料支持。

（3）自動計費。自主上機采用刷卡上機方式，系統依據兩次刷卡時間記錄測試時長，自動記錄費用。對于送樣測試系統會按照樣品單價和樣品數統計費用，測試結束后由測試老師登錄系統進行核算扣費。課題組賬戶有足夠余額時才可預約儀器，否則將被限制預約儀器。自主上機刷卡后或送樣測試樣品接受后系統計費自動開啟，操作結束后費用從用戶的課題組賬戶余額里自動扣除，實行收費，計費方便又準確。

（4）終端管理。為了保證儀器系統的安全，平臺為每臺儀器配備了監控設施，在出現故障后能夠第一時間反映問題。為了使用戶有序進入測試平臺，簡化管理流程，平臺設有門禁系統，所有大型設備按類型分別放入理化分析平臺、基因平臺和顯微平臺管理，用戶從進入測試中心，到進入平臺、再到進入實驗室都有門禁把控，這樣能夠避免閑雜人等的進入，維護了平臺工作期間的秩序，保證了儀器設施的安全。平臺將提前授權用戶測試期間的門禁，保證用戶在測試期間能夠自由出入平臺，這樣既簡化了工作流程，又加強了實驗室的安全管理。

三、結語

大型儀器設備是高校科研工作和成果產出的重要保障，是建設雙一流大學過程中的重要建設內容，也是高校重要的物質財富。我校建立大型儀器共享平臺，為校內外用戶提供全面的測試服務，保障科研工作的進行，為科研產出提供有力的技術支撐，并積極服務于地方經濟發展。大型儀器共享平臺全面收錄并對外開放大型儀器，使儀器設備資源得到充分的利用，提高了學校設備利用率。各學院儀器設備由平臺統一管理，從而降低了重復購置率。在大型儀器共享平臺建設過程中，我校結合自身發展需求，運用物聯網技術實現儀器使用的網上預約、自動計費和技術分享等管理模式體現出高效、精確、安全等特點。物聯網管理模式解決了傳統管理模式的許多弊端，滿足用戶需求的同時也為學校和社會提供了便利。物聯網的加入使大型儀器的管理更加科學、規范，擴大了學校大型儀器設備的服務群體，有效提升了學校大型儀器的使用效益。

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