基于“物聯網”的高校實驗室氣瓶閉環管理體系探索與研究

■林建國

（廈門理工學院，福建 廈門 361024）

實驗室是高校人才培養的重要依托，是高校實驗教學和科學研究的主要陣地，實驗室的安全運行是確保高校教學、科研工作順利進行的基本保障。隨著國務院新一輪建設一流大學和一流學科的戰略規劃，高校對實驗教學和科研工作提出了新的要求。高校科研經費和實驗儀器規模不斷增長，隨之而來的實驗室安全隱患也不斷增多。實驗室內各種氣體在高校化學試驗、材料分析、機械加工等多個領域廣泛應用，氣體安全涉及易燃易爆、有毒窒息、高腐蝕性等特性，與企業行業用氣不同的是，高校實驗室用氣具有種類多、使用人員多、用氣場所多、安全隱患多等“四多”特征，給高校氣體安全管理帶來巨大挑戰。2015年3月上海某大學發生硫化氫泄漏致1人死亡，4月江蘇某大學發生甲烷泄漏引發爆炸事故造成1死4傷，12月北京某大學發生氫氣泄漏爆炸事故造成一名人員死亡；2016年四川某研究院發生氣瓶爆炸事故造成8人受傷。根據國家質檢總局發布的統計資料，在2009—2019年發生的氣瓶事故共有166起，氣瓶事故造成的死亡人數在各類特種設備事故中居于首位[1]。在高校實驗室氣瓶事故中泄漏和爆炸最為高發，究其原因主要是誤操作和管理不到位。因此，加強高校實驗室氣體規范管理是非常有必要的。

一、實驗氣體管理現狀

與企業行業相比，高校實驗室具有氣瓶種類多、用量少、單價低、頻次高等特點，實驗室氣瓶使用人員技術水平良莠不齊，沒有固定的操作技術員，氣瓶使用場所較為復雜，部分高校實驗室氣體管理制度還不完善，在氣體采購、使用、處置等過程缺乏規范管理，存在較多安全隱患。一是氣瓶使用管理制度不完善，日常安全檢查未落實、監管不到位、進出臺賬未登記。二是氣體采購時供應商資質不齊全，出現氣瓶質量不合格、氣瓶沒有安全帽和減震圈、運輸過程不規范、違規操作等安全隱患。三是存在氣瓶顏色與氣體不一致，標識不清、老化、過期等情況，給后續使用、處置留下隱患。四是氣瓶使用時未固定，存在氣路連接管老化、過長、磨損等現象，缺少必要的警報設施等。五是同一間實驗室內存放過多的氣體，可燃氣體、助燃、有害氣體混合放在一起，沒有配置必要的氣瓶柜及排氣扇等。六是實驗室人員流動性大，進入實驗室操作的學生實驗安全知識匱乏，安全意識淡薄，沒有接受過氣瓶使用培訓而直接對氣瓶進行操作,使用后未關閉氣瓶等。七是一次性購入過多氣瓶，滿瓶空瓶堆放在一起，氣瓶使用后未合理處置，空瓶因資產報廢年限未到長期堆放等問題，給實驗室安全留下隱患。實驗室氣體安全關乎高校師生生命安全，實驗室氣體管理工作應做到在認識上找差距、在工作上找短板、在措施上找弱項、在落實上找問題、在安全上找盲點，積極謀劃建設安全可靠的實驗室氣體安全管理體系。

二、基于“物聯網”實驗室氣瓶管理優勢

高校實驗室安全管理改革要將全國教育大會精神融入到重點和中心工作中，深入分析實驗室安全管理面臨的優勢與問題，把握新階段目標與任務，革新管理模式和管理內容，增強服務質量和服務意識，提升規范化、科學化、制度化、信息化管理水平，推進人才培養模式和培養內容升級。最大化發揮信息化技術的優勢，推進管理服務和支持決策功能建設,為高校管理決策提供數據支撐。信息化是當今時代發展的大趨勢，代表著先進的生產力，高校實驗室安全管理要建立以創新驅動為引領的新理念，構建安全可靠、創新融合、服務先進、部門協同、覆蓋全程的實驗室氣瓶安全管理模式，充分考慮實驗室氣瓶安全管理特點，強化實驗室安全管理,提升實驗室管理水平。

三、基于“物聯網”實驗室氣瓶管理思路

隨著信息技術革命的不斷深入推進，互聯網技術日新月異發展，在推進高校實驗室內涵建設過程中，要充分發揮信息技術優勢，將互聯網與實驗室氣瓶安全管理進行深度融合，充分發揮互聯網在資源配置中的優化和集成作用，打破實驗室“信息孤島”現象，創新管理模式，保障實驗室安全管理，不斷深化對人才培養的支撐。

（一）建立規范化管理信息流程

管理信息流程是業務處理的核心，繪制管理信息流程網絡圖，梳理業務審批流程，明確審批人、審批流轉節點、審批角色等關鍵要素，確定審批角色的職責和權限，確保業務流程暢通。以“物聯網”理念規范內部數據信息流，建立信息化、科學化、規范化、可溯源的實驗室氣瓶管理機制。

（二）健全精細數據管理模式

實驗室管理工作逐步采用信息化管理模式，實驗室氣瓶管理數據精細化管理的目的，就是通過信息化管理，讓數據多跑腿、師生少跑腿。從源頭規范數據，確保數據科學合理、準確有效，發揮數據有效價值，降低管理成本，為管理決策提供有力的參考。

（三）完善制度化內控管理機制

實驗室氣瓶管理強調高度的安全性，針對實驗室氣瓶信息化管理過程中的采購、審批、使用等環節建立有效的監督機制，加強閉環管理，強化安全意識，優化內控管理，健全安全評估體系，優化實驗室氣瓶管理機制。

（四）構建智能化安全管理體系

實驗室氣瓶管理融入“物聯網”技術，通過射頻識別（RFID）、智能傳感器、遠程監控、電源管理、網絡通信等智能設備，改善實驗室氣瓶智能化管理能力，增強實驗室氣體異常預警能力，提升實驗室的安全管理能力。

四、基于“物聯網”實驗室氣瓶管理模式

基于“物聯網”實驗室氣瓶管理體系建設為廣大師生提供一個智能感知的信息化綜合服務平臺，將“物聯網”技術融入到實驗室氣瓶安全管理服務領域，實現氣瓶管理感知、互聯、協作相互融合，精準收集統計實驗室氣瓶存量信息，動態監控氣瓶流向，實現氣瓶全過程記錄，有效提高工作效率，創新管理途徑和方法，促進實驗室安全管理向智能化轉變，提高實驗室管理人員的綜合素質。

（一）基于“物聯網”實驗室氣瓶采購管理

國內高校在氣體采購環節對供貨商資質選擇方面有較多的研究創新，但在當前高校招標采購制度下，如何從源頭把控，把好入口關，既能符合實驗室安全管理要求，又能滿足實驗室多樣化實驗需求，是氣體采購管理環節的難點。截至2019年年底，全國共有移動式壓力容器及氣瓶充裝單位27328家、持有許可證28120張，氣瓶檢驗機構2065個，安全閥校驗機構665個，氣瓶充裝、供應、檢驗機構眾多，難免良莠不齊。當前大部分高校還是采用由各個實驗室根據需求自行聯系供應商采購氣瓶的模式，由于單個實驗室氣瓶使用量較少，難以對供應商的資質、產品質量、技術服務等形成有效的約束，導致個別資質不全、質量不達標的氣瓶流入高校，給高校實驗室管理留下了安全隱患[2]。因此，從學校層面遴選建立社會信譽好、資質全、技術安全可靠的氣體供貨商庫，采用公平競爭、動態管理調整機制，構建基于“物聯網”實驗室氣體采購管理體系（見圖1），從供應商遴選、實驗室采購、學校職能部門審批、供貨運輸、收貨報銷、使用評價、安全監管等方面建立閉環采購管理。學校職能部門定期對實驗室在冊氣瓶進行巡查，結合實驗室動態評價對供應商進行資質年審綜合排名，在管理系統中公告排名結果，根據結果調整供應商等級和系統檢索排序，淘汰綜合評價較低、服務差、產品不規范的供應商，通過公開透明的實驗室氣體閉環采購管理體系動態評價年審機制督促供應商提升服務質量，讓每個實驗室能更好地了解供應商服務質量，選擇優質的供應商，從源頭上防止實驗室氣瓶事故發生[3]。

圖1 基于“物聯網”實驗室氣體采購管理體系

在“物聯網”技術支持下，管理職能部門根據不同需求，在校園內關鍵位置設置RFID監控設備，在采購氣瓶入校時氣瓶供應商為每個氣瓶配置打印粘貼RFID標簽，系統通過持續掃描RFID標簽，即可實現氣瓶資產出入庫動態監測。管理職能部門可以實時掌握全校氣瓶的動態位置和變動情況，實現實驗室氣瓶管理數據實時共享和交互。

（二）基于“物聯網”的實驗氣體使用管理

高校實驗室氣瓶安全管理的重點在氣瓶存放和使用環節，在使用易燃易爆和有毒氣體的實驗室按照《工業金屬管道設計規范》《工業金屬管道工程施工及驗收規范》《現場設備、工業管道焊接工程施工及驗收規范》等安全技術規范布置氣體管道，統一安裝煙霧報警器、有毒/易燃氣體濃度報警器、緊急切斷閥、防爆排風扇、警報器和紅外監控等設施，通過現代網絡信息技術、通信技術、傳感技術和RFID技術等技術組成基于“物聯網”的實驗室氣體安全智能管理體系（見圖2），實驗室負責人可以通過網絡遠程查看實驗室監控，定時開啟防爆風扇。氣體濃度報警器專門檢測實驗室內各類氣體濃度并通過數據采集模塊實時監測氣瓶情況，控制器獲取氣體濃度報警器的信息，當檢測到有煙霧報警或氣體泄漏后，系統自動緊急切斷閥門，打開防爆排風扇警報器，并通過GSM/GPRS通信網絡模塊向系統記錄的實驗室負責人和學校安保人員發送實驗室氣體泄漏事故預警短信，警示實驗室內何種氣體濃度過高，實現實驗室氣體隱患早發現、早預防、早排除，有效避免安全事故和二次傷害事故發生[4-5]。系統安裝后還需要定期檢測、維護校驗，確保設施安全可靠。并配套建立標準化的應急處理預案，定期組織相關人員開展演練，固化氣體應急處理流程，不斷加強師生氣瓶使用安全意識，為實驗室氣體安全管理贏得主動、贏得優勢、贏得未來[6]。

圖2 基于“物聯網”的實驗室氣體安全智能管理體系

五、結語

高校實驗室氣瓶安全管理是一項系統性工程，校級職能部門要從全局出發思考解決方案，建立統一規范的閉環采購管理，配合基于物聯網的實驗室氣體安全智能管理系統，實現從組織措施到技術措施相輔相成的實驗室氣瓶安全管理體系。同時，應向外延伸，與政府監管部門、氣瓶供應商等密切合作形成合力，共同構建嚴格規范的閉環管理架構，努力實現更高質量、更加公平、更有效率、更加安全的實驗室氣體安全管理。