新工科背景下實驗室建設組織冗余調節作用

卞永明， 孫 波， 于睿坤

（同濟大學機械與能源工程學院，上海201804）

0 引 言

新工科建設是基于國家戰略發展新需求、國際競爭新形勢而提出的我國工程教育改革方向。自2016年提出“新工科”這一概念以來，先后形成了“復旦共識”“天大行動”和“北京指南”。鐘登華院士［1］指出新工科的內涵在于要更加積極應對變化和主動塑造世界——理念新；要培養多元化、創新型卓越工程人才——要求新；要繼承與創新、交叉于融合、協調與共享——途徑新。李培根院士［2］認為新工科的“新”體現在培養具備引領未來工程需求的新素養人才、構建專業課程知識體系新結構和建立教育教學新方法。新工科具有引領性、交融性、創新性、跨界性和發展性等特征，新工科建設是一項涉及面廣、影響面寬、具有中國特色的復雜的系統工程［3］。

新工科建設對高校實驗室建設管理提出了新的要求［4］。實驗室作為高校教學科研的重要平臺，是專業人才培養中的重要環節［5］。一個創新、高效和具有活力的管理機制，是保證實驗室能夠和諧、可持續發展的重要源泉和動力［6-8］。

近年來，在211、985、上海市學科建設經費、中央普通高校改善基本辦學條件專項資金和國家級實驗教學示范中心專項運行經費等項目的資助下，高校實驗室的教學條件有了極大改善，一大批20世紀用于實驗教學的儀器設備正加快更新速度。如何更好地對接新工科建設要求，探索新形勢下高校實驗室建設管理新方法，是實現新工科卓越人才培養目標的重要舉措。

根據《事業單位國有資產管理暫行辦法》（財政部令第36號）、《教育部直屬高等學校國有資產管理暫行辦法》（教財［2012］6號）等一系列文件精神，學校為加強儀器設備固定資產管理、合理配置和有效使用儀器設備固定資產，較為全面地制定了一系列實驗室運行管理規章制度。學院依照同濟大學規章制度，結合學院實驗室管理實際，將組織冗余理論引入實驗室管理，旨在加強高校實驗室管理成效，推進新工科背景下高校實驗室管理工作。

1 組織冗余

1.1 組織冗余概念

組織冗余概念由Penrose［9］在1959年最早提出，隨后Cyert等［10］在1963年拓展并明確了組織冗余的概念，認為組織冗余是“組織擁有的資源中超出實際所需資源的那一部分”。1981年，時任斯坦福大學助理教授的Bourgeois［11］在總結前人研究的基礎上，提出了更加完整的組織冗余概念：“組織冗余是允許組織得以成功調整的現實的或潛在的緩沖器，使得組織可在內部調整和外部變革的壓力下主動依據外部環境而發起戰略變革。”

1.2 組織冗余分類

Cyert等［10］將組織冗余分為未被吸收的冗余和已被吸收的冗余兩類。未被吸收的冗余是指尚未被利用和整合到的資源，但可以迅速被組織起來用于滿足其他一些目標；已被吸收的冗余指目前已經被利用的資源，但這些資源在經濟活動中產生了多余的組織費用。

Bourgeois等［12］根據資源的易恢復性將組織冗余的分類進行了擴展，具體分為3種：可利用的冗余、可恢復的冗余和潛在的冗余。可利用的冗余和Cyert等［10］提出的未被吸收的冗余概念相似，指未被整合起來的資源；可恢復的冗余指已經作為過剩資源被組織吸收，但在不同環境下可恢復使用的資源；潛在的冗余是指可以通過外部環境為組織創造額外資源的能力。

Sharfman等［13］則從管理者對冗余資源的掌控角度，將冗余資源分為高自主權冗余和低自主權冗余。高自主權冗余意味著管理者在面對外部變化的環境下擁有更多政策選擇空間。低自主權冗余對管理者的決策施加了更多約束條件，使其更加偏向推出一些防御性質的措施。同時，又從流動性和使用靈活性角度，將冗余資源分為非沉淀性冗余資源和沉淀性冗余資源。經濟學上認為諸如現金、信用額度等均屬于非沉淀性冗余資源；沉淀性冗余資源則指的是定期支付給職員的報酬、管理費用和閑置生產設備等。

2 為什么要引入組織冗余理論

我國高校實驗室管理模式從最初的以教研室為建設主體，逐漸過渡到以校、（院）系為主的二級管理模式，其中經歷了院系調整、學校合并等一系列政策變動。主要可以分為以下3個階段［14］。

第1階段是20世紀50～80年代初，采用系、教研室二級管理模式，是在院系領導下以教研室為管理主體。各實驗室位置分散、設備重復購置率較高、利用率低。第2階段是20世紀80～90年代初，采用校、院（系）、教研室三級管理模式。學校開始重視實驗室建設，并成立了相應的職能機構管理實驗室工作，由學校進行統一領導。第3階段是90年代以后，在211和985等工程建設項目的支持下，高校實驗室建設獲得了強有力的支持，各高校針對實驗室的管理模式逐步精細化、制度化和信息化。廣泛采用校、院（系）二級管理模式或校一級管理模式。其中校、院（系）二級管理模式實行實驗室主任負責制，通常由具有深厚專業背景和長時間一線教學經驗的教師專職或兼職擔任。這種模式簡化了管理層次，擴大了實驗室的規模，也提高了設備的利用率。校一級管理模式則意味著高校實驗室是一個獨立于各院系的實驗教學實體，能夠極大地發揮校級管理職能作用，其管理范圍更廣、涉及院系更多，因此協調難度更大［15］。隨著新工科建設的不斷深入，高校實驗室建設管理面臨外部競爭和內部調整壓力的雙重沖擊，對實驗室建設管理要求也在不斷提高。特別是2018年智能制造新專業的獲批，對新工科新專業條件下的實驗室建設管理模式提出了新的挑戰。我校是全國范圍內唯一獲批開設該專業的雙一流建設高校，機械與能源工程學院作為該專業的主要建設單位，在制定智能制造新專業培養方案的同時，探索以校、院（系）二級管理模式為主框架下的，具有機械學院新工科新專業特色的管理模式。將組織冗余管理理論引入新工科實驗室建設管理模式，充分挖掘實驗室內部和外部的組織冗余，為多學科交叉背景的系統級新工科新專業人才培養提供有力支撐。

3 高校實驗室資源的組織冗余分類

通過對組織冗余分類的梳理，結合高校實驗室管理的實際情況，通過3個空間約束環對高校實驗室組織冗余資源進行劃分，其3個空間約束環分別為院系空間約束環、高校空間約束環和校外約束環，如圖1所示。按照組織冗余的生成途經劃分為內部生成和外部生成。按照高校實驗室管理政策選擇空間的大小將組織冗余管理的另一個維度定義為管理自主權，由院系空間約束環向校外空間約束環的變化過程中，其管理自主權逐漸降低。將這種分類方法定義為高校實驗室組織冗余管理的三環理論。

圖1 高校實驗室組織冗余管理三環理論

在院系空間約束環內部，分布有可恢復的冗余、可利用的冗余、沉淀性的冗余和已吸收的冗余。這些組織冗余是在組織內部逐漸積累起來的，往往是組織內部管理人員有意識制造的冗余資源，因此具有較高的管理自主權。根據組織冗余對象的不同，又可分為設備型冗余、空間型冗余、技術型冗余和人員型冗余。首先分析設備型冗余，根據Bourgeois等［12］對可恢復的冗余的定義，將學院內部稍早添置但尚未報廢的，處于閑置狀態的實驗設備定義為可恢復的冗余，同時也是沉淀性的冗余。已被吸收的冗余指的是目前正在使用的實驗設備，但是為了保證正常的教學科研秩序，仍需要留有一些冗余量，這種屬于沉淀性的冗余。可利用的冗余根據定義，指的是學院內部可以被整合起來，但還沒有被利用的冗余資源，如新購置尚未使用的實驗設備或者已經列入預算清單中的實驗設備。

空間型冗余是指院系內部實驗室用房冗余資源。受到組織內部規劃、部均空間和人均空間分配不一的影響，長期積累下來在院系內部不可避免地形成了一部分空間型冗余。這種空間型冗余內部根據具體情況也有細分：①用于存放閑置的大型設備（可恢復冗余、沉淀性冗余）；②用于存放閑置的小型實驗設備（可恢復冗余、沉淀性冗余）；③用于暫時存放替換下來的辦公桌椅（沉淀性冗余）；④人均面積過大的空間型冗余（可利用的冗余、已吸收的冗余）；⑤空間利用率不理想的實驗教室（可利用的冗余、已吸收的冗余）。

技術型冗余是指針對核心技術，需要有技術儲備。人員型冗余是指針對某一核心技術或者某門課程，需要有人員儲備。通常將技術型冗余和人員型冗余兩者聯系在一起進行分析。即一門核心技術被多位教師掌握，同時一位教師也掌握多項核心技術。這對技術人員的要求較高，但一旦達成技術型冗余和人員型冗余條件，能夠極大地提高高校實驗室管理的效率。

在院外校內（院系空間約束環外部、高校空間約束環內部）分布有潛在的冗余、非沉淀性的冗余、可利用的冗余和未吸收的冗余。根據Bourgeois等［12］的定義，潛在的冗余指可以通過外部環境為組織創造額外資源的能力。具體來說，是指充分開發高校內部其他院系的可利用資源，在互惠互利的基礎上，達成院系與院系之間的合作事項，引入其他院系的實驗教學資源，諸如此類也是一種可以利用的冗余。非沉淀性的冗余是指可以被其他學院利用的本學院內部的實驗資源。未吸收的冗余是指本院和外院已經發生的合作資源，但合作過程中產生的一些設備資源并未存放在院系內，這種資源能夠在雙方當初合作的基礎上快速地被整合起來滿足院系內部的組織目標。

在校外（高校空間約束環外部、校外空間約束環內部）也同樣分布有潛在的冗余、非沉淀性的冗余、可利用的冗余和未吸收的冗余。潛在的冗余是指充分開發國內外相關企業和科研院所的可利用資源。比如可以合作引進一些基于院系自主管理的校企合作實驗平臺，或者和關系較好的國外院校達成合作辦學的意向，使得國外院校的實驗室資源也能為我院學生所利用，諸如此類也是一種可以利用的冗余。非沉淀性的冗余是指可以被其他企業科研院所利用的本學院內部的實驗資源。未吸收的冗余是指本院和相關企業及科研院所已經發生的合作資源，但合作過程中產生的一些設備資源并未存放在院系內。和院外校內不同的是，這種涉及校外的冗余資源由于受到外部利益相關方的監督，調度組織難度普遍要高于校內，其管理自主權也較低，在使用這些冗余資源時也更加慎重。

4 組織冗余對高校實驗室建設的調節作用

林健［3］認為，新經濟的發展及其產業變革不會因為人類對學科的界定而局限在某門學科內，也必然突破原有的學科界限和產業劃分。新工科建設是對傳統、現有的（舊）學科進行轉型、改造和升級。現代產業發展的趨勢是不同工程學科的交叉復合、工程學科和其他學科的交叉融合。高校實驗室傳統的管理模式將會受到新工科背景下新學科建設發展趨勢的強有力沖擊。在復雜快變的外部競爭壓力下，高校實驗室管理方法的創新是維持競爭優勢的重要途徑和手段。組織冗余可以有效緩解資源約束，緩沖環境變量的沖擊作用。高校實驗室組織冗余管理的調節作用在于：①能夠減緩因創新活動風險和不確定帶來的壓力，在高校實驗室內部形成相對寬松的創新氛圍。②面對新工科背景下不斷變化的外部環境，實驗室建設要跟上新形勢，必須能夠迅速地進行戰略調整以適應環境變化，組織冗余可以提高應對外部環境挑戰做出戰略調整效率。③組織冗余是一種未被占用的資源（具體包括資金資源、空間資源、設備資源、技術資源和人力資源），能夠及時為高校實驗室管理提供包括資金、空間和設備等在內的全方位支持，有效緩解高校實驗室在實施創新戰略過程中面臨的壓力［16］。

當高校實驗室的組織冗余資源越多，應對新工科建設所面臨的壓力就越小，內部創新環境就越寬松，實驗室管理新方法越容易被接受并落實到行動中。組織冗余三環理論為高校實驗室管理工作開啟了一條新的思考途徑，即優化院系內部冗余資源（院系空間約束環內）；聯合院外校內冗余資源（院系空間約束環外、高校空間約束環內）；挖掘，引進和反饋校外冗余資源（高校空間約束環外、校外約束環內）。

4.1 基于組織冗余的聯合型建設路線

基于高校實驗室組織冗余管理三環理論，這里提出的聯合型建設路線指的是既要聯合校外企事業單位，也要聯合校內其他院系，即聯合一切可聯合的。機械與能源工程學院主動挖掘高校空間約束環外部的冗余資源，積極推動校企聯合共建實驗室（校外潛在的冗余）。先后建立了同濟大學—沈陽機床數控加工實驗室、同濟大學—斯來福臨數控磨削加工實驗室、同濟大學—派克液壓傳動與控制實驗室、同濟大學—西門子機電控制實驗室、同濟大學—菲尼克斯工業4.0智能工廠實驗室等20多個具有先進機械技術的校企聯合實驗室，為新工科背景下人才培養提供了由機械基礎實驗到專業實驗的完善實驗教學資源。機械與能源工程學院主動聯合同濟大學中德學院（院外校內未吸收的、可利用的冗余）攜手德國卡爾斯魯厄理工學院（校外潛在的、可利用的冗余），共建先進制造技術中心AMTC。該技術中心不僅為本院服務，也為校外的企事業單位提供了一個良好的實驗平臺，為中國汽車制造和配套廠商及其裝備制造商提供生產技術研發支持（校外非沉淀性的冗余）。形成攜手校內可利用冗余，挖掘、引進校外潛在可利用冗余，再反饋、利用校外非沉淀性冗余的這樣一種循環模式，如圖2所示為基于組織冗余三環理論的實驗室建設管理路線圖。

圖2 基于組織冗余三環理論的聯合型實驗室建設管理路線

4.2 基于組織冗余的依托型建設路線

基于高校實驗室組織冗余管理三環理論，提出的依托型建設路線指的是積極依托學校層級的優勢資源，即依托一切可依托的。機械與能源工程學院依托同濟大學對德交流的傳統優勢，與歐洲院校（校外可利用的冗余、潛在的冗余）的實驗教學體系保持一致，形成了中德、中意、中法等一體化的實驗教學平臺，將合作院校的實驗室教學管理理念與方法、教學內容等方面引入實踐教學，實時追蹤國際先進實驗教學發展動態，引進國際實驗教學師資參與中心的日常教學，結合“國際雙學位”培養模式，推出國際聯合實驗教學課程，實驗理念和技術與國際發展同步。以國際化的視野，建設國際先進實驗室，培養新工科背景下具有國際化視野的工程應用能力人才。

如圖3所示為基于組織冗余三環理論的實驗室建設管理德國路線圖。依托學校層面對德交流資源，在中德平臺大框架下，成立中德機械工程中心CDZM及其國際聯合實驗室，由學院對其進行自主管理。該建設模式：①引進了德國高層次應用型人才培養模式，并結合國情實現了本土化，中德共同開展高層次應用型人才培養的效果得到社會廣泛認可；②借鑒德國經驗，搭建了一支規模、結構基本合理、符合高等工程教育要求的師資團隊（技術型冗余、人才型冗余），其中的經驗值得在國內推廣；③按德國標準建成了一系列先進專業實驗室（設備型冗余、空間型冗余），營造了工程教育中至關重要的“仿工廠”環境，為優質新工科工程教育打下了基礎；④形成了一種中德互利雙贏、可持續、可推廣的國際合作辦學模式。

圖3 基于組織冗余三環理論的依托型實驗室建設管理德國路線

5 結 語

新工科背景下新素養人才培養目標為實驗室建設管理提出了新要求。在外部變革壓力和內部調整壓力下，組織冗余理論為新工科實驗室建設管理模式提供了一種應對方法。基于組織冗余三環理論，高校實驗室能夠有效緩解資源約束，優化院系內部冗余資源、聯合院外校內冗余資源、挖掘，引進和反饋校外冗余資源。基于組織冗余的聯合型和依托型建設路線驗證了組織冗余理論在實驗室建設管理過程中的可行性，為高校實驗室建設管理主動依據外部環境而發起戰略變革提供了充足的決策空間。