重點實驗室大型儀器高效管理模式與開放共享策略

高 霞，高翠萍，韓國棟，格根圖

(內蒙古農業大學草原與資源環境學院草地資源教育部重點實驗室，內蒙古 呼和浩特 010018)

0 引言

近年來，隨著國家建設北方生態安全屏障、“一帶一路”、山水林田湖草沙綜合治理、黃河流域生態保護和高質量發展等戰略以及草牧業可持續發展等重大科技需求，教育部、農業農村部、內蒙古自治區各級政府加大力度支持重點實驗室發展，在人力、物力、財力等方面提供了幫助。大型儀器設備作為高校重點實驗室的的重要硬件組成部分，是教學實踐、科學研究、人才培養和社會服務的重要基礎保障和必備條件。因此，加強大型儀器的高效管理與開放共享，成為了重點實驗室工作的重點。筆者結合在重點實驗室管理崗位上的多年實踐經驗，分析討論了高校和科研機構實驗室大型儀器的主要問題，闡述了重點實驗室在大型儀器共享管理上的系列舉措，以期為類似平臺的建設提供有益借鑒。

大型儀器也被稱作大型精密貴重儀器，是指超過一定價值、體積、復雜程度的儀器設備。根據教育部文件《高等學校儀器設備管理辦法》的定義，單價或者成套價值在人民幣10萬元以上的儀器設備為貴重儀器設備，即大型儀器設備。多數界定的價值范圍為：國家層面為50萬元以上、省級平臺為20萬元以上、省級以下為5萬～10萬元。大型儀器設備具有以下特點：①專用性強，特定儀器服務于特定專業技術生產、科研或教學，需要專業的操作者。②科技含量高，不同類型的設備涵蓋了多種學科的理論知識和原理。③成本高，大型儀器設備多數為進口，儀器本身價值極高、必備耗材價格昂貴、運行費用高、維修費用高、定期保養維護頻繁。④精密性高，大型儀器設備實驗室對相關配套設備設施和使用環境有特殊要求，否則無法獲得精確的結果。⑤功能多樣性，即大型儀器設備集成多種功能，滿足科研、教學、生產、實踐中特定環節工作需要[1]。

1 大型儀器管理模式與開放共享存在的問題

1.1 制度建設不完善

制度建設不完善包括體系性、時效性、沖突性和嚴格性問題[2]。

1)體系性建設是大型儀器設備管理服務的基礎，可以有效提高管理水平。大型儀器設備管理制度由購置論證、安裝使用、共享管理、維護維修、改造報廢、評價考核等環節構成管理制度的全生命周期，體系性的制度建設不僅要保證管轄范圍的寬度，更要達到一定深度，才能達到全覆蓋管理[3]。常見的體系性問題包括：缺乏全面性，即僅僅片面地涵蓋了部分環節，未能立足于整個管理制度的全生命周期，管轄范圍受限；缺乏層次性，制度建設往往忽視內涵層次性，過分強調單個設備的管理而忽視了整體資產管理，影響了管理的深度。

2)時效性問題常常表現為管理制度更新緩慢和制度職責劃分模糊，導致發展需求滯后，管理上存在空白點，未能與時俱進及時解決現實管理中不斷變化的問題和難點。

3)沖突性體現在大型儀器設備管理不同制度之間的沖突，主要表現在主體責任不明、責任邊界模糊、制度條款存在沖突等，部分制度互相矛盾、不協調。

4)嚴格性是指制度的執行力，是制度的生命力所在，制度執行中，突出的問題就是“執規不嚴、有規不依”[4]，主要體現在缺乏明確的責任機制，制度執行得不到有效的監督，缺乏懲戒措施。

1.2 資源部署不合理

資源部署不合理體現在大多大型儀器設備都重購置，但輕管理、輕整合、輕開放[5]。

1)重購置，輕管理。地方高校和科研院所非常重視科研經費的大力支持，特別是專項經費的計劃和使用會影響后續項目的支持力度和支付情況，因此，大型儀器設備的購置成為一項重要任務，導致過多注重大型儀器設備數量的增加，而忽視了購買后對大型儀器的管理和關注。

2)重購置，輕整合。在購置大型儀器之前不進行充分的調研論證，各院系或課題組根據需要自行購置，分散安置可能造成重復購置和資源浪費，例如資金非集約化管理導致大型儀器低檔化配置[5]，資金分散造成同一學校的不同學院只能購買標配化而非高端型號主機部分，昂貴的擴展附件沒有資金購買，降低了儀器的功能發揮及使用效率，資金的使用效益也受限，甚至出現部分儀器購置后缺乏配套的運行體系和專業的管理人員而閑置荒廢的現象[6]，譬如省屬某高校，3個理工學院僅購置了6臺X射線衍射儀，并且都只具有基本功能[5]。

3)重購置，輕開放。大多數地方高校和科研院所的大型儀器大多處于“封閉式”管理，僅對本專業、本學院或本課題組師生展開服務。據調查，我國高校大型儀器使用率僅有60%左右，甚至有些儀器幾年處于閑置狀態[7]，嚴重影響了大型儀器設備的使用效益。

1.3 管理機制不健全

管理機制是一個完整的系統工程，包括責任的落實、制度的宣傳、職責的監督、職責的評價、問責追責等多個環節的工作[2]。如果對大型儀器設備購置的宏觀布局考慮不足，沒有可行性論證和服務范圍分析，會造成大型儀器“管理難、使用難、維護難、開發難”等問題，使得大型儀器設備數量與管理人員數量和實驗隊伍水平不匹配，大型儀器類別增多與管理團隊“一人多機”不匹配[8]，大型儀器設備的維護與維護資金不匹配，高精尖設備的運行與落后的共享機制不匹配，新儀器的功能開發與技術隊伍不匹配。高校和科研院所相關行政職能部門與二級學院及不同層面的實驗室缺乏協同執行的凝聚力，是造成上述問題的根本原因，歸根結底是管理機制中的環節出了問題。

1.4 共享理念不明確

開放共享成為主要趨勢是從2016 年“十三五”規劃開始的，其打破了學科界限，消除了院系壁壘，實現了校際共享。因此，如何實現開放共享，成為當下高校大型儀器管理中亟需解決的問題[9]。在高校和科研單位，設備的主導權往往集中在單位的職能部門，同時涉及到多個院系、部門、實驗中心和相關工作人員等，當需要共享時，困難重重，無法實現真正意義上的共享。主要表現在共享規章制度不健全、各方利益訴求不平衡、人員共享覺悟不高、信息技術平臺不完善、立體網絡系統不成熟等方面。

高校、學院、課題組之間，缺乏交流意識和信息交換，將大型儀器安置在實驗室，很少對外開放，雖然長期占有資源，但是使用頻率不高，造成了大型儀器私有化現象，私有化的大型儀器往往因為缺乏維護、保養、開發的經費，導致儀器長期閑置甚至無正常使用[10]。

另外，目前已有不少機構建立了網絡共享平臺，但是多數平臺尚需要完善，特別是不同單位的不同預約共享方式不同，會限制大型儀器共享，用戶需要在不同的平臺進行注冊登記，程序繁瑣復雜，容易混淆和遺忘，共享效果不佳，難以實現真正意義上的儀器開放共享。

1.5 實驗人員不專業

實驗室專職人員主要是指實驗室管理人員和專業操作人員，是支撐大型儀器設備正常運轉不可或缺的重要部分[11]，也是實驗室的核心要素之一。

實驗室專職人員缺乏是地方高校和科研機構實驗室最常見的問題。高校和科研院所無法為每臺大型儀器配備專職人員，即“專人專管”，只能指定部分教師或者課題組兼管，可能存在“一人多機”的情況。教師或課題組成員主要承擔教學和科研任務，儀器操作和管理一般都交給學生，而學生存在理論素養低、實踐經驗差和流動性大等特點，出現大量“二傳手”“三傳手”“四傳手”的儀器操作者，最終導致儀器相關測試技術完全丟失，甚至損壞儀器，造成無法挽回的損失。

實驗室專職人員普遍存在學歷偏低、專業技能低、綜合素質低、老齡化現象嚴重等問題。大型儀器設備通常是精密設計的高科技產品，操作復雜，其原理包含物理、化學、電子信息、光學和計算機等專業知識，操作人員不僅要具備豐富的理論知識，還要具有良好的實操技能。操作人員對新儀器的使用不夠熟悉，降低了儀器使用頻率，限制了開放共享進度，增加了錯誤操作造成儀器損壞的風險，儀器新功能的開發與改造更是無法實現。因此，實驗技術人員的隊伍發展建設明顯滯后于儀器共享平臺硬件設施建設水平[12]。

實驗室專職人員存在感不足，常常被邊緣化。單位專職人才引進少、課題申請受限、職稱評審困難、考核標準單一片面、培養機制不健全、激勵機制不完善、獎勵制度不規范、工作內容機械化，導致實驗技術隊伍工作主觀能動性差、積極性低。學校重視高層次人才隊伍建設，忽略了培養操作技術人員。此類人員要擔負大型儀器的日常操作維護，還有教學、培訓和測試任務，甚至還需要根據科研需求進行功能開發和部件改造，工作量大，與待遇不匹配，難免產生消極態度。

2 重點實驗室大型儀器管理模式與開放共享策略

2.1 逐步完善制度體系構建

重點實驗室要結合實驗室研究主體和區位優勢，對于大型儀器設備實行統一管理、合理配置、資源共享的管理模式。制度建設需要具備時代性、創新性和實操性[13]。制度既要有各自的側重點，也要有一定的協同性，這是發揮制度作用的內在要求。

在現有的制度體系下，為了保障設備的合理使用維護和開放共享平臺的順利運轉，出臺關于大型儀器設備開放共享和有償使用的管理辦法、效益考核實施細則、共享評價激勵、專業技術隊伍建設、維修管理辦法等一系列制度，將經費來源，特別是設備后期運行、保養、維修經費納入統籌。重點實驗室將所有制度規定的內容、要求和條款等公布于網站，制作成手冊，作為每學期的安全培訓內容之一，讓學校、學院和外單位明確知曉，同時傳達給每一位老師和同學，明確告知責任主體需要按照制度執行，實驗室有監督、檢查和懲處權力。

2.2 資源部署的宏觀調控

學校成立實驗室與設備管理中心，與學校其他相關部門協調一致，互相配合，協同管理各二級學院的實驗室和重點實驗室。學校對各院系的大型儀器購置需求進行整體把控和頂層規劃，統籌管理現有儀器，合理布局新增大型儀器設備，單件儀器設備購買超過5萬元，需要進行專家調研論證其可行性和服務范圍分析，包括儀器的型號、規格、主要技術參數、購買必要性和原因、采購部門的硬件條件是否達標(例如人員配備、房間分布和儀器安裝條件等)、效益分析、設備后續實用經濟性等。經專家論證組一致同意后，方可統一集中在采購平臺競標購買，避免了儀器設備重復購買和購置后分散安置。

實驗室與設備管理中心、財務處、國資處、人事處、科技處、研究生院、后勤處等部門積極配合做好大型儀器設備各項管理工作。二級學院是儀器設備的責任單位，負責所轄儀器設備相關制度的組織實施和監督管理，各級實驗室和測試中心是儀器管理制度實施的主體，負責建立本實驗室的儀器使用規范，充分落實各項管理制度，加大力度推廣共享開放，切實保障儀器設備的高效運轉。

2.3 管理機制的聚類

目前，筆者所在的重點實驗室擁有934臺(套)儀器設備，原值6 008萬元。其中30萬元以上的有54臺(套)，原值3 741萬元，大型儀器設備數量較多。依據使用方式將大型儀器設備分為專人專管型、培訓指導型和完全開放型3種類型。專人專管型儀器即指高、精、尖的大型儀器設備，其結構復雜，操作繁瑣，不當操作容易損壞，且配件昂貴，需要專人操作、維護、保養，老師和同學根據儀器要求僅需提供樣品即可，專管老師負責測樣并發送數據給送樣者，例如穩定同位素比質譜儀、元素分析儀、杜馬斯定氮儀等。培訓指導型儀器是指通過實驗室操作人員進行短期培訓，可獨立使用或在專管老師指導監督下使用，此類儀器操作與專人專管型儀器相比相對簡單，不易損壞，但耗時長，適合課題組成員或研究生獨立操作使用，例如高效液相色譜儀、流動注射分析儀、氨基酸分析儀等。完全開放型儀器是三類儀器中操作最為簡單，價值相對較低，只需要常規的使用培訓或者通過學習使用說明書便可使用的一類儀器，例如混合式研磨儀、近紅外分析儀、種子溫度梯度篩選系統等。

根據上述管理機制，可以有效降低大型儀器設備的管理難度，提高大型儀器設備的使用率，減少因使用不當損壞儀器的頻率，解決了大型儀器設備不易開發的局面。筆者所在的重點實驗室2021年底購置的國際、國內領先的儀器，包括多通道痕量氣體通量測量系統、生態系統甲烷-CO2通量裝置、穩定同位素比質譜儀、氣相色譜串聯三重四級桿質譜聯用儀、超高效液相色譜三重四極桿質譜聯用儀、制備色譜系統、快速溶劑萃取等、到貨調試和培訓后，立刻全部投入到科研試驗中，基本實現了儀器有序高效使用。

2.4 搭建網絡共享平臺

2014 年國務院印發《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》，對大型儀器設備的共享使用提出了新的要求。大型儀器設備共享，狹義上是指大型儀器設備+網絡共享平臺，廣義上是指硬件(即大型儀器設備，網絡共享平臺)和軟件(即人力資源，管理水平，制度建設)二者的深度融合和有效匹配[6]。只有綜合各因素，才能保持共享工作高效性和持續性。

具有多元化、全面化、智能化的網絡共享平臺是科研用戶、儀器設備和管理人員之間連接的紐帶，它可以進行對外宣傳，發布最新的儀器設備通知，將所有大型儀器設備的信息、技術參數、使用說明書、開放時間、預約使用流程、服務項目、收費標準及實驗室要求等管理規定上傳到網絡平臺，實現網絡共享管理。實驗管理人員可通過后臺進行審核和審批，組織安全考試和儀器操作培訓，進行數據更新等業務。

通過網絡開放共享，能夠滿足新時代對高校和科研機構設備管理工作的要求及教學和科研的需求，能夠提高大型設備的使用效率，方便統計儀器的使用機時數，優化大型儀器的使用，同時可為管理和操作人員的績效提供數據支持[14]。因此，建立科學完善的網絡共享管理平臺事不宜遲。

在重點實驗室建設和發展的同時，將實驗室專職人員的管理能力、專業技能、科研人員的創新能力緊密結合，建立多種方式的大型儀器共享平臺，在培訓和指導的基礎上完全開放共享，經實驗室安全培訓和相關儀器操作培訓后，外單位人員、教師、研究生和本科生均可使用，通過人工、網站及微信小程序3種渠道進行通知、宣傳、培訓、預約和更新，提高儀器使用的便利性和可控性。

筆者所在單位目前已對中國農業大學、中國科學院地理研究所、中國農業科學院草原研究所、內蒙古大學、本校的其他學院等科研院所開放共享，提高儀器設備使用率，實現大型儀器價值，充分利用現有資源為社會服務。據統計，2018—2020年，僅僅碳-氮同位素分析儀、元素分析儀和杜馬斯定氮儀3臺儀器，每年對外測試土壤、植物及氣體樣品5 000余個，3年共計15 000余個。

2.5 建設專業技術隊伍

隨著科學技術的發展和學科的交叉與融合，大型儀器新功能更新迭代較快。為了保障科研工作的順利開展，提升單位的科研實力與核心競爭力，必須建設一支結構合理、相對穩定、以高質量人才為主體的實驗室專業技術隊伍。這些專業人才不是傳統意義上“設備保管員”，而是“儀器操作員”和“功能研發員”，他們不僅要有深厚的理論基礎，還要有一定的學術背景，更需要經過專門培訓及測試實踐經驗。

根據大型儀器數量的多少和規模的大小，可以通過不同方式進行隊伍建設。國家級、省部級重點實驗室往往擁有大量的高、精、尖儀器設備，單位職能部門要重視引進管理和技術專業人才，盡量提高至教師同等的地位，可以開通特殊通道引進人才。二級學院和科研團隊的實驗室大型儀器設備數量少或使用頻率低，應優先培養現有人才，挖掘一些有技術、有學術水平的教師，通過參觀重點實驗室和參加企業公司的培訓，提高管理和操作水平。

借鑒歐美高校的設備管理方法，儀器使用者和企業(廠家)長期合作，儀器使用者主要負責日常操作、保養和維護，企業主要負責儀器的維修、開發和應用，同時廠家定期提供培訓和指導，雙方各司其職，大幅度提高設備利用率[15]。此外，通過對專業技術人員設立專項基金項目、制定獎懲制度，積極倡導參加對外交流和培訓，鼓勵對儀器新功能開發和探索，提升試驗專業技術人員的自我價值感和認同感，提高個人業務素養和科學素質，加強共享意識和積極性的調動，促進大型儀器設備的可持續發展，延長設備的使用壽命。

筆者所在的重點實驗室有專職技術人員4人和兼職管理人員4人，其中博士學位有6人，碩士學位1人，具有留學經歷的有5人，儀器操作員均為碩士及以上學歷人員，同時具有10年以上實驗室管理和儀器操作經驗。人員的高學歷、高素質和扎實的操作經驗積累，提升了實驗室的管理能力和儀器操作水平，為承擔高水平研究項目奠定了良好基礎。

3 結語

近年來，國家對內蒙古自治區高校和科研單位的大型儀器設備投入逐年增加，與區外相關單位在設備先進性方面的差距不斷縮小，高校和科研單位必須高度重視大型儀器設備管理與共享，才能充分發揮設備在科研創新中的作用，為學科和科研服務，為社會創造更大價值。全程跟蹤管理大型儀器設備從購買、使用、維護到報廢的整個生命周期，完善設備制度體系，統籌規劃資源部署，優化管理機制，重視人員隊伍建設，運用網絡共享平臺，結合大型儀器設備構成完整的管理共享機制，使大型儀器設備能夠在教學與科研、生產與實踐中發揮最大作用。