高校多媒體設備平均無故障時間的提升策略研究

董英男， 張曉君， 潘 偉

（吉林大學教育技術中心，長春 130012）

0 引 言

隨著信息化教學的深入，多媒體教室成為高校主要的教學場所［1］。而作為技術支撐，多媒體教室中的相關設備成為多媒體教學實施的基礎條件［2］。因此，如何管理維護越來越智慧化的多媒體設備，如何充分提升多媒體設備的平均無故障運行時間，使教師的教學改革更加順暢，成為教育技術研究者多年來一直在探討的問題。

1 平均無故障時間的概念界定

平均無故障時間又稱平均故障間隔時間，英文全稱是“Mean Time Between Failure，即MTBF”，是衡量一個產品（尤其是可修復產品）可靠性的指標。平均無故障時間是在每兩次相鄰故障之間的工作時間的平均值，它相當于產品的工作時間與這段時間內產品故障數之比；它反映了產品的時間質量，是體現產品在規定時間內保持功能的一種能力。例如一款可用于計算機的存儲設備，MTBF高達120 萬h，保修5 年。120 萬h約為137 年，并不是說該設備每個均能工作137 年不出故障。由MTBF=137 年，即該設備的平均年故障率約為0.7%，1 年內，平均1 000 個設備有7 個會出故障。這個概念近些年被部分計算機領域的商家應用于電子產品可靠性的衡量，如聯想、方正對各自主流機型的可靠性測試描述，是以平均無故障時間的長短為主要衡量指標的［3］。

多媒體設備的平均無故障時間主要指多媒體教室所涉及到的多種可修復設備的相鄰兩次故障之間工作時間的數學期望值，即多種設備兩次相鄰故障之間的工作時間平均值。多媒體設備包括計算機、投影、中控、功放、實物展臺、各種麥克風以及相關的網絡控制設備等設備。平均無故障時間要綜合考慮上述多種設備。

設多媒體設備有N 個，分別為E1、E2、E3、E4、E5……，它們的工作時間分別為T1、T2、T3、T4、T5……，則多媒體設備的平均無故障時間為：

多媒體設備的平均無故障時間越長，說明多媒體教室的使用越順暢，師生也就會擁有更好的體驗感。因此，需要尋找影響多媒體設備無故障時間的主要因素，想辦法消除或抑制這些主要影響因素，努力提升多媒體設備的平均無故障時間。

2 多媒體設備故障情況分析

2.1 管理方式

我校目前共有6 個校區，19 棟教學樓，總計529間多媒體教室；教室中的多媒體設備由教育技術中心進行統一管理。由于校區及教學樓的分布比較分散，教室管理工作采用分區管理的辦法，校區內教室數量多的，按樓設立多媒體設備管理室；校區內教室數量少的，則按校區設立多媒體設備管理室。確保每個教室有任何設備問題，都會有相應的工作人員第一時間進行響應。目前，全校共設立多媒體設備管理室10 個。中心校區設立5 個，其他校區各設立1 個。

2.2 故障分類

中心多年來積累了大量的多媒體設備故障處理經驗。教師所遇到的設備“故障”可分為兩大部分，一部分是實故障，即真的設備故障，如計算機、投影、中控、音頻、網絡等設備，這部分故障確實需要技術人員進行測試、檢修或更換設備，有必要進行故障登記檢修。另一部分可以稱為虛故障，即非設備故障，如計算機系統、連接線松動、接口氧化、設備濾網臟污、設備參數配置等問題，這部分虛故障不需要更換或維修設備硬件主體，技術人員確定問題后，對設備進行適當調試可以修復，但這些問題也影響了多媒體教室的正常使用，如果處理不及時，會影響正常上課，也將成為多媒體設備無故障運行的阻礙。

3 虛故障的分析及處理

多媒體設備的虛故障發生率相對較高，在確定不屬于實故障的情況下，一般不做記錄，直接現場解決或延時修復即可。一般首先確定各連接線是否有松動的跡象，確定無此類跡象后，再逐個排查解決問題。

3.1 計算機系統問題

計算機系統問題一般最為常見。教師常反映給教育技術人員的問題一般圍繞著計算機硬件、軟件、操作系統這3 個方面。經實地分析調試，可以發現，計算機硬件問題相對較少，一般反映顯示器不亮，原因多為顯卡接觸點氧化；反映鼠標鍵盤失靈，原因多為電池電量不足。計算機軟件的新裝問題在每學期初的第1 ～4周反映較多，因各學科需要使用的專業軟件有所不同，每位教師使用的軟件版本也有所差異，安裝專業性較強的軟件，需要教師提前與教育技術人員溝通，解鎖系統還原類軟件后進行軟件安裝，之后再恢復還原類軟件，以保障操作系統不易被各式病毒侵襲。計算機操作系統多數死機、藍屏問題，一般通過重啟系統即可解決，少數無法解決必須要重裝系統、升級系統，維護時間比較長，可以換備用電腦或與教師商量調換教室解決暫時授課問題。

3.2 投影系統問題

投影系統問題一般較為常見。投影設備的燈泡使用壽命有限，有時會有投影較暗或燈泡損壞問題，可以定期或隨時更換。投影設備的過濾網也需要定期清潔，否則也會導致投影設備過熱保護的問題。

3.3 中控系統問題

中控系統問題虛故障也較多。U 盤不讀、中控面板失靈、無法切換筆記本信號等貌似實故障，可用中控斷電重啟方法嘗試解決。無法切換筆記本信號有時也是筆記本自身信號輸出設置未正確修改導致。

3.4 音頻系統問題

音頻系統問題主要集中于聲音嘯叫、回響、噪聲過大、音量需要調節等現象。這些問題通過現場調節功放、音箱、話筒等解決。部分需要電池的話筒經常會因為電池電量不足無法采集聲音，而導致“失靈”。

4 實故障的平均無故障時間及影響因素分析

4.1 實故障總體統計

實故障需要維修或更換設備配件，因此修復時間一般較長。當出現實故障時，需要與授課教師溝通故障情況，共同解決當前授課問題。一般來說，如果故障設備是授課過程必須使用的設備，建議師生調換教室繼續上課。

總結分析以往設備故障記錄，有助于更好地辨別何種設備故障現象屬于實故障，以及哪些實故障是影響平均無故障時間的主要因素。統計2018 年2 月～2021 年2 月的共計292 次多媒體設備實故障記錄，將具體數字代入公式后，得：

即，我校多媒體設備的平均無故障運行時間是8.69年，這個數值一方面說明多數設備存在超期服役的情況，另一方面也說明多數設備的大致使用壽命即為8年左右。

在這些多媒體設備實故障中，投影設備故障最多，其次是中控設備和音頻設備故障，如圖1 所示。

圖1 多媒體設備實故障數量

4.2 實故障細化分析

4.2.1 投影設備

當前絕大多數的多媒體教室都配備了投影儀，在信息傳播方面為師生提供了很大便利［4］，為了讓更多的學生有更好的視覺感受，有的階梯教室甚至配備了2 臺投影儀。投影設備使用率高，且配件使用壽命有限，如投影燈泡有標稱使用時間［5］等，這些導致了投影設備故障相對較多。根據統計，投影設備實故障現象主要有無信號、圖像偏色、圖像模糊、圖像不穩定、圖像花屏等主要問題，如圖2 所示。無信號和圖像偏色現象各占投影設備實故障現象的44%和28%，是投影設備平均無故障時間的主要影響因素。

將這3 年的投影設備維修數據代入到平均無故障時間公式中，得到：

即，投影設備的平均無故障時間約為7.95 年，說明投影設備在使用了7.95 年左右時，容易出現實故障問題。

4.2.2 中控設備

中控設備能對教室中的設備進行集中控制和切換，目前已經成為多媒體教室建設中的核心設備，它的質量好與壞、使用方便與否，直接影響師生的使用感受［6］。中控系統與其他設備關聯度較高，所以故障相對也較多。根據統計，中控設備實故障現象主要有音視頻信號輸出、幕布控制、投影設備控制、按鍵失靈、供電、外部環境等問題，如圖3 所示。音視頻信號輸出和投影幕控制問題各占中控設備實故障現象的58%和19%，是中控設備平均無故障時間的主要影響因素。

圖2 投影設備實故障現象

圖3 中控設備實故障現象

將這3 年的中控設備維修數據代入到平均無故障時間公式中，得到：

即，中控設備的平均無故障時間約為10.08 年，說明中控設備在使用了10. 08 年左右時，容易出現實故障問題。

4.2.3 音頻設備

音頻設備主要指聲音采集設備和聲音播放設備，采集設備主要是各種話筒，播放設備包括功放和音箱［7］。根據統計，音頻設備實故障現象主要發生于功放和紅外無線麥克上，如圖4 所示。播放設備中的功放，實故障發生37 次，占音頻設備實故障的90%，是音頻設備實故障的主要影響因素。而近3 年的紅外無線麥克風實故障總計4 例，這與教師相對喜歡用紅外無線麥克風有關，但是由于發生數量不大，且紅外無線麥克風可實時替換，故障數字可只作統計用，不作為主要影響因素。將這3 年的音頻設備維修數據代入到平均無故障時間公式中，可得：

圖4 音頻設備實故障現象

即，功放的平均無故障時間約為8.95 年，紅外無線麥克的平均無故障時間約為6.00 年。

4.2.4 實物展臺

實物展臺目前主要用于豐富教學內容，在有限的時間內給學生提供更多詳細的信息［8］，尤其是一些涉及手繪［9］、復雜實物展示［10］等教學內容。實物展臺有助于將類似筆法技巧、著色方法等過程性技巧如實地展示于學生數量較多的課堂，也有助于詳細展示復雜模型中的各個配件的結構或連接運動情況。根據統計，近3 年的實物展臺實故障共計4 例，數量較少，不是平均無故障時間的主要影響因素。實故障現象主要集中于無法開機或開機后不傳輸信號。

將3 年的實物展臺維修數據代入到平均無故障時間公式中，可得：

即，實物展臺的平均無故障時間約為8.00 年。

4.2.5 網絡控制設備

網絡控制設備不僅是教師機與互聯網溝通的橋梁，也是智能環境管控及物聯網系統穩定運行的基礎。這里的網絡控制設備主要指與多媒體教室相關性較強的路由器、機柜等設備。根據統計，近3 年的網絡控制設備實故障共計2 次，均為網絡設備的電源問題，實故障數量較少，不是平均無故障時間的主要影響因素。

將3 年的網絡控制設備維修數據代入到平均無故障時間公式中，可得：

即，網絡控制設備的平均無故障時間約為18.00 年。

5 平均無故障時間的提升策略

多媒體教室技術不斷發展，要求管理人員的思想也要與時俱進，跟得上技術應用和管理方式的發展［11］。提升多媒體設備平均無故障時間，可以從以下4 個維度來進行。

5.1 加強人員技術培訓

加強人員技術培訓主要針對的是使用多媒體教室的教師和相關的維護人員兩部分。

（1）教師。多媒體教室不僅能夠支持教師的現場教學，還能支持在線教學、混合式教學等多種教學模式。因此，在當前大批量信息化多媒體設備投入教學的過程中，面向新教師、針對新設備的使用培訓已經必不可少，重點需要對虛故障的現象及簡易處理辦法進行分析總結，提升教師的設備使用能力。面向新教師的技術培訓可在崗前培訓中進行；面向即將使用新設備的不需參加崗前培訓的教師，培訓可按照定期舉行、自愿參加的原則，由多媒體設備的管理人員根據報名情況酌情組織進行。

（2）多媒體設備的維護人員。以提升故障應變能力為主要目標，培訓的內容需要擴展，虛故障和實故障的現象和解決方案。除培訓外，還可通過經驗分享會的形式定期進行故障現象總結匯報。還要讓大家積極地從教師的個性化需求出發，對不同年齡段、不同性別、不同學科的教師進行日常摸底記錄，尋找經常出現操作問題的教師進行“對點培訓”，降低虛故障率。

此外，教室內設備的相關人性化使用提示等也不可或缺，需要編制簡易版的使用攻略，及全面細致的多媒體教室使用手冊，分門別類地對各種涉及到的設備功能進行操作程序描述指導，讓使用多媒體教室的教師“有章可詢”。

5.2 強化設備穩定保障

設備處于良好狀態是提高多媒體設備平均無故障時間的關鍵［12］，日常維護保養是多媒體教室管理工作的重點［13］。要根據以往多媒體教室的設備使用情況，參考多媒體設備的平均無故障時間進行初步的預判，根據分析結果及教室使用情況，定期進行穩定性“抽查”和“普查”。抽查指在各教學周內對非占用教室進行的設備情況檢查；普查指周期性進行的大型檢查。對已達到或超過平均無故障時間的多媒體設備，應適時更換。有了變被動為主動的相應檢查，進一步提升多媒體教室的平均無故障運行時間。

5.3 提升故障維修時效

故障設備的維修是多媒體設備管理中必不可少的環節。對多媒體設備維修資源調度的管理，能夠大大縮短待維修多媒體設備的等待時間［14］。設備的維修要有響應時限，從故障的報修一直到設備維修完畢，形成明確的設備故障維修進度登記制度，進度可從網絡查詢及追溯。設備故障維修進度登記既是教育技術人員服務質量的透明化體現，也能提高需多方處理才能解決的問題的維修時效。因為這個時效的提升需要詳細的設備與廠家等情況的一一響應，所以設備管理數據庫的日常建設非常必要。

5.4 加強服務品質調研

多媒體教室運維的本質就是不斷完善使用體驗［15］，要對教育技術人員的服務品質進行必要監督。可從兩方面來進行服務品質的驗證。①不定期對多媒體教室運維管理人員的規章制度貫徹情況進行檢驗，如是否在規定時間內進行了故障響應、響應結果如何、是否及時填寫了故障記錄單等。②可以對使用教師進行服務質量調查，問卷、訪談的方式均可。以及時查找服務漏洞、更新服務方式、提升服務品質為主要目標，找到問題，及時糾正，給師生以更好的使用體驗。

6 結 語

隨著信息技術在教學中不斷的深入應用，高校教學也在進行著各種各樣的改革嘗試。多媒體設備是現代教學系統的載體，其運維管理完成的好壞直接影響到教學效果及任務的順利實施，因此做好多媒體教室的設備管理工作具有重要意義。提升多媒體設備的平均無故障時間有益于提高師生的教學順暢感，更利于各種教學模式的有效開展。