蔡 超，林衛(wèi)峰，趙明明，仲崇楠

(天津大學(xué) 國有資產(chǎn)與設(shè)備管理處，天津300072)

0 引 言

近年來，隨著“211 工程”和“985 工程”的實(shí)施，高校的大型儀器設(shè)備的數(shù)量迅速增加，裝備水平得到了大幅度提升，這也為高校大型儀器設(shè)備管理帶來了挑戰(zhàn)［1-2］。

同時(shí)，隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，高校教育資源和科技資源的廣泛共享已成為時(shí)代發(fā)展的趨勢［3-4］。因此，各高校在不斷探索管理機(jī)制［5-6］的同時(shí)，紛紛研究、開發(fā)大型儀器管理信息系統(tǒng)［7-8］，作為大型儀器管理的先進(jìn)技術(shù)手段，提升大型儀器管理水平、促進(jìn)大型儀器開放共享。

1 高校大型儀器管理存在的問題

(1)儀器共享信息缺失。目前，大多數(shù)高校由于缺乏一個(gè)完善的儀器設(shè)備信息共享平臺(tái)，導(dǎo)致信息共享不暢，因此許多部門、師生不知道學(xué)校儀器設(shè)備資源分布狀況，形成了想用設(shè)備者不知何處可用，設(shè)備管理者希望提高利用率不知何處有需求的現(xiàn)象［9-10］。

(2)不能實(shí)時(shí)追蹤儀器狀態(tài)。儀器負(fù)責(zé)人通常需要負(fù)責(zé)多臺(tái)儀器，不同的儀器也會(huì)分布在不同房間，不同樓層，所以儀器負(fù)責(zé)人不能隨時(shí)隨地的監(jiān)控儀器的使用狀態(tài)，也不知道當(dāng)前的儀器操作人是誰;一臺(tái)大型儀器設(shè)備需要花費(fèi)數(shù)十萬甚至數(shù)百萬的資金購置，但是用戶使用時(shí)，通常都以得到最終實(shí)驗(yàn)結(jié)果為目標(biāo)，很少注意儀器的正確使用方法，不當(dāng)?shù)牟僮髟斐蓛x器損壞時(shí)常發(fā)生，不但減少了儀器的使用壽命，也間接的造成其他用戶的不便［11-12］。

(3)儀器設(shè)備維護(hù)成本高。由于大型精密儀器運(yùn)行成本高，維修費(fèi)用居高不下，只靠學(xué)校設(shè)備維修費(fèi)用難以維持儀器的正常運(yùn)作。采取儀器使用收費(fèi)的方法提高設(shè)備的使用效益固然是一個(gè)解決途徑，但是收費(fèi)機(jī)制和標(biāo)準(zhǔn)不健全，使收費(fèi)在實(shí)踐中遇到阻礙［13］。

(4)儀器績效統(tǒng)計(jì)費(fèi)時(shí)費(fèi)力。通過對儀器設(shè)備進(jìn)行績效評(píng)估，可以量化統(tǒng)計(jì)每臺(tái)大型儀器的使用效益，為學(xué)校購買同類型的大型儀器提供決策依據(jù)。但現(xiàn)有的儀器績效統(tǒng)計(jì)主要采用人工計(jì)算，消耗大量的人力物力，使統(tǒng)計(jì)工作不容易得到貫徹和推行［12］。

針對以上的問題，通過開發(fā)智能化的管理系統(tǒng)，用較少的人力對全校大型儀器進(jìn)行高效管理是一個(gè)非常有效的手段。

2 構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的大型儀器管理平臺(tái)

在科技發(fā)展的今天，計(jì)算機(jī)已經(jīng)承擔(dān)了人們大量的工作，但是計(jì)算機(jī)無法像人一樣，對感受的事物做出判斷，并進(jìn)行反應(yīng)。因此，科技發(fā)展的下一個(gè)重要階段就是智能化，而物聯(lián)網(wǎng)是解決智能化問題的重要途徑，通過“身份識(shí)別”、“物理定位”以及“數(shù)據(jù)傳輸”形成一個(gè)完整認(rèn)知的網(wǎng)絡(luò)體系［14-16］。在儀器管理方面的應(yīng)用，將實(shí)現(xiàn)從一個(gè)人負(fù)責(zé)一臺(tái)儀器，擴(kuò)展成為一個(gè)人負(fù)責(zé)不同地域的多臺(tái)儀器的全方位管理。

我校開發(fā)的基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的大型儀器管理系統(tǒng)將儀器的實(shí)時(shí)信息公開、人員管理、儀器管理、財(cái)務(wù)管理、預(yù)約管理、授權(quán)使用、計(jì)費(fèi)收費(fèi)、數(shù)據(jù)共享、報(bào)表統(tǒng)計(jì)等工作整合，結(jié)合軟件系統(tǒng)和硬件設(shè)備，對大型儀器的日常使用進(jìn)行監(jiān)督和管理，使大型儀器資源得到充分、合理和高效地利用。

2.1 系統(tǒng)用戶管理

系統(tǒng)可以非常靈活的定義各級(jí)管理員及用戶的權(quán)限。按照行政級(jí)別劃分，校級(jí)儀器管理平臺(tái)可以分為資產(chǎn)處管理員、學(xué)院管理員、系/研究所管理員、儀器管理員、實(shí)驗(yàn)室管理員、財(cái)務(wù)管理員等(見圖1)。

圖1 系統(tǒng)用戶分類示意圖

(1)普通用戶。可查詢儀器信息、申請培訓(xùn)、預(yù)約儀器、費(fèi)用結(jié)算并在儀器使用完畢后填寫儀器反饋表。

(2)實(shí)驗(yàn)室管理員。負(fù)責(zé)管理自己的實(shí)驗(yàn)室，包括授權(quán)實(shí)驗(yàn)室成員使用經(jīng)費(fèi)，查詢本實(shí)驗(yàn)室成員儀器使用情況;關(guān)注實(shí)驗(yàn)室經(jīng)費(fèi)使用情況并及時(shí)向財(cái)務(wù)部門充值經(jīng)費(fèi)，打印本實(shí)驗(yàn)室財(cái)務(wù)報(bào)表;進(jìn)行成果管理，年初輸入實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目，通過系統(tǒng)自動(dòng)記錄實(shí)驗(yàn)室成員使用過的儀器。

(3)儀器管理員。負(fù)責(zé)儀器設(shè)備的日常維護(hù)，包括用戶培訓(xùn)，設(shè)置儀器預(yù)約的各種限制條件，監(jiān)控儀器使用狀況，管理黑名單，打印儀器使用年度報(bào)表等。

(4)財(cái)務(wù)管理員?？梢造`活定義，從校級(jí)、院級(jí)或其他級(jí)別設(shè)立財(cái)務(wù)負(fù)責(zé)人，進(jìn)行充值、收費(fèi)及其他財(cái)務(wù)管理工作。

(5)資產(chǎn)處管理員。擁有系統(tǒng)管理員的最高權(quán)限，可以根據(jù)實(shí)際需要，對所有權(quán)限進(jìn)行分配管理，實(shí)時(shí)監(jiān)控儀器設(shè)備的運(yùn)行狀況、使用狀況和收費(fèi)狀況，統(tǒng)計(jì)全校儀器設(shè)備的績效信息，掌握設(shè)備運(yùn)行的各種宏觀信息。

2.2 授權(quán)預(yù)約管理

授權(quán)系統(tǒng)是整個(gè)平臺(tái)的核心，管理員可以對不同用戶進(jìn)行分類管理，系統(tǒng)根據(jù)預(yù)約/付費(fèi)情況直接限制用戶登陸的時(shí)間和地點(diǎn)，使用戶只能從特定的計(jì)算機(jī)終端或是讀卡器上通過驗(yàn)證，從而控制和使用相應(yīng)的設(shè)備。對于多次爽約的用戶，模塊會(huì)根據(jù)管理員的具體設(shè)置自動(dòng)將其添加入禁止預(yù)約黑名單。此外，用戶使用儀器后，需要在24 h 之內(nèi)填寫儀器反饋，否則將無法繼續(xù)預(yù)約。

2.3 儀器設(shè)備管理

儀器管理員可以對用戶進(jìn)行資質(zhì)審核，開放用戶使用權(quán)限，通過計(jì)算機(jī)終端和電源控制器遠(yuǎn)程控制儀器的使用。

(1)儀器設(shè)備的管理維護(hù)。儀器管理員能夠通過管理界面方便地添加儀器設(shè)備的各項(xiàng)資料、使用情況以及所需的資質(zhì)審核流程等信息相關(guān)供用戶查詢。用戶使用儀器時(shí)，儀器管理員遠(yuǎn)程監(jiān)控;當(dāng)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障時(shí)，為用戶代開儀器;儀器發(fā)生故障時(shí)，用戶可直接在線報(bào)告給儀器管理員，及時(shí)處理故障;用戶每次使用都會(huì)被自動(dòng)記錄，用戶每次使用完儀器，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)提示用戶輸入使用情況反饋;需要通過培訓(xùn)才能使用儀器，經(jīng)過培訓(xùn)后由管理員開放使用者的使用權(quán)限(圖2)。

(2)儀器設(shè)備的訪問控制。對于需要用計(jì)算機(jī)才能操作的儀器設(shè)備，直接利用授權(quán)模塊限制用戶登錄來達(dá)到控制用戶操作設(shè)備的目的;對于沒有計(jì)算機(jī)連接的儀器設(shè)備，采用電源控制器來對這些儀器的電源進(jìn)行控制。兩種方式無需對儀器進(jìn)行改裝，保證了儀器完整性，不影響儀器的保修與維護(hù)。

(3)儀器計(jì)費(fèi)和財(cái)務(wù)管理。系統(tǒng)支持多個(gè)財(cái)務(wù)中心，可根據(jù)需要設(shè)置采用全校統(tǒng)一的財(cái)務(wù)收費(fèi)機(jī)制還是各院系分離的財(cái)務(wù)收費(fèi)機(jī)制。用戶使用儀器后，計(jì)費(fèi)系統(tǒng)會(huì)根據(jù)提供有償服務(wù)的公共儀器使用實(shí)際情況結(jié)合預(yù)約情況，自動(dòng)對費(fèi)用進(jìn)行結(jié)算。

圖2 用戶使用儀器流程圖

2.4 文件共享

文件共享系統(tǒng)使用戶可以直接訪問自己或他人的文件數(shù)據(jù)。系統(tǒng)中既包括實(shí)驗(yàn)室用戶個(gè)人目錄，也包括實(shí)驗(yàn)室內(nèi)共享目錄與平臺(tái)公共共享目錄。

2.5 儀器地理信息監(jiān)控

系統(tǒng)對多種全球GIS 數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，再疊加上儀器定位數(shù)據(jù)，從而允許用戶能夠在網(wǎng)頁瀏覽器上對儀器使用的地理分布及使用狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)直觀的瀏覽和監(jiān)控。系統(tǒng)保留了開放式的接口，從而可以進(jìn)一步將其他溫度濕度監(jiān)控，用電用水?dāng)?shù)據(jù)采集整合，實(shí)現(xiàn)整體數(shù)字化科研樓宇監(jiān)控。

2.6 打印報(bào)表和成果統(tǒng)計(jì)

系統(tǒng)以原始記錄為依據(jù)，對各類大型儀器的運(yùn)行、維護(hù)、服務(wù)水平、功能開發(fā)等狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)，可以自動(dòng)生成“高等學(xué)校實(shí)驗(yàn)室綜合信息表”、“貴重儀器設(shè)備表”、“實(shí)驗(yàn)室基本情況表”，同時(shí)生成統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)圖表，對不同時(shí)段不同項(xiàng)目的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行比對，可以最大限度的保證儀器設(shè)備的完好率和使用率。

3 大型儀器管理系統(tǒng)的“物聯(lián)網(wǎng)”擴(kuò)展應(yīng)用

3.1 支持CERS 項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)校際互通

系統(tǒng)采用多授權(quán)后端機(jī)制，可同時(shí)兼容多個(gè)網(wǎng)絡(luò)驗(yàn)證后端。針對校內(nèi)應(yīng)用，能夠無縫接入校園一卡通系統(tǒng)的同時(shí)，還能提供對臨時(shí)用戶或者校外用戶等不具備一卡通身份的用戶的使用驗(yàn)證。針對校際應(yīng)用，能完成高校儀器設(shè)備和優(yōu)質(zhì)資源共享系統(tǒng)(CERS)要求的儀器平臺(tái)校際互通方式，直接將其他學(xué)校的一卡通系統(tǒng)無縫接入，實(shí)現(xiàn)其他學(xué)校用戶對我校儀器的共享和使用需求。

3.2 為大型儀器購置提供依據(jù)

通過系統(tǒng)對儀器使用情況的多方面數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，可以直觀的了解到每臺(tái)儀器的使用績效。這些數(shù)據(jù)為學(xué)校大型儀器的建設(shè)規(guī)劃提供決策依據(jù)，更好地利用現(xiàn)有儀器資源，更有效的分配儀器資源。

3.3 大型儀器管理系統(tǒng)總體使用情況

2011 年7 月，我校大型儀器管理系統(tǒng)開發(fā)初步完成，在學(xué)校分析中心、化工學(xué)院、藥學(xué)院、環(huán)境學(xué)院和理學(xué)院5 個(gè)單位的37 臺(tái)大型儀器試用，逐步完善系統(tǒng)。10 月，“天津大學(xué)大型儀器管理平臺(tái)”正式在全校運(yùn)行使用。目前，學(xué)校共有91 臺(tái)大型儀器加入系統(tǒng)并完成網(wǎng)絡(luò)連接安裝;系統(tǒng)注冊課題組240 個(gè)，注冊成員830人，其中校外注冊用戶53 人，系統(tǒng)整體運(yùn)行狀況良好。2011 年11 月25 日，華中科技大學(xué)、武漢大學(xué)、武漢理工大學(xué)等19 所高校代表來校調(diào)研關(guān)于大型儀器設(shè)備開放共享管理，受到一致好評(píng)。

4 結(jié) 語

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，利用信息化手段提升大型儀器管理水平、促進(jìn)大型儀器開放共享，已成為各高校多年來研究探索的重要課題。應(yīng)用“物聯(lián)網(wǎng)”技術(shù)的大型儀器管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了大型儀器設(shè)備實(shí)時(shí)信息的共享，提高了儀器設(shè)備的管理水平和效率，從而為優(yōu)化學(xué)校資源配置、更好地為學(xué)校教學(xué)科研服務(wù)發(fā)揮了積極的作用。

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