基于PDCA循环的高校大型仪器设备开放共享平台研究

来源:用户上传      作者:林仙土

　　摘   要：高校大型仪器设备开放共享是一项系统工程，平台建设质量的高低直接影响到大型仪器设备的使用效益和实验教学质量。因此需要将PDCA循环这一科学的质量管理程序应用到共享平台的建设管理中，通过全面的计划论证、监督检查、分析总结、問题反馈和持续改善，不断优化共享平台，促进大型仪器设备管理水平的阶梯式上升。
　　关键词：大型仪器设备;PDCA循环;开放共享平台;设备管理系统
　　中图分类号：G482 文献标志码：A 文章编号：1673-8454（2020）09-0092-05
　　一、引言
　　近年来，随着高等教育事业的蓬勃发展以及 “双一流工程”、“双高计划”的推进，高校大型仪器设备的种类和数量迅速增长。大型仪器设备作为实验室建设的核心，是高校教学、科研和社会服务的重要手段，已成为高校办学条件中的一项重要指标，直接关系到高校教学科研水平和人才培养能力。《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006—2020年）》明确提出，加强科技基础条件平台建设，推进大型科学仪器、设备、设施的共享与建设。因此，如何推进高校大型仪器设备的开放共享，提升其使用率和使用效益，是当前高校资产管理的重要工作内容[1][2]。
　　二、开放共享管理现状
　　现阶段大部分高校对大型仪器设备采用二级管理模式，即设备归属学校，但分散到各学院分头管理，由各学院的各个实验室负责设备的日常使用和维护管理，权属清晰，但这种管理模式容易造成设备的信息封闭，特别是在设备科学配置、动态监控、开放共享等方面存在不利影响，具体表现如下：
　　（1）大型仪器设备共享不足，利用率不高[3]。由于大型仪器设备一般较贵重，有些是用课题组经费购置的，许多教师仍存在“专管专用”的思想，加上管理手段和制度的不完善，设备的使用管理处于封闭状态，导致校外用户甚至本校师生对学校的大型仪器设备拥有量及分布使用情况都不清楚。
　　（2）缺少一个有效便捷的开放共享平台支撑，共享成效不明显。虽然部分高校已建立了共享网络平台，但大多数仍停留在网站层面，只提供静态信息、人工预约等简单功能，缺少流程化管理、收费管理、数据挖掘和反馈机制等功能，学校相关部门无法动态掌握大型仪器设备的实时运行状态，定期的检查活动很难及时发现问题，同时设备使用效益难以进行量化考核。此外，大型仪器设备服务管理水平滞后，设备使用相关数据统计困难，每年给教育部实验室信息上报工作增添了难度。
　　（3）专业技术力量不够，开放共享工作推进困难。当前高校大型仪器设备往往由实验室里的教师兼任管理，几名得力学生负责使用操作，由于使用人员流动性较大，操作技术不够熟练，加上设备的维护保养不及时，容易导致设备故障频发，严重影响设备的自然寿命。同时缺乏相应的激励机制，很难组建一支专业、稳定的技术人员队伍，使共享工作全天候开展。
　　三、PDCA循环原理
　　PDCA循环（俗称戴明环）由美国质量管理专家戴明在休哈特的构想基础上进行挖掘并完善的一种科学工作程序，起初应用于企业质量管理，现逐渐被其他管理领域所采纳[4] 。
　　一是计划（plan）。分析现状，找出问题，针对影响问题的主要原因，制订计划、目标和措施。
　　二是实施（Do）。按照预定的计划和措施进行具体运作，努力实现预期目标。
　　三是检查（check）。检查计划和措施的执行结果。
　　四是处理（Action）。总结经验，巩固成绩，将未解决的问题转入下一个PDCA循环。
　　以上四个过程周而复始进行，每循环一次都会有所前进和提高，达到一个新的水平。整个管理工作按照PDCA循环进行，将具体任务分解到各环节，每个环节也按PDCA循环展开，形成一个大环套小环、小环保大环、阶梯式上升的循环机制，不断提升管理水平[5][6]。
　　四、基于PDCA循环的开放共享平台的研究
　　大型仪器设备开放共享平台遵循“以资源为基础、以网络为支撑、以共享为目标”的理念，本着“专管共用，资源共享”的原则，实现开放共享的流程化管理、过程化监控、数据化考核。PDCA循环作为一种科学的闭环管理程序，其循环前进、环环相扣、阶梯上升的特点，对提高系统质量和管理效益十分有效。因此，将PDCA循环运用到大型仪器设备的开放共享管理工作中，即从管理制度、监管机制、系统设计，到设备入网开放、共享预约使用的整个过程，每个环节都按照计划、实施、检查、处理的程序进行循环，不断优化开放共享平台，提升共享管理水平。
　　1.计划阶段
　　（1）健全开放管理制度
　　健全完善的大型仪器设备开放共享管理制度是实现开放共享平台有效运转的基础。①建立一套行之有效的规章制度，如“大型仪器设备开放共享管理办法”、“大型仪器设备使用效益及考核实施细则”、“开放共享基金管理办法”等相关规定，明确规定平台仪器设备准入、设备管理、人员考核、使用收费等，做到有章可循，确保大型仪器设备开放共享的持续健康发展。②落实仪器设备维护责任。日常维护保养是设备管理的重要环节，直接影响其使用寿命，管理人员作为设备的直接责任人，必须根据设备的特点定期进行检查维护，保证设备正常使用[7][8]。上机人员在操作前后都应认真检查设备的运行状态，一旦发生异常故障及时报告管理员，如鉴定故障是操作不当导致，上机人员需承担一定的维修费用。③规范设备档案管理。设备档案应包括从设备购置、使用、维修到报废的详细资料，特别是设备在使用过程中发生的操作记录。“使用日志”记录使用者对设备的操作、使用前后设备的状态、使用者的交接情况等。“维护日志”记录设备定期维护保养、配件更换、故障维修的全过程。
　　（2）加强设备购置论证工作
　　高校在计划购置大型仪器设备时，应根据自身的发展规划和实际情况，科学布局，合理配置资源。2019年财政部会同科技部出台的《中央级新购大型科研仪器设备查重评议管理办法》，明确规定对高校使用中央财政资金申请购置大型仪器设备实施多维度的查重评议。因此，高校要严格把关大型仪器设备的购置，不仅要审查拟购置设备的必要性、适用性、先进性以及现有同类设备的使用情况，而且还需要对其预期发挥的效益、实验队伍的支撑力度及开放共享的保障措施进行论证[9]。加强大型仪器设备购置论证，从源头上杜绝了闲置浪费，充分发挥存量资源的使用效益，促进大型仪器设备的高效共享。 　　（3）建立健全有效的激励机制
　　激励机制对保持大型仪器设备的机组人员和管理人员的工作热情尤为重要，利用物质奖励和精神奖励相结合的激励手段，激发“用、管”双方的积极性，有助于建立一支长期稳定的人才队伍，保障共享仪器设备的持续正常运转。2018年科技部、財政部联合组织开展了中央级高等学校和科研院所等单位重大科研基础设施和大型科研仪器开放共享评价考核工作，为高校开放共享考核工作指明了方向。学校可结合自身实际情况，建立一套行之有效的开放共享考核体系，对相关的学院、实验室、管理人员和机组人员进行综合考评，表现突出的对象给予表彰奖励，并对考评不及格的对象提出批评，责令整改。
　　（4）设立开放共享基金
　　开放共享基金作为开放共享平台运转的资金保障，不仅充分调动了设备管理人员的积极性，而且能实现以机养机，形成良性循环，切实提高设备的完好率。同时，学校应加大资金投入，用于大型设备的保养维修、材料消耗、新功能开发利用、劳务支出、奖励基金等。共享基金的设立，一方面切实保障大型仪器设备的功能性开发利用和维护保养，另一方面鼓励教师利用大型仪器设备开展高水平的科学研究，资助研究价值大但实验测试经费不足的课题项目，提升大型仪器设备的使用效益。
　　2.实施阶段
　　（1）强化人才队伍建设
　　开放共享平台的建设，软硬件资源是基础，实验管理队伍是关键。随着一些交叉学科的兴起和发展，大型仪器设备功能复杂、技术先进、多组合多功能等特点日益显著，势必对实验管理队伍的技术水平提出更高的要求[10]。学校不断探索多元化的聘用机制，构建一支包含专职实验人员、实验经验丰富的兼职教师、实验技术过硬的毕业生三位一体的开放共享服务团队。在政策上，鼓励有实验特长的教师转到实验管理岗位上来，同时，积极培养动手能力强、理论基础扎实的学生充实到管理队伍中。此外，学校还可以通过返聘或外聘的方式不断扩充实验队伍，努力打造一支结构合理、组织稳定、技术精湛的实验管理队伍，为开放共享平台的高效运转提供强有力的技术保障。
　　（2）建立严进宽出的培训体系
　　大型仪器设备价格昂贵、操作复杂，如操作不当将会导致设备损坏，不利于开放共享的正常运转。大型仪器设备开放共享的服务主体除了校内师生外，还有校外用户，为保障设备正确安全使用，必须对上机操作人员进行严格培训。建立严进宽出的培训体系，通过线上理论学习和线下操作讲解相结合的方式，让培训人员熟练掌握仪器的操作要点、数据处理以及安全事项等知识，考核合格后发放有效期限的上岗证，给予上机资格。持证上机有助于打造 24小时开放共享服务的管理模式，提高设备的使用效益。
　　（3）系统软件设计
　　开放共享平台助力实现大型仪器设备的智能化管理，全程监测设备的运行状态，自动统计使用机时，线上完成结算，大大提高大型仪器设备的使用效率和效益[11][12]。平台软件功能结构如图2所示。
　　①信息交互管理。该模块作为开放共享平台的信息门户，展示大型仪器设备的基本信息、收费价格、管理人员联系方式、预约使用情况等信息，让用户能全面了解大型仪器设备的最新消息，提供多种便捷的查询方式。同时，咨询功能为用户和管理员搭建了沟通桥梁。
　　②用户信息管理。平台用户主要分为普通用户、设备管理员、内部用户、系统管理员四种角色，每种角色拥有的权限不同，确保数据安全。平台用户可通过用户注册、系统管理员添加、自动获取数字化校园师生信息三种方式产生。
　　③预约使用管理。预约可分为在线预约和人工预约，在线预约作为共享平台的核心功能，可支持PC、手机等多种终端实现。一旦预约成功则拥有该时间段的设备使用权限，必须在相应时间段刷卡上机，否则视为自动取消此次预约。
　　④设备信息管理。建立大型仪器设备档案库，与设备管理系统进行对接，自动获取设备的基本信息、可行性论证报告、安装验收报告等，及时更新设备的使用价格、管理员和机组人员信息。
　　⑤设备使用管理。平台利用使用情况管理模块对大型仪器设备的使用过程进行跟踪，随时记录设备的使用日志、维修记录、保养记录等信息，以及用户使用后的反馈信息，为设备的效益分析和考核提供依据。
　　⑥效益分析与统计报表管理。该模块主要是对开放共享的数据进行统计、挖掘和分析，包括设备的使用机时（教学、科研、社会服务三个方向）、创收金额、维修经费、培训人员数、实验项目数、科研成果、功能开发利用等方面，根据设定的算法自动计算和评定设备的使用效益，为大型仪器设备的后期投入和管理决策提供科学准确的数据支撑。
　　⑦共享基金管理。此模块主要包括基金使用管理、共享使用结算和用户经费账卡管理三部分，其中基金使用管理主要实现基金的申请、审核、费用支出等环节的流程化管理，共享结算完成在线费用扣除功能，用户经费账卡管理实现账户充值、账户余额查询、交易明细查询等功能。
　　⑧使用培训管理。该模块主要包括在线学习、在线考试、培训信息管理、设备使用资料下载等功能，是平台的学习知识库。对于完全开放允许用户上机的设备，管理人员应定期组织线下培训课程，用户通过线上理论考试和线下操作考核合格后获得上机证，被授权自主上机操作，确保开放共享工作安全、规范地运转。
　　⑨设备终端管控。该模块主要是对设备终端进行控制，如远程监控、智能电源状态获取、门禁管理等，对预约用户设置门禁卡，实现对大型仪器设备的智能化管理。
　　（4）系统硬件设计
　　在大型仪器设备开放共享平台上采用物联网技术进行终端管控，实现对大型仪器设备的远程实时监控和智能化管理，提高共享管理水平。①智能门禁和RFID标签[13][14]。智能门禁能有效管控进出实验室操作设备的人员，只有预约成功的用户才能进入实验室。对大型仪器设备采用RFID电子标签，和智能门禁系统形成联动，不仅提高资产清查效率，而且能实现设备的精确定位，当设备被随意挪动偏离指定范围时，启动报警程序，达到安全防盗的作用。②智能电源。在大型仪器设备上安装智能电源，能有效检测设备的运行状态和时长，为共享平台提供数据支撑。③视频监控。在共享平台中嵌入视频监控，在线监管大型仪器设备的使用状况，检查用户是否规范操作，及时应对各种突发事件。④智能环境监测。大型仪器设备一般对环境都有较高的要求，如温度、湿度、光照等因素，智能环境监测模块通过多种传感器获取环境状态，有效控制相应的设备动作，包括空调控制、窗帘控制、烟雾报警、水浸报警等，并将实时信息传输给共享平台，实现设备的智能管理。 　　（5）平台开放运行
　　通过前期的充分准备后，大型仪器设备开放共享平台正式投入运行使用。学校各方单位协同合作，确保所有符合条件的大型仪器设备都纳入平台对外开放，并为开放共享工作的高效运转提供全面保障。设备管理人员应加强设备管理，做好设备的日常维护和开放共享服务，保障共享工作顺利开展。相关职能部门应多渠道多方面积极宣传开放共享服务，扩大共享范围，切实提高学校大型仪器设备的共享程度。同时，平台系统管理部门应全力保障系统的稳定运行，确保平台详细记录设备的开放使用过程，为后续的检查和反馈工作提供数据支撑。
　　3.检查阶段
　　检查阶段主要是在计划和措施执行之后，客观地分析执行结果，与预期目标进行对比，找出存在的问题。①开放共享制度合理可行，有利于促进大型仪器设备开放共享工作的推进，优化学校设备配置;②共享平台的信息化和智能化科学有效，保障开放共享工作的高效运转，提高开放共享管理水平;③大型仪器设备管理队伍业务精湛、积极性高、创造性强，为开放共享事业提供技术保障;④大型仪器设备使用效益高，实验教学、科学研究和社会服务成果显著。通过多角度多维度的检查对比，明确现阶段存在的差距，提出整改方案。
　　4.处理阶段
　　该阶段是对检查结果和整改方案进行处理，总结成功的经验，并予以标准化，以便今后继续贯彻执行。对本次循环中无法解决的遗留问题，要重新分析原因，转入下一次PDCA循环去解决。通过开放共享平台的数据统计和挖掘，形成大型仪器设备年度效益报表，多方面对比历史数据，分析开放共享对大型仪器设备使用效益的直接影响和师生实验的间接影响，为设备购置和报废处置提供了数据支撑。同时，横向对比各个实验室的大型仪器设备的管理效益，对管理规范、运行良好的管理团队进行表彰，推广其成功经验;对管理不善、效益低下的管理团队提出整改，在后续的项目立项上进行限制，甚至调拨利用率持续低下的设备。
　　5.PDCA循环在单台设备开放共享中的应用
　　整个高校大型仪器设备开放共享的管理工作是一个大的PDCA循环，而每个工作环节比如管理制度的建设、设备购置管理、开放共享定期检查、开放共享培训管理等就是一个个小的PDCA循环，同时还可以从单台设备开放共享管理的角度应用PDCA循环，在开放共享平台中实现，以原子吸收分光光度计为例，具体如下：
　　（1）P计划。在设备购置阶段，通过平台获取当前在用原子吸收分光光度计的使用效益、寿命状态、管理团队支撑力度以及用户需求反应等信息，制定设备购置的需求计划、预期目标和可行性论证报告，提交专家论证。
　　（2）D实施。经论证同意购置的原子吸收分光光度计进入采购环节，待设备到货安装并验收通过后，共享平台通过设备管理系统接口获取该新购设备的详细信息，管理员按照开放共享要求，对该新购设备办理入网开放共享。
　　（3）C检查。在新购原子吸收分光光度计投入使用一定时间后，不定期地检查该设备的使用状况，通过开放共享平台生成该设备的使用效益报告，评价是否已实现该设备购置的阶段预期目标和效益。
　　（4）A处理。对该设备的检查结果进行总结分析，如设备运行良好，已达使用预期目标，则肯定该设备的管理业绩;如设备运行效益不佳，与预期目标相距甚远，则应查找原因进行整改，并在平台上提交整改方案，同时转入下一个PDCA循环。
　　每个PDCA循环都能通过共享平台实现并记录过程，大小循环紧密结合，大循环是小循环的依据和方向，小循环是大循环的具体细化和落实，从而形成大环套小环、小环保大环、相互促进、不断前进的循环机制。
　　五、结论
　　PDCA循环理论是一套全面科学的质量管理方法，对大型仪器设备开放共享平台建设管理的持续改善起到有效的推动作用。在PDCA循环闭环控制下，开放共享管理摈弃传统的点状开放式管理模式，采用一个循环前进的系统围合管理，通过事前论证和计划、事中执行和监督、事后反馈和改进，不断完善管理平台和管理机制，提高大型仪器设备的使用效益，提升其在实验教学、科学研究、人才培养和社会服务中的重要作用。
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　　（编辑：王天鹏）
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