儀器全壽命周期理念下的化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理

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摘要:實(shí)驗(yàn)儀器是高等化學(xué)教育中的重要資源，也是高校實(shí)驗(yàn)管理的重要核心。在日常儀器教學(xué)管理過(guò)程中，如何結(jié)合化學(xué)儀器的特點(diǎn)，并基于化學(xué)儀器的全壽命周期，從儀器管理人員配置、儀器資源平臺(tái)搭建等方面進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)與管理，則尤為重要。本文就目前高?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)與管理中的現(xiàn)狀，提出了基于化學(xué)儀器全壽命周期理念的教學(xué)管理模式，希望為進(jìn)一步的教學(xué)管理研究提供有益的參考。

關(guān)鍵詞:全壽命周期;化學(xué)儀器;教學(xué)與管理

在高校日常教學(xué)活動(dòng)中，實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)保障著教學(xué)任務(wù)和人才培養(yǎng)工作順利進(jìn)行，同時(shí)，一些大型儀器還肩負(fù)著較為重要的科研任務(wù)。然而隨著儀器數(shù)量的增加，管理和維護(hù)難度也成倍增加，特別是一些大型儀器，運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用高但使用頻率不高;儀器的教學(xué)任務(wù)和科研任務(wù)如何合理分配等，都是我們需要關(guān)注的問(wèn)題。那么如何合理化配置這些儀器資源，成為日常實(shí)驗(yàn)教學(xué)與管理工作能否順利開(kāi)展的關(guān)鍵。全壽命周期管理(Life－cycleManagement［1］)，也叫做生命周期管理，作為一種新興的科學(xué)理念，被廣泛地應(yīng)用于建筑生產(chǎn)領(lǐng)域(BLM［2］)和工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中(PLM［3］)，作為一種貫穿于有關(guān)產(chǎn)品周期始終的系統(tǒng)、科學(xué)的評(píng)價(jià)方法，和建立于產(chǎn)品生命周期的完整的評(píng)價(jià)體系，它使產(chǎn)品在生產(chǎn)或運(yùn)營(yíng)的各個(gè)階段都得到針對(duì)性的管理，使整體系統(tǒng)效率得到極大提升。借用這個(gè)理念，我們提出了化學(xué)儀器的全壽命周期。但是化學(xué)儀器的全壽命周期，不同于建筑和工業(yè)兩個(gè)生產(chǎn)部門(mén)，由于一般普通高校都不具備生產(chǎn)和設(shè)計(jì)大型儀器設(shè)備的能力，所以我們將這個(gè)概念建立在儀器的使用周期當(dāng)中，所關(guān)注的體系基于儀器購(gòu)置之后的調(diào)試－運(yùn)營(yíng)－損耗三個(gè)階段。通過(guò)分析三個(gè)階段的各個(gè)特點(diǎn)，有針對(duì)性地建立與之相適應(yīng)的教學(xué)管理模式，全面提升儀器設(shè)備的使用效能，將儀器的使用和教學(xué)資源的配置有機(jī)的結(jié)合起來(lái)，真正實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)與管理的互促互進(jìn)。

1現(xiàn)狀

目前各地方高校在儀器使用上，普遍存在幾個(gè)突出現(xiàn)狀:(1)儀器閑置儀器的閑置會(huì)帶來(lái)兩個(gè)問(wèn)題:第一，儀器的健康問(wèn)題，在日常教學(xué)中，我們經(jīng)常發(fā)現(xiàn)使用頻繁的儀器不容易出現(xiàn)問(wèn)題，反而使用頻率不高的儀器更容易出現(xiàn)故障和損耗。事實(shí)上，儀器的使用如果能保持固定的強(qiáng)度和頻率，是有利于儀器使用壽命的延長(zhǎng)的，而出現(xiàn)問(wèn)題往往是由于長(zhǎng)時(shí)間閑置或者閑置一段時(shí)間后突然使用，儀器部件的失效或過(guò)載而引起損壞造成的。第二，資源浪費(fèi)問(wèn)題。常規(guī)儀器和大型儀器的日常維護(hù)需要經(jīng)費(fèi)開(kāi)支，這一部分費(fèi)用并不因不使用或少使用儀器而減少。從這一角度說(shuō)，儀器閑置造成了資源和經(jīng)濟(jì)的浪費(fèi)。(2)儀器共享在現(xiàn)有高校人員和資源構(gòu)成的體系下，儀器的使用和管理容易出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性的問(wèn)題，即資源共享的問(wèn)題。傳統(tǒng)觀念認(rèn)為，課題組購(gòu)買(mǎi)的儀器為課題組所用，院系購(gòu)買(mǎi)的就為院系所用，其他單位、個(gè)人很難共享資源;同時(shí)，由于信息平臺(tái)的缺位，資源信息的不對(duì)稱(chēng)，校內(nèi)不同教學(xué)單位間的儀器設(shè)備，沒(méi)有形成很好的資源互補(bǔ);多數(shù)單位間采取平行的管理模式，容易造成儀器重復(fù)配置，同時(shí)又校內(nèi)儀器資源共享難的問(wèn)題;各高校間也容易出現(xiàn)這種情況，同樣的儀器，有的單位儀器閑置，有的單位的調(diào)配緊張。(3)教學(xué)管理模式需要改變。傳統(tǒng)的教學(xué)管理方式，多通過(guò)資產(chǎn)管理部門(mén)統(tǒng)一對(duì)儀器進(jìn)行歸檔管理并編碼，使每一臺(tái)實(shí)驗(yàn)儀器都有一個(gè)固定的資產(chǎn)編號(hào)，但儀器的動(dòng)態(tài)使用信息，如使用者，儀器狀態(tài)，維修次數(shù)，維修部位等都不能通過(guò)該方式即時(shí)顯示，同時(shí)該方式缺少教學(xué)單位與管理單位的交互性。而隨著教學(xué)單位儀器使用次數(shù)、儀器購(gòu)置數(shù)量的增加，這種管理方式明顯滯后于實(shí)驗(yàn)教學(xué)的發(fā)展，這對(duì)于儀器管理提出了更高的要求。

2對(duì)策

為了應(yīng)對(duì)以上幾個(gè)問(wèn)題，在日常儀器教學(xué)管理過(guò)程中，需要結(jié)合化學(xué)儀器的特點(diǎn)，基于化學(xué)儀器的全壽命周期，從儀器管理人員配置、儀器資源平臺(tái)搭建等方面入手。(1)儀器管理人員的配置問(wèn)題歷來(lái)是實(shí)驗(yàn)室管理中的一個(gè)難點(diǎn)，在院系相關(guān)制度的前提下，圍繞著本專(zhuān)業(yè)教學(xué)計(jì)劃和人才培養(yǎng)計(jì)劃，化學(xué)實(shí)驗(yàn)室需要考慮和協(xié)調(diào)人機(jī)配比，最大限度地將儀器資源運(yùn)轉(zhuǎn)起來(lái)。這里，不能僅以?xún)x器資產(chǎn)價(jià)值、數(shù)量來(lái)考慮人機(jī)配比，必須通過(guò)建立科學(xué)的評(píng)價(jià)體系、全面的考核制度，綜合評(píng)判儀器的使用情況，核算儀器的業(yè)務(wù)量大小，綜合設(shè)置管理人員崗位。同時(shí)，應(yīng)建立實(shí)驗(yàn)教師與專(zhuān)業(yè)教師的協(xié)同模式，配合做好對(duì)儀器的管理工作。(2)對(duì)于信息不暢、信息不對(duì)稱(chēng)而造成的儀器資源浪費(fèi)問(wèn)題，可以鼓勵(lì)各高校間，尤其是各地方高校之間，高校內(nèi)部院系之間，搭建資源共享和開(kāi)放平臺(tái)。地方高校的科研任務(wù)相對(duì)沒(méi)有那么重，而短期內(nèi)又都有相關(guān)儀器添置的需求，然而設(shè)備購(gòu)置資金有限，儀器購(gòu)置周期較長(zhǎng)，同時(shí)也有購(gòu)買(mǎi)后同樣面臨閑置的顧慮。所以在這一階段下，各高校、各單位間利用可以互補(bǔ)的儀器資源，通過(guò)搭建平臺(tái)、相互協(xié)作，彼此共享資源，使儀器有效運(yùn)轉(zhuǎn)起來(lái)。(3)結(jié)合當(dāng)前資源管理和信息管理的先進(jìn)技術(shù)，采用RFID(無(wú)線射頻識(shí)別)［4］和物聯(lián)網(wǎng)［5］技術(shù)，建立從實(shí)驗(yàn)設(shè)備終端到網(wǎng)絡(luò)共享平臺(tái)，再到各資源需求方的資源共建網(wǎng)絡(luò)。通過(guò)電子標(biāo)簽技術(shù)，將設(shè)備自安裝初期，對(duì)有關(guān)信息，型號(hào)、規(guī)格、生產(chǎn)日期、維修次數(shù)、使用頻率等納入網(wǎng)絡(luò)，建立信息更新制度，將使用信息、使用狀態(tài)及時(shí)反饋至網(wǎng)絡(luò);結(jié)合網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，通過(guò)系統(tǒng)分析，各資源狀態(tài)監(jiān)控，給出儀器資源共享的路徑和建議，使每個(gè)網(wǎng)絡(luò)共建方與資源共享方都能夠及時(shí)得到網(wǎng)絡(luò)信息的反饋。同時(shí)，建立資源交互補(bǔ)償機(jī)制，平臺(tái)下儀器資源分享方每共享一次資源，即獲得一次對(duì)等交互資源補(bǔ)償?shù)臋C(jī)會(huì);建立評(píng)分體系，將平臺(tái)中的共享行為透明化和制度化。

3化學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器全壽命周期下的教學(xué)與管理模式

任何儀器都有使用周期，但是良好的管理體系和維護(hù)體系，會(huì)有效延長(zhǎng)這一周期，保障重要教學(xué)任務(wù)的開(kāi)展與重大科研任務(wù)的順利執(zhí)行。在日常教學(xué)和科研工作中，化學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器在生命周期的不同階段，其工作狀態(tài)，特別是部件的損耗情況，導(dǎo)致出現(xiàn)儀器的故障率是不同的?；诖朔N情況，實(shí)驗(yàn)室管理中可以結(jié)合常年維修記錄情況，綜合評(píng)價(jià)儀器易損耗位置、損壞頻率，給出化學(xué)儀器壽命的評(píng)價(jià)方法;統(tǒng)計(jì)儀器使用數(shù)據(jù)，結(jié)合數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方法，對(duì)儀器平均壽命，主要部件平均壽命，易損耗部件平均壽命，維修后平均壽命等情況進(jìn)行參數(shù)分析，有條件的還可以設(shè)計(jì)“生命周期專(zhuān)業(yè)管理系統(tǒng)”，為全面掌握實(shí)驗(yàn)儀器運(yùn)行狀況，評(píng)估運(yùn)行狀態(tài)，預(yù)測(cè)維修周期等提供進(jìn)一步的技術(shù)參考?；诖?，我們提出化學(xué)儀器全壽命周期下的教學(xué)管理模式(圖2)，希望為有關(guān)實(shí)驗(yàn)開(kāi)展、實(shí)驗(yàn)室管理提出有針對(duì)性的建議。該模式借用BLM和PLM的概念，將其運(yùn)用于實(shí)驗(yàn)室化學(xué)儀器的管理和教學(xué)中，分為三個(gè)階段:調(diào)試階段，維護(hù)階段，易損階段。調(diào)試階段:對(duì)于化學(xué)設(shè)備，特別是大型儀器而言，此階段是儀器試運(yùn)行、各指標(biāo)狀態(tài)穩(wěn)定、人機(jī)磨合的適應(yīng)期;此階段的不當(dāng)管理，容易出現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行故障，并為后續(xù)階段的使用造成隱患，所以此階段下建議開(kāi)展基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和演示實(shí)驗(yàn)，并由專(zhuān)門(mén)人員對(duì)儀器進(jìn)行管理和維護(hù)。建立儀器動(dòng)態(tài)管理機(jī)制。進(jìn)行新進(jìn)儀器和維修后儀器有關(guān)信息的收集，運(yùn)行狀態(tài)的描述，故障問(wèn)題的匯總，以便后續(xù)提出針對(duì)具體型號(hào)儀器的操作技巧、流程、常見(jiàn)問(wèn)題解決辦法。此階段不建議開(kāi)設(shè)學(xué)生實(shí)驗(yàn)。維護(hù)運(yùn)行階段:在調(diào)試一段時(shí)期后，儀器的各項(xiàng)指標(biāo)趨于穩(wěn)定，人員和機(jī)器之間也都處于最佳的配合狀態(tài)，可以開(kāi)展有關(guān)高強(qiáng)度、高精度的試驗(yàn)，此階段開(kāi)設(shè)實(shí)驗(yàn)無(wú)特殊要求，但要注意日常運(yùn)行狀態(tài)的記錄和故障問(wèn)題的反饋。易損階段:各種儀器都會(huì)出現(xiàn)周期性損耗和損壞的問(wèn)題，維護(hù)階段的良好管理可以延長(zhǎng)維護(hù)運(yùn)行的周期，但是無(wú)法避免此類(lèi)問(wèn)題出現(xiàn)。一旦出現(xiàn)了損壞，就必須進(jìn)行專(zhuān)業(yè)的維修和管理，在此階段注意觀察儀器運(yùn)行狀態(tài)。實(shí)驗(yàn)室在日常教學(xué)任務(wù)中，應(yīng)提出此階段下各儀器的實(shí)驗(yàn)建議，對(duì)于精度要求高、藥品貴重的有關(guān)化學(xué)實(shí)驗(yàn)更要提出合理化建議，在儀器故障高峰盡量安排基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和演示實(shí)驗(yàn)，避免因儀器突發(fā)故障浪費(fèi)了貴重的化學(xué)物資，影響了關(guān)鍵的實(shí)驗(yàn)進(jìn)程。

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作者：茹晶晶 趙兵 單位：寧德師范學(xué)院化學(xué)與材料學(xué)院