设计一个大型仪器设备在线管控系统

徐 文, 曲福辉, 沈 江, 杨 佳

(电子科技大学 国有资产与实验管理处, 四川 成都 611731)

设计一个大型仪器设备在线管控系统

徐 文, 曲福辉, 沈 江, 杨 佳

(电子科技大学 国有资产与实验管理处, 四川 成都 611731)

设计了一个大型仪器设备在线管控系统,既能实时读取设备使用状态和使用人,又具有强大的分析统计功能；既能完成大型科研仪器开放共享考核工作,又能为学校合理配置已有的大型仪器设备资源、长期或短期规划大型仪器设备投入提供决策支持；系统既要实现管理目的,也考虑到界面友好、各级使用人使用方便,为大型仪器设备管理的信息化建设提供借鉴。

大型仪器设备； 实时管控； 开放共享； 效益考核

如何提高大型仪器设备的使用率,让其产生更多更好的科学成果,并为服务社会,一直是高校实验室管理部门近些年来致力推动的一项工作[1-3]。我校于2013年建成并运行贵重仪器设备共享平台(下称平台)。2016年11月,科技部公布了《重大科研基础设施和大型科研仪器开放共享评价考核实施细则(征求意见稿)》(下称考核细则),并在全国范围内进行开放共享评价考核工作。为了使开放共享评价考核指标体系的每一项数据尽量准确,使评价考核工作真实有效而不是流于形式,我校对2013年的贵重仪器设备共享平台进行升级,建成大型仪器设备在线管控系统。该系统有更高的目标和更多的功能,既要考虑眼前的需要,也尽可能地考虑到未来几年的需求[4-5]。

1 原有贵重仪器设备共享平台的功能与不足

我校原有的贵重仪器设备共享平台，能进行设备简单的用户信息管理和初步的开放共享管理，主要包括共享基金申请和审批、机组对外预约和使用情况登记、测试费确认单的生成等这几个功能模块。主要存在着2个方面的不足。

1.1无法实时读取设备使用状态，开放共享程度低

我校无校级分析测试中心,大型仪器设备均分布在各学院。如电工学院的微波测试中心、生命学院的磁共振成像中心、微固学院的微细加工中心等。大型仪器设备共享率低，管理方法落后，如截至2016年年底,我校价值20万以上在共享平台登记注册设备有700余台,登记在200多个机组(平台或团队)名下。2016年实际开展开放共享工作的只有12个机组,设备100余台。并且当时未采用物联网技术,开放共享的使用情况还需要人工操作才能生成测试费确认单。除这100余台大型仪器设备在机组内部使用情况以外,另外近600台使用情况如何,平台都回答不了。

1.2 成果统计和评价考核功能弱小

评价考核一台大型仪器设备,不仅要有使用机时、对外服务机时与总机时的比值、服务量与收入、用户类型、用户评价等开放共享方面的指标,更重要的是要有支撑项目、支撑论文、支撑论著、支撑科技报告、支撑发明专利、产生科学数据、科技成果及获奖情况等方面的数据,以及有长远的社会服务重大工程项目、企业创新、服务民生、应急事件、科学普及、政府决策等方面潜在的指标。学校的大型仪器设备是如何支撑着这些成果的,每台大型仪器设备的效益如何,各个学院的大型仪器设备平均效益如何,这些统计和分析功能原来的平台是欠缺的。

2 设计一个大型仪器设备在线管控系统

2017年,我校要在原来仪器设备共享平台的基础上,升级改造建成一个新的大型仪器设备在线管控系统(下称系统)。在大型仪器设备安装电流标签、通过电流大小即时读取该设备的使用状态为技术状况,统计使用情况,采集各类信息,对大型仪器设备进行综合评价考核,达到为学校合理配置已有的大型仪器设备资源、规划大型仪器设备投入提供决策支持的目的。建成后的系统,既要能达到管理目的,又要能做到便于操作,不能给使用系统的人造成麻烦,使系统使用起来方便快捷,这就需要在建设之初做充分论证和科学的设计[6-7]。

2.1更合理、更快捷的实时采集大型仪器设备使用状态和使用人信息

市场上很多软件公司提供的大型仪器设备管理系统，有的是在没有计算机操作的仪器设备上安装电源控制器(硬件),在有计算机操作的仪器设备上安装授权控制端(软件),并给每台设备配套一个读卡器,使用人通过刷卡上机,一般用校园一卡通。使用人通过刷卡开机,不刷卡不能开机。当另一个人使用时,前一个人必须刷卡下机,第二个人才能刷卡上机。系统记录设备开机时间和关闭时间,记录使用人。

以上设计有几个问题:第一,设备开机时间不等于实际使用时间,特别是如果是机组成员使用,一般不收费,这种情况很多；第二,如果为了让系统实时登记谁使用而必须要刷卡才能开机,在结束后刷卡下机,特别是有的设备开机预热时间长,频繁地开机关机造成时间的浪费并加速设备的损耗。

我校设计的系统将对实时管控提出更合理、更快捷、更高的技术手段要求。

2.1.1 设备更换使用人时,无需关机再开机

机组管理员根据工作时间提前挂出大型仪器设备的使用时间表,任何使用人上机必须预约,由机组管理员审核。使用人通过大型仪器设备在线管控系统的手机端扫描该设备条码上下机,系统记录上机时间,而非用电源控制器控制开机关机,所以大型仪器设备可以始终处于开机状态,使用人更换时,不需要关机。即节约了时间,也提高了大型仪器设备的寿命。

2.1.2 任何人使用设备,凭预约单扫码上机

使用人预约时,输入个人信息,并填写使用方向(培训、科研、社会服务等)、支撑项目、测试方式(自主上机、委托测试)等基本信息。机组内部人上机也必须预约,强化设备均为国有资产、均属于学校共享平台的概念,但给予机组成员优先预约的权利。大型仪器设备开机后,使用人通过手机端扫描仪器设备条码上下机,系统记录上机时间,并显示使用人。如果使用人预约填写的测试方式是委托测试,使用人将预约码发送给机组成员,机组的委托测试人也凭该预约码上机,系统显示的是委托人在上机。不管谁上机都生成测试费确认单,机组管理员有权限给使用人免单或调整,并由使用人确认。

2.1.3 计费要综合预约时间和使用时间

系统自动记录实际使用人和上机时间。但是收费的时间,系统则要结合上机时间和预约时间来综合计算。收费时间计算原则是:选择使用和预约的最长时间计费；同一时间段,只收一位上机人的费用。也就是说,某位使用人预约的上机开始时间,在没有其他人在上机的情况下,不管预约人有没有上机、系统有没有开始记录使用人和上机时间,系统都开始从预约时间计费。在预约的时间段内,使用人若提前扫码下机,系统记录的该使用人上机时间截止,但收费计算的时间一直到预约时间才截止,除非有其他人来扫码上机。如果上机人不扫码下机,计费将一直进行,直到下一个使用人扫码上机为止。系统管理员、机组管理员和使用人都可以在系统上看到状态为计费中,系统将弹跳提醒通知,使用人可在手机端下机。测试费确认单机组管理员有权限给使用人免单或调整,并由使用人确认。

2.1.4 区分待机时间和上机时间

有的大型仪器设备为专用设备,共享性差,基本上是科研团队内部使用,而机组成员上机一般不收取测试费,有可能设备开机以后,使用人不扫码而直接使用,或者扫码上机后一天直到关机才退出,也许在此过程中真正做实验的时间并没有那么长,所以上机与下机之间的时间不等于实际使用时间。我校的大型仪器设备在线管控系统,将通过装在该设备上的电流标签来判断设备是处于关闭状态、待机状态，还是使用状态。当开机时,电流平稳,进入待机状态,记录的是待机时间,无使用人。当使用人扫码上机后,若不使用,记录的是待机时间,有使用人。当使用人实际做实验时,记录的是使用时间,有使用人。

系统判断待机状态还是使用状态,可以避免机组不愿意共享、恶意拒绝他人预约的情况。如果机组在某一时间段内拒绝他人预约,而在该预约时间里却在系统里没有使用时间的记录,甚至没有开机记录,系统将会记录此不正常情况,并将此记录推送给机组管理员和校级管理员。

2.2通过在预约时填写基本信息,为后期的成果统计建立关联

对大型仪器设备进行在线管控,通过系统自动记录使用情况,系统可以统计每台大型仪器设备的年开机机时、年使用机时、使用人分布、对外服务机时与总服务机时的总值、服务收入等使用情况、开放共享情况和经济效益。

但是一台大型仪器设备判断它是物尽其用还是闲置浪费,评价与考核的指标应远不止上述内容。学校的主要职责是教学与科研,是培养人才，教学与科研的功能要排在社会服务之前,至少不能排在之后。大型仪器设备的成果和效益还应有支撑项目，如论文、论著、科技报告、发明专利、科学数据、科技成果及获奖情况以及其他社会如服务等，尤其是重大工程、企业创新、服务民生、应急事件、科学普及、政府决策等项目更为重要。这些成果和效益都需要使用人在使用大型仪器设备后一段时间，甚至要好几年的时间才能填写,如何让系统以技术的手段尽量多地收集到这些信息,是我们设计新系统时重点考虑的一个问题。

2.2.1 使用人预约使用大型仪器设备,需选择使用方向和测试方式

使用人使用大型仪器设备,在预约时需明确使用方向,是用于科研、社会服务、教学还是培训。若进行培训,需填写培训人员类别、培训级别、培训对象及培训人数、培训内容等。若进行教学、科研、社会服务,需填写项目信息,包括项目负责人、项目名称、经费来源、学科领域、研究内容。使用人可以在系统的项目库保存各项信息,以后每次预约登记时只需在项目库里选择。预约时还需要选择测试方式是自主上机还是委托测试。所有预约时填写的字段都是后期统计和分析设备效益的基础。

2.2.2 通过“支撑项目”字段,从学校科研财务管理系统中提取项目成果

我校大型仪器设备主要使用方向为校内科研。学校所有的科研项目都在学校科研财务管理系统里登记,大型仪器设备管控系统将与科研财务管理系统实现部分字段的对接,将科研财务管理系统里的项目的信息,包括项目负责人、项目名称、经费来源、学科领域、研究内容即时提取过来,项目负责人预约时可以免去人工填写,只需选择项目。项目负责人可在大型仪器设备管控系统上授权团队的其他成员,可以在预约使用时选择他的项目。校内教师在项目结题时,需要在科研财务系统填写项目成果,包括论文、论著、专利、获奖情况等,大型仪器设备管控系统就可以把这些成果对接过来,使用人选择他使用过的对每项成果有贡献的设备,还可多对多批量选择,极大减少按每台设备填写成果的麻烦。也可以将预约使用时登记为支撑该项目的所有成果,均自动转入该设备名下。

2.3 强大的分析统计功能

管控每台大型仪器设备的使用状态是技术手段,评价考核该设备效益并为学校配置已有的大型仪器设备资源、长期或短期规划大型仪器设备投入提供决策支持,是我校建立新的大型仪器设备在线管控系统的目的之一。系统的分析统计功能包含以下几个方面,可以按单台设备、领用人、机组、学院、以及按学校,按不同的时间点和时间段、不同的使用人和来源单位,不同的大型仪器设备分类等组合条件进行分析统计,并以曲线图、柱状图、饼状图、表格等形式展示分析统计结果。

2.3.1 生成使用情况统计分析表

通过监控大型仪器设备的电流变动和使用人扫码上机下机,系统收集到使用人和使用时间的信息。系统分开机时间和关机时间,开机时间包括无上机人的待机时间和上机时间,上机时间包括有使用人的待机时间和实验时间。系统要生成这些时间的比例。对上机人,系统可分析其来源,校内、校外,本学院、外学院,本机组成员、外机组使用人,学生、教师,既有明细,又有构成比例。

2.3.2 生成大型仪器设备闲置费清单

根据“电子科技大学贵重仪器设备共享使用管理暂行办法”,对纳入共享但没有达到额定机时的大型仪器设备,学校要对各学院收取闲置费；对连续2年都达不到额定机时的设备,学校有权通过校内调剂等方式,发挥其效益。新的大型科研仪器设备在线管控系统,还能根据提供的收取闲置费的比例(见表1),生成闲置费清单。

表1 收取大型仪器设备闲置费的比例

2.3.3 生成大型仪器设备开放共享评价考核分值表

2016年年底,科技部公布了《重大科研基础设施和大型科研仪器开放共享评价考核实施细则(征求意见稿)》,对大型仪器设备的评价考核有5个指标(见表2),可作参考。

表2 大型仪器设备考核指标

2.3.4 生成经济收益统计分析表

大型仪器设备对外开放共享,可收取测试费。每上机下机一次,系统根据预约时间和上机时间自动生成测试单,测试单可由机组管理员进行费用调整,如免单、优惠、加收材料费等,由使用人确认。使用人、团队不定期支付费用。系统既可统计每台设备的经济收益、分析每台设备的收入来源,也可生成经济收益排序表。

2.3.5 生成教育部贵重仪器设备效益表

教育部每学年要求报送高校实验室信息统计数据,其中基表3为贵重仪器使用效益表,统计范围为大于(等于)40 万元的03类设备。该表需要的17项信息,其中使用机时的分布、测样数、培训人员分布、支撑项目分布这些字段,系统都可以通过使用人扫码上机、下机以及预约时使用人填写的使用方向(培训、科研、社会服务等)、支撑项目、测试方式(自主上机、委托测试)等基本信息计算并统计出来。而获奖情况、发明专利情况、论文发表情况,是由使用人后期填写,或者从学校的科研财务系统里提取过来，生成基表3。生成的基表3预留机组、学院、学校修改的功能,修改后的表格能与系统生成的原表格形成对照。

表3 教育部贵重仪器设备效益表

2.4 系统需为今后的功能拓展预留足够的接口

新的大型仪器设备在线管控系统,正式运行后可以实现以上实时监控使用人和使用状态、成果统计和效益评价考核功能。但还有一些功能,现条件还不成熟,在设计时已为今后的功能拓展预留足够的接口。

2.4.1 测试费的冻结、转账、结算分配与财务对接

大型仪器开放共享,使用人需支付测试费。为使使用人支付和机组收费都方便,可参考淘宝支付的形式并结合财务相关规章制度，使用人每预约成功,项目的经费卡便冻结预算的金额,待上机结束,测试单双方确认后(使用人可不定期批量确认),生成测试费转账确认单。使用人向财务递交测试费转账确认单并提供财务转账需要的相关票据、测试合同,财务工作人员确认测试费金额的扣除,此扣费信息返回到大型仪器设备在线管控系统。测试费转账后,财务处根据学校的收入分配制度,直接将结算分配的额度转入机组的经费卡里。

2.4.2 与公房管理系统对接

大型仪器设备的存放地在公房系统的楼房及房间库里选择，选择了存放地后,系统可显示该设备所在的楼宇、楼层、房间。大型仪器设备出楼宇系统将提示,出校园系统将报警。

3 结语

设计的新的大型仪器设备在线管控系统,既可以实时读取设备使用状态和上机人,又可以根据读取的使用信息以及使用人预约时填写的一些基本字段,统计设备的成果,评价设备的效益[1-2，8-10]。系统可以按单台大型仪器设备、按领用人、按机组、按学院、按学校,按不同的时间点和时间段,按不同的使用人和来源单位,按不同的分类(根据大型科学仪器分类标准和编码)等组合条件进行分析统计,并以曲线图、柱状图、饼状图、表格等形式展示分析统计结果,包括使用情况统计分析表、闲置费清单、开放共享评价考核分值表、经济收益统计分析表、教育部贵重仪器设备效益表等。这些统计分析的结果将为学校合理配置已有的大型仪器设备资源、长期或短期规划大型仪器设备投入提供决策支持。

References)

[1] 科技部基础条件中心.我国大型科学仪器设备利用与共享指教研究报告[R/OL].(2013-11-26).http://www.cqn.com.cn/news/z9zlb/diyi/805630.html.

[2] 宋立荣,刘春晓.我国大型科学仪器设备资源开放共享建设进展分析[J].中国基础科学,2014(3):16-21.

[3] 孟晓婷,董智勇.英国高校大型仪器共享模式的启示[J].实验室研究与探索,2014,33(9):145-147.

[4] 陈光,王艳芬.关于中国大型科研仪器共享问题的分析[J].科学学研究,2014,32(10):1546-1550.

[5] 杨丽.近10年来我国大型科学仪器设备共享研究进展与述评[J].中国管理信息化,2015(8):108.

[6] 徐文,兰中文. 完善制度 细化工作 加强高校贵重仪器设备的管理[J]. 实验技术与管理,2013,30(12):220-222.

[7] 王祎，华夏.促进我国科学仪器管理共享的政策建议[J].中国科技论坛,2012(11):29-33.

[8] 周建国,黄云,孟繁星.运用物联网技术构建现代大型仪器共享平台[J].实验室研究与探索,2013,32(4):206-209.

[9] 周建国,孙发勤,孟繁星,等.基于物联网的大仪器共享平台[J].中国高校科技,2012(9):77-78.

[10] 孙绪华,伊彤，高鲁鹏，等.以机制创新推进大型科学仪器设备共享[J].中国科技资源导刊，2009(4):14-18.

Designing online management and control system for large-scale instruments and equipment

Xu Wen, Qu Fuhui, Shen Jiang, Yang Jia

(Department of State-owned Assets and Experiment,University of Electronic Science and Technology, Chengdu 611731, China)

An online management and control system for large-scale instruments and equipment is designed, which can not only display the real-time status of the equipment and users, but also have the powerful analysis and statistic function. This system can not only complete the opening and sharing evaluation of large-scale research instruments, but also provide the decision support for the rational allocation of large-scale instruments and equipment resources, and long-term or short-term planning of the investment in such instruments and equipment for the university. This system not only realizes the management goal, but also considers the friendly interface and convenient use of the people at all levels, providing some reference for the informationization construction of the management for large-scale instruments and equipment.

large-scale instruments and equipment; real-time management and control; opening and sharing; benefit evaluation

G482；F251

: B

: 1002-4956(2017)09-0257-04

2017-03-20

徐文(1979—),女,浙江浦江,硕士,工程师,从事大型仪器设备开放共享管理工作.

E-mail:wenx@uestc.edu.cn

10.16791/j.cnki.sjg.2017.09.066