王 琴, 诸跃进
(宁波大学 微电子科学与工程系, 浙江 宁波 315211)
物理性质测量系统的使用现状及解决办法
王 琴, 诸跃进
(宁波大学 微电子科学与工程系, 浙江 宁波 315211)
从高校物理性质测量系统实验室管理的角度,针对该仪器利用率低、部分选件闲置严重、维修经费紧张、实验人员安排不合理等问题,提出开放共享该仪器,设立维修基金,为该仪器设置专门的实验技术人员并充分发挥实验技术人员的作用等措施和办法。
物理性质测量系统; 实验室管理; 开放共享; 实验技术人员
美国Quantum Design公司开发的物理性质测量系统(physical property measurement system,以下简称PPMS)是一套可以在超低温和强磁场等极端条件下,对材料进行多种物性测量的仪器。该仪器集成了全自动的电学、磁学、热学等选件,并被广泛应用于物理、化学及材料科学的众多研究领域[1-2]。
随着我国国民经济水平的提高,国家对高校科研投入不断加大,高校大型仪器在数量、质量上都有很大的提升,为高校的学科建设和教学科研水平的提升奠定了良好的基础[3-4]。其中,PPMS作为材料物理性质研究的重要分析仪器,已经在众多高校中发挥作用。该仪器价格昂贵(一般为45~60万美元),如何管好、用好这台仪器至关重要。根据我校实际情况,结合作者的工作实践和体会,对高校PPMS仪器的管理思路和做法进行了总结和探讨。
1.1 PPMS部分选件闲置严重
PPMS仪器选件多、功能广,但是因为各选件的针对性很强,学校使用该仪器的教师并不多,因此,仪器闲置的时间相对于扫描电镜等其他大型仪器也比较多。PPMS的选件众多,大的分类可以分为电学、磁学、热学3类,具体到各种功能的选件有十几种之多,一般高校购买该设备的同时会购买多种选件,有的院校甚至会在后期增添多种选件,但是真正常用的选件只有1~2种,有的高校甚至常用的只有1种,这样导致了其他选件的闲置。
1.2 申请维修经费困难
PPMS仪器是一台高精密的仪器,价格昂贵,涉及的附件及耗材价格也非常昂贵,而且有些附件需要定期维护甚至更换。比如为了保持该仪器运行效率,其冷头3~5年需要维护一次,维护费用在13万元左右;更换最快的是干泵的“O圈”,每半年需要更换一次,每个“O圈”的价格在2 000元左右。干泵本身的使用年限也不能超过6年,每个干泵的价格在3万元左右。PPMS仪器更新换代也非常快,如果涉及到仪器升级,需要的费用会更高。而往往因为各种原因,会出现维护费不足或申请不到维护费的现象,有些附件在得不到及时维护时,可能会导致仪器的功能不全,甚至导致仪器瘫痪。
1.3 实验管理人员的设置问题
PPMS仪器由项目负责人(教师或科研人员)负责购置之后,由于缺乏实验技术人员,则由项目负责人管理和使用,或者由其他实验人员监管。而一般的项目负责人忙于科研和教学,很难将时间和精力放在仪器的使用和维护上。在这种情况下,往往由项目负责人的研究生代管,因为学生的流动性大,仪器管理和维护的经验很难得到积累。由于高校实验人员的长期缺乏[5],一名实验人员管理多台仪器的情况非常普遍,因此分配到每台仪器上的精力与时间非常少,而PPMS仪器属于非常专业的大型仪器,没有经过严格的业务培训,很难真正实现仪器的日常保养及维护,仪器的基本功能得不到合理和充分的运用,更谈不上对仪器各种选件的开发和利用。
PPMS仪器相对于其他大型仪器而言,故障率还是非常高的。对实验人员来说,从乐观的角度看,每一次仪器故障都是一次学习与经验积累的机会,自己解决问题或者在工程师的指导下解决问题对实验人员来说都是一次很大的提高。这就需要实验人员不断地积累实践经验,才能提高仪器的维护保养能力。因此,在该实验室配备专门的实验人员非常有必要。
2.1 促进PPMS仪器开放共享,提高使用率
(1) 成立以扫描电镜、PPMS仪器等高档仪器为主的测试实验中心,服务于全校师生的实验教学与科研,服务于校外相关企事业单位,提高仪器设备的利用率[3]。
(2) 对仪器实行网络管理。针对学校目前的仪器现状,可以实行仪器“分散放置、统一管理”的管理模式,利用网上管理系统,实行网上预约,对仪器进行网上考核,这样既提高了考核效率,减轻了实验技术人员的工作量,也提高了仪器的共享率。
(3) 做好校内仪器的宣传工作[6]。要提高大型仪器设备的利用率,必须做好宣传工作。PPMS等大型仪器可以入网浙江省科技创新云服务平台、浙江省大型科学仪器设备协作共用平台等。此外,学校及院系也应该在自己的网站上对实验仪器设备做一些介绍,以吸引更多的企事业单位前来使用。
(4) 加强对大型仪器的考核,提高PPMS仪器占有单位利用率的压力。学校设备管理部门制定可量化的大型仪器效益考核指标体系,从实验室管理、机时使用、人才培养、科研成果、测试收入等方面加强对大型仪器的效益考核[7]。将大型仪器的效益考核结果与院系及实验技术人员的业绩挂钩,对使用效益好、考评结果优秀的院系,在实验室建设经费立项、设备申请等方面,学校将予以优先考虑,对相关的实验技术人员,学校或学院要给予适当的物质奖励。对使用效益低下,考评不合格的院系,应该对该院系的相关领导及实验室管理人员提出批评与警告,情节严重的,设备管理部门可以将其管理的仪器收回,重新调整[8]。
(5) 鼓励PPMS仪器全方位向研究生开放[9-10]。从全校的角度来看,以实验为基础的研究方向较多,在实验的过程中,研究生用到大型仪器的机会也比较多,因此,学校可以将各种仪器设备组合成一门课,纳入研究生课程,请各位分管仪器的教师来讲解。对PPMS仪器实验教学的课程内容编排要有特点,可以对仪器的硬件、软件、各类选件,特别是我院学生可能用到的选件要做重点讲解。该课程的教学除了让学生更好地了解仪器之外,还要注重对学生创新能力、实践能力的培养,因此让学生走进实验室,接触仪器非常重要。可以先设计好实验,分批让学生动手做一些相关的实验,因为涉及的实验仪器都比较贵重,做实验之前跟学生强调注意事项,以免损坏仪器。
该实验仪器向研究生开放,能让研究生得到大量的实践机会,动手能力得到训练,科研能力得到提高,在实验过程中提高分析问题、解决问题的能力,培养创新意识。对学生来讲,能熟练使用该仪器,能让他们在毕业找工作的时候更加自信,也可能让他们因为会用这台仪器而多了一个选择的机会。该实验仪器向研究生开放,从教学方面与科研方面都提高了仪器的利用率。
(6) 加强研究生资源的充分利用。学院设立“勤工俭学”岗位,实验技术管理人员可选择基础知识扎实、动手能力强的学生进行专门培训,达到能独立上机操作的要求的研究生可安排“勤工俭学”岗,每月给研究生发放该岗位对应的工资。
研究生与PPMS仪器的实验技术人员轮流值班,在保证日常工作时间正常测试的基础上,非工作时间也能正常测试,从而更进一步地提高仪器的利用率[11]。
2.2 设立仪器维修基金
学校应推行如下政策:
(1) 制定合理的收费标准,对校内外开展有偿服务,“以机养机”;
(2) 对校内开放服务的配套运行测试补贴,具体可根据PPMS仪器对校内开放服务收取的测试费收入,按照一定比例(例如,1∶0.6)的形式给该仪器设备发放配套运行补贴费,以补贴该仪器日常所需的损耗品、易损件及配件购置费的支出;
(3) 为了加强PPMS仪器对社会的服务力度,政府可以对PPMS仪器等大型仪器进行测试补贴,根据该仪器为企业做的贡献、解决的技术问题以及测试收入给予相应的补贴。
上述政策能够保证PPMS仪器进入良性运行状态,既提高了仪器的利用率,解决了仪器运行经费、维修经费不足的矛盾,又让实验技术人员敢于使用仪器,不至于仪器空置而浪费资源,从而也提高了实验技术人员的积极性。
2.3 加强实验技术队伍建设
2.3.1 合理的实验技术队伍的定位
打破“大锅饭”式的管理方式,对实验技术人员合理设岗、明确职责,从基本工作、常规工作、创新工作等几方面对PPMS仪器的实验人员计算工作量,对超额完成工作量的实验人员给予适当的奖励,从而促进实验技术人员学习和工作的动力[11]。
对表现优秀的实验技术人员,在年终评优时应与教师有同等的机会。实验系列与教师系列的评优标准应该有所区别,为此学院应专门设立优秀实验技术人员的名额,根据学院实验技术人员的总人数,按照比例确定优秀实验技术人员的人数,这样不至于在同一个标准下(比如有的院系仅以完成科研任务分数排序来确定优秀)优秀永远与实验技术人员无缘,而往往很多院校的实验技术人员在评职称时,跟年终考核是否优秀直接挂钩。如此不仅可以增强实验技术人员的荣誉感,增加他们晋升的机会,而且可以提高他们投身本职工作的热情,充分发挥他们的积极性和创造性。
在实验技术人员晋升方面,不能与教师晋升一样,片面强调论文和项目等科研成果,应该考核他们在实验室管理、实验仪器开发、实验方法创新等方面的情况,即使是作为职称晋升的论文,也必须有与仪器管理和技术创新相关的实验技术方面的论文,以便促进技术人员立足本职工作进行研究和提高。
2.3.2 PPMS仪器应该实行专人专管
因为PPMS仪器涉及到的选件很多,把每一种选件钻透都需要大量的时间和精力,而该仪器最难的地方在于制样和维护。对有些样品,比如电学和热学,样品制备的好坏直接影响到测试数据的准确性。而制样的程序非常复杂,制样的器件和耗材又非常昂贵,这就需要实验技术人员细心、耐心地来制作,往往制作好一个完美的电学或热学样品需要花上半天的时间。
PPMS仪器属于贵重仪器,本身非常娇气,而整台仪器的系统非常复杂,往往不容易判断问题所在。另外,仪器有些部件需要定期维护,而这些维护需要脑体结合,这就需要实验人员有丰富的实际操作经验,而这些经验都需要不断的积累,因此该仪器应该实行专人专管。
2.3.3 加强PPMS仪器实验技术人员的技术培训
PPMS仪器的使用与维护都需要经验丰富的实验技术人员,因此,技术交流非常重要,学院领导应该积极创造条件使他们有更多的机会参加各种培训班和交流活动,使他们的管理能力和专业技术能力得到进一步的提升。
鼓励PPMS仪器的实验技术人员参与相关的课题组,从事测试研究工作[4]。PPMS仪器的管理需要实验技术人员具有较强的理论基础和知识水平,参加相关课题组的工作,可以有针对性地提高技术人员的理论水平。利用技术人员自身对仪器的熟悉程度,可以从科研需求的角度对仪器进行新功能的开发利用,从而深入分析科研中的一些问题。这样不仅对提高技术人员本身的科研能力和技术水平,而且对课题组的科研进展也有很好的推动作用。
2.3.4 加强院领导、教师、科研人员与实验技术人员之间的交流和沟通
PPMS仪器的选件非常多,而仪器及选件的购买往往由学院的领导决定。在购买之前,如果院领导与可能用到该仪器的教师及管理该仪器的实验技术人员有过详细的交流,便可得知,目前使用率最高的选件是什么,还有那些选件在未来可能会用上,在购买时便可有目的地购买,以避免购买后有些选件的闲置。
鼓励使用PPMS仪器的教师、科研人员参与该仪器的技术管理和新功能开发工作[11]。一方面,可以让实验技术人员更加明白科研人员的技术需求,能更好地为教师和科研人员服务;另一方面也能积极创造条件让实验技术人员能有机会参与教学与科研工作。在充分开发仪器功能的同时,能有效地提高自身的研究水平和解决问题的能力。
总之,高校应从管理体制和运行机制入手,重视以人为本的管理理念,完善规章制度,充分调动各方面,特别是实验技术人员的积极因素。通过建设开放共享机制、设立维修基金、建立考核激励制度、培训仪器独立操作人员等措施,有效提高PPMS仪器的使用率,更好地为教学、科研及社会服务。
References)
[1] 李菁芸.基于综合物性与阻抗测量仪器的虚拟控制系统[D].武汉:华中科技大学,2012.
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[11] 罗联社,周云涛,张原, 等.强化实验室管理提高实验室效益[J].实验室研究与探索,2010,29(11):145-149.
Current situation andsolutions for application of PPMS
Wang Qin, Zhu Yuejin
(Department of Microelectronic Science and Engineering, Ningbo University, Ningbo 315211, China)
In view of the laboratory management of physical property measurement system (PPMS) in colleges and universities, and aiming at the problems such as low utilization ratio of the PPMS instrumentation, idle options, tight budget for the instrumentation maintenance, and unreasonable arrangement of experimental personnel, the measures and solutions are proposed for opening and sharing the instrument, setting up the maintenance fund, allocating the special experimental technical personnel to the instrumentation, and giving full play to the role of the experimental technical personnel.
physical property measurement system (PPMS); laboratory management; opening and sharing; experimental technical personnel
10.16791/j.cnki.sjg.2017.01.063
2016-07-13
国家自然科学基金项目(11374168);“物理学”浙江省重中之重学科开放基金项目(xkzwl1512)
王琴(1978—),女,湖北天门,硕士,实验师,主要从事大型仪器设备的管理与操作.
E-mail:wangqin@nbu.edu.cn
G482
A
1002-4956(2017)1-0254-03