淺談5S 管理在高校化學(xué)實驗室管理中的應(yīng)用

仰賢莉，王 鵬，孟 震

（1.南京大學(xué) 配位化學(xué)國家重點實驗室，南京 210023；2.南京大學(xué) 化學(xué)化工學(xué)院，南京 210023）

5S 是源自日本的一種管理方法，包含：整理（seiri）、整頓（seiton）、清掃（seiso）、清潔（seiketsu）、素養(yǎng)（shitsuke），最初用于管理工廠的現(xiàn)場作業(yè)，后續(xù)被各國各領(lǐng)域企業(yè)采納使用。現(xiàn)如今5S 管理理念已經(jīng)滲透到高校實驗中的日常管理中，在實驗人員管理、儀器設(shè)備管理、安全衛(wèi)生管理方面發(fā)揮著重要作用[1-2]。

高?；瘜W(xué)實驗室是高校開展實驗教學(xué)、科學(xué)研究、技術(shù)開發(fā)等活動的重要場所。和基礎(chǔ)實驗室相比,高?；瘜W(xué)實驗室不僅環(huán)境復(fù)雜，研究對象和使用的原材料、輔助設(shè)備都離不開危險化學(xué)品和水電氣資源，而且出入人員也身份各異，除了在里面長期工作的科研人員，還有臨時進出的工程師，維修工，清潔工等其他領(lǐng)域的人員。因此,將5S 管理融入高?；瘜W(xué)實驗室的日常管理中，形成一套實驗室特色的5S 管理方式，對消除實驗室安全隱患，提高科研工作效率，提升科研人員素養(yǎng)等方面有著深遠意義[3-5]。本文針對現(xiàn)高校化學(xué)實驗室存在的問題，結(jié)合5S 管理方法，提出相應(yīng)的可行性方案，最后成功應(yīng)用于配位化學(xué)國家重點實驗室的日常管理中。

1 5S 管理在高?；瘜W(xué)實驗室管理中的意義

1.1 創(chuàng)造更好的科研環(huán)境

很多傳統(tǒng)實驗室往往只關(guān)注實驗環(huán)境的達標線，容易忽略科研環(huán)境的全局性。而5S 管理強調(diào)的清潔度不僅僅是對基礎(chǔ)的衛(wèi)生標準有要求，如垃圾定期處理，廢液合理分類，設(shè)備及工作臺面無塵無污等，更是對所有物品和設(shè)備存在的必要性、合理性、合規(guī)性定期進行分析，決定是否丟棄、分類歸屬、科學(xué)使用。這樣可以減少有限區(qū)域內(nèi)雜亂臟的情況，使得空間排布整潔合理，試劑和藥品存放一目了然，儀器設(shè)備擺放井然有序。干凈、整潔、舒適的環(huán)境不但可以優(yōu)化實驗室形象，而且可以美化實驗人員心情[5]。

1.2 營造安全的實驗場所

高?；瘜W(xué)實驗室里面存放著危險性藥品和試劑、高溫高壓設(shè)備、易燃易爆氣體等，如何消除因這些因素帶來的實驗室安全隱患是需要我們長期研究的課題。5S 管理中的很多工作，都是圍繞消除安全隱患，提高每個環(huán)節(jié)的安全性為目的去開展的。因此，利用5S 管理思維去挖掘?qū)嶒炇业娘L險問題，針對性地預(yù)防安全隱患，可以為操作人員提供一個安全有保障的科研場所[6]。

1.3 打造更高的工作效率

高校化學(xué)實驗室中通常擺放著各種實驗用品，如固體粉末、液體試劑、輔助器具。無論是個人專用物品還是公共享用物品，若不嚴格進行分區(qū)放置，科學(xué)管理，會導(dǎo)致實驗人員在操作期間無法快速準確地找到所需物品，造成不必要的時間浪費。而5S 管理的核心目標就是通過科學(xué)先進的流程優(yōu)化，提高各個環(huán)節(jié)的運作效率，加大資源整合力度，使效用最大化[7]。利用5S 管理方法，不僅可以減少高?；瘜W(xué)實驗室的資源和時間浪費，還有利于提高實驗人員的專業(yè)素養(yǎng)，養(yǎng)成好的實驗習慣，提高工作效率。

2 高?；瘜W(xué)實驗室日常管理存在的問題

目前部分高?；瘜W(xué)實驗室的日常管理工作中存在一些問題和不足，影響了實驗室的高效運轉(zhuǎn)。我們從5S 管理中的“人、機、料、法、環(huán)”這五個要素了解高?；瘜W(xué)實驗室的現(xiàn)狀。不同于公司、工廠的操作現(xiàn)場，高?；瘜W(xué)實驗室的這5 個要素更加特色化、具體化（如圖1 所示）。

圖1 實驗室活動“五要素”

本次調(diào)研主要走訪了南京大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院的各類實驗室，包括：基礎(chǔ)實驗室、教學(xué)實驗室、科研實驗室、儀器分析室、細胞間等各學(xué)科領(lǐng)域的科研場所，歸納與分析了普遍存在的主要問題。

2.1 實驗人員安全觀念不強，專業(yè)素養(yǎng)有待加強

很多在實驗室長期工作的科研人員安全意識薄弱，進入實驗室進行研究時不穿白大褂，不佩戴口罩和手套，甚至穿涼鞋拖鞋。還有少部分實驗人員不僅缺乏安全意識，甚至不具備獨立操作實驗的條件，例如不了解所用藥品或試劑的性質(zhì)，不規(guī)范操作儀器設(shè)備，為了方便使用小型常規(guī)設(shè)備，如旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀、抽濾泵，使用后長期不切斷電源，不清楚反應(yīng)中潛在的危險等。這些行為輕則導(dǎo)致實驗藥品受污染，設(shè)備損壞，實驗失敗，重則造成環(huán)境污染、安全事故、人員傷亡。還有部分實驗人員缺乏基本的道德準則，例如實驗時產(chǎn)生的垃圾和廢液不做分類，隨意丟棄[8]；使用公共物品不登記，損壞儀器后不上報，借用他人物品不歸還。除此之外，還有其他人員也會進出實驗室，如運輸耗材、鋼瓶和試劑的工作人員，維修公共設(shè)備的維修人員，特定廠家的儀器工程師等。若這些非科研工作者在無管控或沒有負責人陪同的情況下隨意出入，也會帶來很多安全隱患，造成實驗事故。例如將鋼瓶隨意放置便離開，將實驗室電源突然切斷，更換一些易燃易爆物并沒有及時妥善處理等[9]。此外很多學(xué)生在面對安全管理員巡檢時提出的問題，無法給出正確的答案，例如手套箱里定期更換的耗材屬于哪類危廢品，在發(fā)生氫氣爆炸后我們應(yīng)該如何處理等。

2.2 儀器設(shè)備缺乏分級管理，未得到合理化使用

高?；瘜W(xué)實驗室一般都會劃分出樣品制備區(qū)域和檢測分析區(qū)域。樣品制備區(qū)域往往是中小型設(shè)備集中的地方，如天平、離心機、滅菌鍋、通風櫥、手套箱、旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀、純化儀、移液器等。在這些頻繁使用的中小型器具或設(shè)備中，有些磨損嚴重，性能急劇下降，精度不達標，出現(xiàn)肉眼可見的污染[9]。若此類設(shè)備無具體負責人，也無智能化提醒，加上實驗人員對以上問題熟視無睹，照常使用，就有可能致使實驗失敗。在檢測分析區(qū)域通常放置的都是中大型精密儀器，此類設(shè)備大多對溫濕度潔凈度有要求，如需要干燥環(huán)境的紅外光譜儀、流式細胞儀，需要無震動環(huán)境的核磁共振波譜儀等，很多放置條件不完全達標。大部門熱門大型精密儀器會有許多不同研究方向的操作人員使用,仍存在少部分人員未經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)直接上手操作這種不合規(guī)、不合理的現(xiàn)象。這類儀器大部分是進口設(shè)備且稀缺，一旦出現(xiàn)故障，維修成本極其昂貴，如果只能寄到國外維修，還會嚴重耽誤科研進展。與此同時，也有部分大型精密儀器使用頻率低下，其中不乏性能完好，但因為軟件老舊或者操作復(fù)雜而無人問津的儀器。這類儀器占用實驗室空間和維經(jīng)費，卻無任何科研產(chǎn)出。此外，很多貴重儀器的使用、維修、維護保養(yǎng)記錄并不完善，相關(guān)的附件清單合同等也不齊全，導(dǎo)致儀器負責人更換的時候無法完整交接，甚至都沒有交接，這些都是現(xiàn)在高校實驗室儀器管理中普遍存在的問題。

2.3 物料管理混亂，時間和資源浪費嚴重

只要有過實驗室經(jīng)歷的操作人員應(yīng)該都對以下情況深有體會：需要某類藥品時突然不記得放哪了；剛配的試劑不知道被誰拿走了，抽屜里的燒瓶不見了；合成出來的產(chǎn)物沒有貼標簽分不清是哪瓶了；需要用液氮的時候突然發(fā)現(xiàn)不夠但也來不及訂了；拿出一瓶很臟的粉末樣品也不知道能不能用；實驗結(jié)果不理想會不會是無水試劑被污染了等等。這些糟糕的情況，緊張的心態(tài)，和令人崩潰的實驗結(jié)果，都是由于未對實驗室進行物料分類管理、未建立使用日志造成的。實驗室臺面上、冰箱、柜子、抽屜里大部分都放滿了五花八門的化學(xué)品、試劑以及玻璃器皿。實驗人員無法快速準確找到相應(yīng)的物品，不僅浪費時間，甚至還會耽誤下一步實驗。還有很多貴重的樣品，由于沒有明確的標識，既占用了存放空間，又因無人敢使用造成了浪費。

2.4 規(guī)章制度不完善，可視化管理不夠全面

現(xiàn)如今高?；瘜W(xué)實驗室都要求每間實驗室張貼安全標識，安全疏散通道地圖以及安全值日表，要求每臺大型儀器都應(yīng)配有標準操作規(guī)程和使用記錄本。對于基礎(chǔ)的規(guī)章制度，很多實驗室執(zhí)行不到位，此外安全警示、注意事項等沒有明顯的可視化提示[10]，如部分實驗人員在著火后不知道往哪逃生，查詢不到使用危險設(shè)備的注意事項，沒有操作證就使用高輻射設(shè)備，隨意使用未經(jīng)檢測認證的高壓滅菌鍋等。此外，部分高校實驗室過度關(guān)注科研能力與動手能力的培養(yǎng)，而在實驗人員的培訓(xùn)與監(jiān)督方面卻缺乏系統(tǒng)性、細節(jié)化的管理，如沒有嚴格考核實驗人員的操作能力，公共儀器的損壞時常無法追溯到人，找到負責人后也并無實質(zhì)性懲罰措施，這些是日常管理中存在的遺漏。

2.5 實驗室環(huán)境臟亂差，空間利用率低下

高?；瘜W(xué)實驗室特色之一就是藥品試劑繁雜，反應(yīng)種類多，味道難聞，但這并不是實驗室可以臟亂差的理由。雜亂到難以收拾的實驗臺面，擁擠到無法多放一個攪拌器的通風櫥，塞滿口罩、注射器、濾紙、離心管的抽屜，溢出實驗垃圾的垃圾桶，胸口好幾個破洞的白大褂，滿是灰塵的儀器設(shè)備隨處可見[11]。相信很多科研人員有過以下類似經(jīng)歷：新到的需要低溫保存的藥品，冰箱竟然放不下去；樣品不穩(wěn)定需要立刻檢測，但僅有的檢測設(shè)備在另外一個校區(qū)；總有一些無名試劑存放在無人問津的柜子里；安全檢查時才會把危險試劑放到防爆柜里；大掃除的時候會發(fā)現(xiàn)稀缺藥品或貴重耗材藏在某個角落里；一些設(shè)備接線老化，接觸不良，但無人更換；部分實驗器具、輔助用具存在瑕疵但實驗人員仍舊堅持使用，如泵漏油、燒瓶有裂痕、廢液桶蓋丟失、水龍頭漏水、減壓閥漏氣等。以上現(xiàn)象反映出實驗室的環(huán)境問題的諸多問題。

3 5S 管理在高校化學(xué)實驗室管理中的應(yīng)用

針對以上實驗室中存在的問題，從5S 管理的基本內(nèi)容出發(fā)，對每一個環(huán)節(jié)進行深度剖析，抓住核心要點，將管理對象從企業(yè)轉(zhuǎn)換為高校化學(xué)實驗室，探究其實際應(yīng)用。

3.1 整理

1）目的。區(qū)分要與不要的物品，現(xiàn)場只保留必需物品[11]。

2）行動。對實驗藥品、試劑耗材、儀器設(shè)備、紙質(zhì)文件進行全盤清點，商討、制定與修改“要”與“不要”的準則，將保留下來的物品建立檔案，淘汰的物品按照規(guī)范及時處理。

3）成效。增加實驗室地面、臺面、抽屜、柜子里的有效空間，大大提高空間利用率；全員參與還有利于增進成員之間相互了解，共同開展科研工作。

3.2 整頓

1）目的。要求必需品有序整齊擺放，并標有明確標識。

2）行動。保證所有物品標簽完整清晰，標簽脫落或模糊的需認真補貼?；瘜W(xué)試劑與藥品可按化學(xué)性質(zhì)分類；耗材與器具，如手套、口罩、滴管、注射器、離心管、燒瓶、漏斗等分類后也要放置于貼有相應(yīng)標簽的抽屜或儲物柜中[12]。常見的中小型設(shè)備如天平、旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀紫外燈等都應(yīng)根據(jù)安全性與適用性確定擺放位置，給予編號，操作中的注意事項應(yīng)在旁張貼清晰醒目的標識提示。大型精密儀器設(shè)備在此基礎(chǔ)上，還需要建立完整的使用和維護檔案。

3）成效。對實驗室中的物、人、事準確定位，不用再浪費時間尋找物品，大幅度提高工作效率。

3.3 清掃

1）目的。每個區(qū)域、每臺設(shè)備都要責任到人。

2）行動。實驗人員要對自己負責的管理范圍進行清掃，或者制定所有成員都認可的清掃規(guī)則，定期進行打掃、擦拭、維護、監(jiān)督。保證區(qū)域整潔衛(wèi)生，減少安全隱患，避免物品污染；保持所負責儀器干凈無塵，對設(shè)備進行日常點檢和定期維護，減少不必要故障發(fā)生。

3）成效。保證臺面清理干凈，設(shè)備處于到良好狀態(tài)。

3.4 清潔

1）目的。將之前的整理、整頓、清掃一系列行為制度化、規(guī)范化。

2）行動。實驗室應(yīng)制定相應(yīng)的規(guī)章制度以及激勵機制[12]。例如實驗室成員輪流值班，對公共區(qū)域衛(wèi)生進行監(jiān)督評分，對實驗室水電氣全面檢查。儀器管理人員及時更新設(shè)備檔案，點檢表，維護記錄，操作人員也要及時真實地登記使用記錄。建立實驗室安全自查機制。現(xiàn)如今很多高?；瘜W(xué)實驗室都會定期開展安全檢查的活動，逐漸由各實驗室通過信息化小程序逐條自查并拍照上傳的方式，取代了由學(xué)校安全檢查員偶爾突擊檢查的被動方式。

3）成效。參與者們發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、共同商討、解決問題的努力過程，使得規(guī)章制度和管理方式也得到優(yōu)化與完善。

3.5 素養(yǎng)

1）目的。培養(yǎng)“5S 人”，即按章操作、依規(guī)行事、對工作認真負責的有職業(yè)素養(yǎng)的人。

2）行動。作為一名合格的實驗人員應(yīng)時刻持有5S 理念：①在開展工作前確保自己接受了完善的理論與實操培訓(xùn)，可獨立進行實驗和操作設(shè)備，了解整個實驗過程中存在的風險，知道如何應(yīng)對緊急情況；②在實驗過程中嚴格遵守操作規(guī)程、安全衛(wèi)生標準、實驗室規(guī)則制度；③實驗結(jié)束后確認地面、臺面的整潔度，儀器設(shè)備的狀態(tài)，各種記錄的真實性和完整性[12]。實驗室管理人員也應(yīng)該制定相應(yīng)的培訓(xùn)計劃、考核機制、獎懲制度，帶領(lǐng)全員進行高效有序的5S 活動。

3）成效。通過實踐來提升自身實驗素養(yǎng)，再利用自己專業(yè)素養(yǎng)去服務(wù)整個實驗室，實現(xiàn)“我為實驗室，實驗室為我”的和諧景象。

4 應(yīng)用實例

以配位化學(xué)國家重點實驗室的化學(xué)生物類儀器實驗室為例。該實驗室涵蓋了大部分儀器室普遍存在的管理難處，包括3 個較為典型的問題：

1）實驗室里同時放置了大、中、小型儀器及配套附件，空間布局需要提前做好規(guī)劃；

2）實驗員在檢測時頻繁使用的試劑隨意擺放，其他人使用時經(jīng)常找不到需要的常備試劑。儲備的耗材、溶劑也順手找個角落堆積，導(dǎo)致地面空間緊張，甚至產(chǎn)生擁堵；

3）在檢測過程中，操作人員由于忽略某些注意事項，導(dǎo)致實驗失敗或儀器故障，對于違規(guī)違章的操作，管理人員有時無法確定責任人。

我們將5S 管理法應(yīng)用于該儀器室，做了如下改進。

4.1 整理

商討、制定與修改了“要”與“不要”的準則，將保留下來的物品建立檔案。淘汰的物品按照規(guī)范及時處理，“要”的物品往往很容易識別并保留。針對“不要”的物品，則需要制定明確的規(guī)則，堅定地做到斷舍離：

1）沒有張貼標簽、無法識別過期的實驗藥品和化學(xué)試劑，按照學(xué)校規(guī)定當作廢棄物處理或者再生[13]。

2）無人認領(lǐng)但仍舊可以使用的耗材與器具，可按需分配，若無法使用就按實驗室垃圾分類處理掉。

3）已損壞且無法修復(fù)的設(shè)備，或者長期閑置不打算使用的儀器都不該留在現(xiàn)場。對貴重儀器需進行嚴謹?shù)膬x器報廢論證，根據(jù)學(xué)校實驗室與設(shè)備處的要求進行報廢或變更處理。

4）對于無法追溯且無參考價值的實驗記錄和與實驗室無關(guān)的廣告?zhèn)鲉蔚燃堎|(zhì)文件也都予以清除。僅經(jīng)過一次整理就效果明顯，我們以最易臟亂差的生物低溫實驗室（冷庫）為例，圖2（a）為整理前低溫實驗室日常狀態(tài)，地面桌面存放了太多無人認領(lǐng)的物品，經(jīng)過集中整理后的 “減負”成果顯著，如圖2（b）所示。

圖2 低溫實驗室（冷庫）

4.2 整頓

根據(jù)儀器的尺寸大小、存放要求以及實驗的便捷性，合理規(guī)劃了儀器擺放位置，再確定該儀器需配用的試劑與耗材等物品的擺放位置。首先，運行和演練多次，確認一切擺放有序合理后，用黃膠帶對儀器室臺面和地面進行區(qū)域劃分，張貼標簽，保證所有物品標簽完整清晰；標簽脫落或模糊的需認真補貼。其次，對物品進行分類，對化學(xué)試劑與藥品可按化學(xué)性質(zhì)分類，如易燃易爆物品應(yīng)放在防爆柜里；?；窇?yīng)放在配有雙人雙鎖的易制毒柜中；普通試劑可按照頻繁使用和很少使用繼續(xù)分類，放置于符合儲存條件要求的試劑柜中，并在柜門外貼上標簽。耗材與器具如手套、口罩、滴管、注射器、離心管、燒瓶、漏斗等分類后也要放置于貼有相應(yīng)標簽的抽屜或儲物柜中[12]。常見的中小型設(shè)備在樣品制備頻繁使用，如天平、旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀、pH 計、離心機、烘箱、紫外燈等，都應(yīng)根據(jù)安全性與適用性確定擺放位置，給予編號，操作中的注意事項應(yīng)在旁張貼清晰醒目的標識提示。大型精密儀器設(shè)備在此基礎(chǔ)上，還需要建立完整的使用和維護檔案，甚至增設(shè)其他輔助管理手段，如建立信息化管理系統(tǒng)，可以自動全面地追蹤儀器狀態(tài)。圖3為部分實驗柜臺的效果展示，可以看出經(jīng)過整頓后，對物、人、事可以準確定位，不用再浪費時間尋找物品，工作效率大幅度提高。

圖3 部分實驗柜臺展示圖

4.3 清掃

每間實驗室、每臺儀器設(shè)備都責任到人，對實驗室進行打掃，保證環(huán)境的清潔度與溫濕度，每間房間配有溫濕度表進行監(jiān)督（如圖4 所示），同時也對儀器以及輔助設(shè)備定期除塵與維護。除了常規(guī)的維護，如核磁定期加液氮、液相色譜儀定期清洗等，一些輔助性定期清掃和維護也不可忽略，比如清洗除濕機濾網(wǎng)、更換老化的UPS 電源、檢查冷庫密封性、打掃空調(diào)外機等。

圖4 可視化標識展示

4.4 清潔

保證每臺設(shè)備旁邊配用點檢表、操作說明、使用維護記錄、注意事項標識；增設(shè)攝像頭，進行可視化管理；針對公用的試劑柜，制定共享文檔和電子清單方便查找與追溯，具備權(quán)限的人員取用或購買的時候可以實時在線編輯與登記；以儀器或?qū)嶒炇覟閱卧q 群，給實驗人員提供交流平臺，方便管理人員一對多進行溝通。

4.5 素養(yǎng)

每學(xué)期對新生進行實驗儀器使用培訓(xùn)與考核，考核通過方可在儀器管理員審批后開放使用權(quán)限（如圖5 所示），確保每一位操作人員都具備獨立使用儀器的資質(zhì)；設(shè)意見箱收集每一位人員對實驗室管理提出的意見和建議。

圖5 操作證授權(quán)系統(tǒng)

在應(yīng)用了5S 管理方法后，該化學(xué)生物類儀器實驗室長期保持在整潔衛(wèi)生、高效運行的狀態(tài)（如圖6 所示），給科研工作者提供了舒心、放心的實驗場所。

圖6 5S 管理應(yīng)用后的儀器實驗室場景

5 結(jié)束語

高?；瘜W(xué)實驗室是開展科研活動的重要場所，其特點為物品繁雜、設(shè)備較多、危險系數(shù)較高，如何合理高效地對實驗室進行管理，受到了廣泛重視。將5S 管理應(yīng)用到實驗室日常管理中，不僅可以打造一個整潔、舒適、安全的實驗環(huán)境，還可以減少時間浪費，加大資源利用率，提高科研團隊的工作效率和綜合素質(zhì)。