以二維碼為入口的儀器設(shè)備信息管理系統(tǒng)

宋艷江，羊海棠

（杭州師范大學(xué)材料與化學(xué)化工學(xué)院 化學(xué)實驗教學(xué)示范中心，浙江 杭州 311121）

1 儀器設(shè)備信息管理現(xiàn)狀

當代高校教育肩負著為國家培養(yǎng)高級專門人才、推進科學(xué)技術(shù)發(fā)展和服務(wù)社會發(fā)展三大任務(wù)，而實驗室作為高校實踐教學(xué)和科研工作的重要場所，其建設(shè)及管理工作的好壞，對高校教學(xué)、科研、社會服務(wù)工作具有巨大的影響。近年來，受到加強科技創(chuàng)新、深化高校實踐教學(xué)改革等政策的影響，高校實驗室的規(guī)模及投入都在不斷加大，實驗室設(shè)備越來越豐富，但對于設(shè)備的管理很大程度上仍未及時跟上節(jié)奏。也正因如此，實驗室管理的信息化越來越受到各高校學(xué)者的關(guān)注。在中國知網(wǎng)截止到2023 年5 月13 日，以“實驗室 信息化管理”為主題詞進行搜索，共有2 098 篇文獻；而大型儀器設(shè)備的管理更加備受關(guān)注，以“大型儀器 設(shè)備”為主題詞進行搜索，共有4 430 篇文獻，近年（2014 年-2023 年）的文獻量變化趨勢如圖1所示。

由兩者的趨勢線可見，實驗室內(nèi)儀器設(shè)備管理的信息化系統(tǒng)構(gòu)建正在如火如荼地開展著。但若以“二維碼+實驗設(shè)備”為主題詞進行搜索，截止到2023年5 月13 日僅65 篇文獻，這說明將當前日常生活中廣泛應(yīng)用的二維碼應(yīng)用于實驗室的管理尚有較大空間。

杭州師范大學(xué)材化學(xué)院化學(xué)實驗中心始建于1978年3 月，經(jīng)過實驗室模式基礎(chǔ)建設(shè)、實驗教學(xué)中心模式整合建設(shè)、實驗教學(xué)中心快速發(fā)展建設(shè)和實驗教學(xué)示范中心建設(shè)的四個階段；現(xiàn)擁有儀器設(shè)備2 370 臺套，設(shè)備總資產(chǎn)6 070 余萬元，建有21 個學(xué)生實驗室以及大型儀器設(shè)備共享平臺，建設(shè)了電子門禁系統(tǒng)和安保監(jiān)控系統(tǒng)，實行全天候智能化管理，開放運行。其中大儀平臺中超過10 萬元的儀器設(shè)備共108 臺套，實驗室內(nèi)的儀器與設(shè)備的管理責(zé)任與管理壓力隨著學(xué)院的不斷發(fā)展而越來越大。文章針對本校實驗室管理中現(xiàn)存的有關(guān)儀器設(shè)備管理問題進行探討，并對目前流行的移動設(shè)備（如平板電腦、手機等）二維碼技術(shù)在管理中的應(yīng)用進行了嘗試。對提升高校化學(xué)實驗室的管理效率與水平具有較好意義。

移動端設(shè)備的快速發(fā)展促使了二維碼的廣泛應(yīng)用，其中的快速響應(yīng)碼（也稱為QR 碼， Quick Response Code），采用矩陣式碼制排列，識別方向不受限制，具有自動糾錯功能，即使QR 碼部分污損也能還原正確信息，并且還能對漢字進行編碼加密，是一種保障信息安全的簡單、有效方式。二維碼在制作時有著低成本、易制作、尺寸比例可變、使用快捷等優(yōu)點，現(xiàn)已在醫(yī)學(xué)、工農(nóng)業(yè)、物流、交通、安防、社會管理等多領(lǐng)域得到大范圍應(yīng)用。當前最為流行的通訊社交軟件如QQ 和微信中也都采用了二維碼，且都能方便地掃描識別二維碼。隨著隨身電腦設(shè)備、通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展及智能手機的普及，已有提出BYOD（Bring your own devices）的理念引入到教學(xué)活動中，因此二維碼的應(yīng)用價值不斷得到拓展。如何在實驗室管理上推廣應(yīng)用二維碼技術(shù)，提升數(shù)據(jù)信息管理效能，是一個值得探索的實踐課題。

因此，通過利用二維碼信息技術(shù)，對實驗室內(nèi)的儀器設(shè)備的保管、使用進行精確可追溯性管理（文章以本校化學(xué)實驗教學(xué)中心所屬不會輕易移動的儀器和設(shè)備為切入點），可大幅提升對實驗室內(nèi)儀器設(shè)備的監(jiān)管效率，提高實驗室信息化管理水平。實驗室內(nèi)儀器設(shè)備的差異巨大，操作流程規(guī)范各不相同，在管理員管理和學(xué)生使用過程中均需各類資料進行有效的輔助，對全流程進行可溯源的信息化管理。而面對幾百種的儀器設(shè)備（僅對一學(xué)院而言），僅靠管理人員人工出庫、清點、驗收等管理，效率十分低下。日常的使用登記、使用要求等更是人工進行，容易出現(xiàn)漏登、誤登等情形。最為突出的是，學(xué)生在課程學(xué)習(xí)期間通過老師的講解是可以進行有效的操作，但在過一些時日之后，見到相應(yīng)的儀器設(shè)備往往因為長期不接觸又有所遺忘而無法獨立操作。其實此時只需有足夠的技術(shù)信息提醒，喚醒學(xué)生過往的學(xué)習(xí)內(nèi)容，便可以促使學(xué)生們快速上手進行操作。文章介紹了本校建成的基于二維碼為入口的實驗室設(shè)備信息管理系統(tǒng)，有效實現(xiàn)和完善對實驗室中儀器設(shè)備的管理，實現(xiàn)使用全流程控制。

2 本系統(tǒng)的功能設(shè)計與實踐

2.1 系統(tǒng)總體框架

本系統(tǒng)區(qū)分系統(tǒng)管理員、實驗室管理員、設(shè)備管理員和設(shè)備使用人等用戶角色，通過二維碼入口、系統(tǒng)端管理、數(shù)據(jù)庫等構(gòu)成整體信息化管理系統(tǒng)，進行系統(tǒng)化設(shè)計和結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)優(yōu)化，具體功能框架如圖2 所示。

圖2 儀器信息管理系統(tǒng)功能設(shè)計界面

2.2 儀器信息管理系統(tǒng)功能

儀器信息管理系統(tǒng)具體的模塊功能介紹如下。

2.2.1 設(shè)備基本信息的查閱

每個實驗設(shè)備都貼有一個耐磨、防水的二維碼，作為該設(shè)備的唯一可識別的身份證明。將設(shè)備的各種基本信息與該二維碼進行關(guān)聯(lián)，方便管理者調(diào)閱信息和使用者查閱信息。用戶通過微信中的“掃一掃”功能即可實現(xiàn)便捷的獲取。圖3 所示的是加壓式橡膠（塑料）密煉機的具體信息，包含了校內(nèi)設(shè)備編號、型號、生產(chǎn)廠家等，規(guī)范的信息錄入方便后續(xù)對儀器設(shè)備的有效管理與統(tǒng)計分析。

圖3 具體設(shè)備的信息填寫

2.2.2 設(shè)備的使用輔助

在當前的教學(xué)實際中往往發(fā)現(xiàn)，學(xué)生在課程學(xué)習(xí)期間通過老師的講解是可以對相應(yīng)的儀器設(shè)備進行有效的操作，但在過一些時日之后，見到相應(yīng)的儀器設(shè)備往往因為長期不接觸又有所遺忘而無法獨立操作。比如有些課程實驗中使用過的儀器設(shè)備到了畢業(yè)設(shè)計過程中使用時又需要老師的再次指導(dǎo)。而使用了二維碼入口后，系統(tǒng)集成了儀器使用的操作規(guī)程和安全注意事項，甚至還可以展示操作視頻，從而對學(xué)生的操作提供輔助，提高設(shè)備的使用效率，也提升學(xué)生的獨立操作能力和實驗教學(xué)效果。

2.2.3 設(shè)備的保養(yǎng)與維修示蹤

借助二維碼入口，本系統(tǒng)實現(xiàn)了設(shè)備定期保養(yǎng)需求的信息提醒、儀器故障時的線上提交維修申請、維修過程的全流程示蹤等功能。其中儀器的保養(yǎng)要求，可以在系統(tǒng)中進行信息輸入，根據(jù)保養(yǎng)周期的設(shè)置，在到期前系統(tǒng)會向管理員發(fā)送保養(yǎng)提醒，以保障儀器的正常運行。儀器維修申請則通過系統(tǒng)將維修信息直接通報給供應(yīng)商或維保單位聯(lián)系人，實現(xiàn)一鍵報修。同時在維修過程中，維修人員和設(shè)備管理員都可以在系統(tǒng)中查詢到流程進展，掌握相應(yīng)的信息，同時還將此信息與儀器預(yù)約系統(tǒng)進行同步，強化過程管理。這些維修過程的信息在后臺實現(xiàn)保存，也有利于后續(xù)設(shè)備進行維護和保養(yǎng)時查閱紀錄，對設(shè)備的運行提供更全面的數(shù)據(jù)管理。

2.2.4 設(shè)備的使用與借用記錄

二維碼也是設(shè)備使用的記錄入口。使用者通過掃描二維碼，在進行登錄后，由系統(tǒng)記錄使用者信息及相應(yīng)的使用起始時間；使用者在使用結(jié)束后，再次通過掃描二維碼，注銷登錄（類似于完成訂單支付），后臺記錄使用結(jié)束時間。使用時間的記錄一方面，為設(shè)備的使用效率統(tǒng)計提供數(shù)據(jù)支撐，另一方面也為部分需要收費的儀器提供時長記錄憑證。

當設(shè)備的管理人員發(fā)生變更時，通過二維碼入口，可實現(xiàn)設(shè)備人員的信息變更，從而記錄設(shè)備的管理人員變更信息，實現(xiàn)不同崗位人員的交接記錄數(shù)據(jù)化，也可留存設(shè)備的借用流程和時間等信息，從而實現(xiàn)借用信息管理。

3 總結(jié)與展望

儀器與設(shè)備的信息化管理是提升實驗中心建設(shè)的重要組成部分，本系統(tǒng)通過二維碼為入口，通過后臺信息管理系統(tǒng)實現(xiàn)了對儀器與設(shè)備的過程管理，在實驗設(shè)備使用中實踐了BYOD 理念，讓管理員、使用設(shè)備的師生都因二維碼而更加便捷，達到信息化水平提升的目標。該系統(tǒng)實現(xiàn)了設(shè)備基本信息查閱、設(shè)備使用輔助、設(shè)備保養(yǎng)與維修示蹤和使用借用記錄等功能，對儀器的使用全程進行信息化管理，提升管理效率。