基于e-6S的高校實驗室現(xiàn)場管理信息系統(tǒng)開發(fā)

洪 濤， 李恩波， 張慧磊， 周 娟， 陳家焱， 曾其勇

（中國計量大學質量與安全工程學院，杭州 310018）

0 引 言

實驗室現(xiàn)場是高校師生進行科學研究、理論驗證及創(chuàng)新發(fā)明的重要場所，隨著近年來國家高校教育經(jīng)費不斷投入，高校實驗室場地規(guī)模、設備數(shù)量持續(xù)加大，實驗教學內(nèi)容手段日益豐富，參與實驗室的管理人員和實驗師生大幅增加，實驗室的現(xiàn)場管理也變得越來越復雜［1］。如何能有效地做好實驗室現(xiàn)場的人、機、料、法、環(huán)等各方面的管理，實現(xiàn)實驗室的綜合利用及安全管理是大家越來越關心的問題［2］。

為了解決這個問題，越來越多的高校開始借鑒企業(yè)的現(xiàn)場管理方法，將6S現(xiàn)場管理方法引入高校實驗室管理。周曉燕等［3］以本科教學實驗室為例，詳細介紹了6S管理方法的實施過程，展示了高校實驗室推行6S管理所帶來的效果；趙艷等［4］通過制定相關制度職責，規(guī)范文件，展開實驗室6S管理，把安全放在首位，保證實驗室生產(chǎn)科研活動的正常進行。但6S管理方法在實施過程中，基本上是靠人工操作的方式進行，比如人工制訂管理計劃、人工目視檢查、手工記錄檢查情況等，操作起來較為繁瑣，加之高校環(huán)境相對寬松，師生往往缺乏企業(yè)人員的執(zhí)行力度，導致6S管理方法在實際使用上，出現(xiàn)管理效率低、可持續(xù)性差、整改維護不及時等問題，實驗室現(xiàn)場管理的效果不盡人意［5］。

針對上述問題，本文在6S管理方法的基礎上，引入信息化技術，利用微信小程序平臺，開發(fā)了e-6S實驗室現(xiàn)場管理系統(tǒng)，并介紹了系統(tǒng)的總體設計及實際應用。

1 e-6S管理系統(tǒng)總體設計

1.1 系統(tǒng)建設的必要性

現(xiàn)行的實驗室6S現(xiàn)場管理，在具體實施過程大都采用人工方式進行。通過人工進行現(xiàn)場檢查、數(shù)據(jù)記錄、問題反饋和整改效果驗證等。人工方式往往效率比較低、容易出錯，甚至出現(xiàn)弄虛作假的現(xiàn)象，導致理論方法在實際應用時效果不佳。特別對于高校實驗室的現(xiàn)場管理，由于學生數(shù)量眾多、做事隨意性大、實驗室專職管理人員數(shù)量少及帶課教師標準化意識不足等，制度落實完全依靠人工的方式的難度較大，難于長期維持，因此急需采用信息化手段來替代人工進行制度落地，以提高實驗室現(xiàn)場管理的有效性［6］。由于設計的信息化管理系統(tǒng)是基于6S管理方法的，因此將系統(tǒng)賦予代號為e-6S。

1.2 系統(tǒng)開發(fā)平臺選擇

實驗室現(xiàn)場管理的范圍比較大，涉及到人、機、料、法、環(huán)等諸多要素，而且這些要素均處于動態(tài)變化，如狀態(tài)、位置及使用人的變化等，需要進行走動式管理，因此很難采用固定信息點采用數(shù)據(jù)方式進行管理［7］。同時采集的信息較多，除了數(shù)據(jù)、文本外，會有大量的圖片甚至視頻信息。因此，基于手機移動終端的實驗室現(xiàn)場管理系統(tǒng)開發(fā)是首選項。相較于傳統(tǒng)的本地或者遠程終端，現(xiàn)在人們幾乎都攜帶著智能手機，對比電腦更具有靈活性和及時性，便于進行現(xiàn)場走動式管理，使得日常管理中獲取數(shù)據(jù)更加便捷，在數(shù)據(jù)發(fā)生異常時可以像接收簡訊或者電話一樣得到提示，如實驗室設備狀態(tài)異常、實驗現(xiàn)場區(qū)域狀態(tài)不合格、相關維護人員未記錄等，同時可以馬上做出相應處理，有效降低實驗室安全管理風險?？紤]到不同操作系統(tǒng)的兼容性，選擇基于微信平臺的小程序開發(fā)。微信小程序是跨平臺開發(fā)無需要考慮管理人員的手機是Android系統(tǒng)，還是IOS系統(tǒng)，無需開發(fā)兩套系統(tǒng)，開發(fā)時間短、成本低。綜上考慮，本文基于微信小程序平臺進行e-6S實驗室現(xiàn)場管理系統(tǒng)的開發(fā)［8］。

1.3 需求分析

e-6S實驗室管理系統(tǒng)旨在為高校實驗室等部門提供實驗室設備狀態(tài)監(jiān)控、實驗室現(xiàn)場6S管理監(jiān)督及實驗室工作人員作業(yè)記錄考核等，同時上層管理者通過照片、消息等方式線上審核確保實驗室現(xiàn)場狀態(tài)，提高高校實驗室安全管理和實驗設備使用率［9］。①每位用戶都有自己的獨立賬號，且根據(jù)用戶的職位和所屬部門對賬號權限進行相應控制。②將實驗室現(xiàn)場進行區(qū)域劃分并用二維碼標記，將相應的區(qū)域負責人及對應二維碼信息錄入系統(tǒng)，用戶可以根據(jù)實驗室內(nèi)不同區(qū)域粘貼的二維碼掃描并查看對應區(qū)域的相關信息。③相應用戶每次做好現(xiàn)場6S工作后，通過系統(tǒng)內(nèi)的拍照功能將現(xiàn)場圖片上傳系統(tǒng)并提交，相應的管理層根據(jù)權限可以對現(xiàn)場6S管理進行評價審核，并給予反饋，不合格則需要重新將現(xiàn)場整改并重新提交，形成閉環(huán)，合格則由系統(tǒng)記錄作為日后的績效考核指標參考［10］。

1.4 系統(tǒng)框架

e-6S實驗室管理系統(tǒng)框架主要分為三大部分，即本地PC端、云服務器、移動終端。系統(tǒng)架構見圖1。

圖1 系統(tǒng)架構

（1）本地PC端。本系統(tǒng)的管理層可以通過本地PC端電腦對系統(tǒng)進行管理與操作。通過Microsoft Office Access軟件連接阿里云服務器數(shù)據(jù)庫，對系統(tǒng)數(shù)據(jù)進行管理。

（2）云服務器。云服務器用戶無需購買硬件，只需向服務平臺購買使用服務即可，大大降低了系統(tǒng)投入，同時具有簡單高效、安全可靠、處理能力可彈性伸縮等特點。系統(tǒng)選用阿里云服務器，在服務器上運行系統(tǒng)Jar包作為后臺虛擬機，連接移動終端，同時安裝SQL Server數(shù)據(jù)庫來存儲數(shù)據(jù)［11］。

（3）移動終端。選用安裝了微信的智能移動設備作為用戶操作系統(tǒng)的移動終端。移動端可通過WiFi或移動網(wǎng)絡與阿里云服務器的Java虛擬機進行連接，Java虛擬機作為移動端與數(shù)據(jù)庫的中間層，可將數(shù)據(jù)傳送到移動端，或者將移動端數(shù)據(jù)保存至數(shù)據(jù)庫［12］。

1.5 系統(tǒng)功能模塊

根據(jù)設計需求，e-6S實驗室管理系統(tǒng)設計主要分為三大功能：消息模塊、排名模塊和我的模塊（用戶個人功能模塊）。系統(tǒng)功能模塊如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)功能模塊

2 e-6S管理系統(tǒng)實現(xiàn)

2.1 系統(tǒng)用戶權限設定

e-6S實驗室管理系統(tǒng)用戶為實驗室有關的人員。用戶主要分為4個層次：校管理層、學院主管、實驗室主管和區(qū)域負責人員，權限依次下降。前3個為管理層，最后一個為用戶層。具體權限等級如圖3所示。

圖3 系統(tǒng)用戶權限等級

各個層級的用戶具有不同的功能權限，具體見表1。

表1 用戶權限功能表

2.2 系統(tǒng)模塊功能設計

2.2.1 消息模塊

系統(tǒng)消息模塊中包含消息通知和消息審核兩個功能，分別接收實驗室管理工作任務的處理結果和管理層所需要做出的審核任務。為了完成這兩項任務，系統(tǒng)分別對現(xiàn)場實驗室區(qū)域和現(xiàn)場實驗設備進行編碼，并在醒目部位粘貼二維碼。通過模塊中的掃描區(qū)域功能，掃描實驗室區(qū)域內(nèi)的二維碼就可以得到相應區(qū)域負責人的有關信息并進行現(xiàn)場6S檢查；通過模塊中的掃描設備功能，掃描實驗室內(nèi)設備二維碼就可以查看對應設備的使用狀態(tài)，并以此來作為設備預約、使用、結束的依據(jù)［13］。消息模塊邏輯見圖4。

圖4 消息模塊邏輯

（1）具有6S檢查權限的用戶在掃描實驗室區(qū)域二維碼后進行6S檢查，并將檢查結果發(fā)送到對應負責人的消息列表中。

（2）用戶接收6S檢查結果消息通知后，相關區(qū)域負責人對未通過的6S檢查需要重新進行6S整改，并將整改現(xiàn)場拍攝上傳系統(tǒng)，生成審核信息，具有6S檢查權限的用戶將對整改后的現(xiàn)場重新進行6S檢查，直到6S檢查通過。

（3）所有用戶均可掃描設備二維碼，查看設備使用信息，對無人使用的設備，可開啟設備使用記錄，對正在使用的設備，相關設備使用人在結束設備使用后，要關閉設備使用記錄。

2.2.2 排名模塊

系統(tǒng)排名模塊中，用戶可根據(jù)權限高低查看當月的權限范圍內(nèi)所有用戶6S評價結果總排名、以實驗室為單位的組間6S評價結果排名以及實驗室內(nèi)部的6S評價結果用戶排名。模塊提供排名文檔的下載，可作為對實驗室工作人員的績效考核依據(jù)。

2.2.3 主功能模塊

系統(tǒng)的主功能模塊包含6S管理基準、檢查計劃、區(qū)域狀態(tài)、打分記錄、用戶管理、意見建議等6大模塊。

（1）6S管理基準。在6S管理的前3個S（即整理、整頓、清掃）實施后，實驗室現(xiàn)場的各管理要素應達到了管理要求，當前的狀態(tài)即為6S管理基準。系統(tǒng)可通過掃描區(qū)域二維碼，將當前實驗室現(xiàn)場進行拍照，保存到系統(tǒng)中作為6S管理基準。區(qū)域負責人進行現(xiàn)場6S管理時可依據(jù)此基準進行。管理層也可以根據(jù)實驗室需要，掃描區(qū)域二維碼進行新基準的添加和舊基準修改。

（2）檢查計劃。管理層可根據(jù)實驗室需要，添加或修改實驗室區(qū)域檢查和設備點檢計劃。區(qū)域負責人可根據(jù)檢查計劃進行相關的檢查工作。若在規(guī)定的時間內(nèi)未開展相關檢查工作，系統(tǒng)將提醒區(qū)域負責人并反饋至管理層。

（3）現(xiàn)場檢查。管理層根據(jù)檢查計劃，在各自的權限內(nèi)對現(xiàn)場區(qū)域和設備點檢等開展檢查工作，結合6S管理基準，對現(xiàn)場管理情況進行打分和拍照，并將打分結果和現(xiàn)場照片發(fā)送至區(qū)域負責人。對于低于分數(shù)限，區(qū)域責任人需進行整改，并將整改后的現(xiàn)場進行自評打分和拍照，反饋至管理層；經(jīng)過管理層審核合格后，關閉此次檢查工作；若審核不合格，管理層通過系統(tǒng)將意見發(fā)送區(qū)域責任人，區(qū)域責任人繼續(xù)整改，直至合格為止。

（4）區(qū)域狀態(tài)。用戶可實時了解實驗室各區(qū)域的6S現(xiàn)場管理狀態(tài)。狀態(tài)分為合格、整改中和不合格。

（5）用戶管理。與用戶相關的實驗室人事信息被記錄系統(tǒng)，根據(jù)人員流動和人事管理可更改和輸入對應信息。

（6）意見建議。用戶在進行實驗室管理的日常工作中，如果發(fā)現(xiàn)尚未列入管控的實驗室安全隱患或者不合理的管理方法，可以寫出自己的建議，管理層在限定時間內(nèi)進行查閱評估并給出反饋至建議用戶，不斷優(yōu)化e-6S實驗室現(xiàn)場管理系統(tǒng)［14-15］。

3 實驗室e-6S管理系統(tǒng)的應用

3.1 實驗室簡介

中國計量大學質量工程實驗教學中心成立于2010年，是省級重點實驗教學示范中心。中心占地面積1 080 m2，包括6個專業(yè)教學實驗室，中心每年承擔學校質量管理工程、工商管理、工業(yè)工程等10余個專業(yè)800余名本科生實驗課程、開放實驗及學生科技等實驗教學和學生創(chuàng)新工作，年均實驗時數(shù)約為35 000人時。實驗中心于2016年正式導入了6S管理，開展規(guī)范化實驗室現(xiàn)場管理。近年來，隨著移動通信、云計算、大數(shù)據(jù)技術的發(fā)展和逐漸成熟，實驗中心管理層也在積極探索將新技術用于實驗室現(xiàn)場管理，開發(fā)了基于e-6S實驗室現(xiàn)場管理信息系統(tǒng)。

3.2 系統(tǒng)應用實例

e-6S實驗室管理系統(tǒng)借助微信平臺小程序完成實驗中心的用戶信息注冊、實驗室現(xiàn)場6S管理、實驗室設備管理、評價結果文檔下載等功能。功能應用實現(xiàn)結果如下：

（1）用戶登錄。打開微信，在微信“發(fā)現(xiàn)”頁面搜索本系統(tǒng)小程序，進入用戶登錄頁面。登錄頁面見圖5a。用戶信息注冊則由管理員直接在后臺進行操作。

（2）基準計劃。管理層制定基準和檢查計劃功能。點擊“6S管理基準”進入6S管理基準頁面（見圖5b），點擊列表接入具體的基準信息頁面，點擊右上角加號按鈕，掃描區(qū)域二維碼進入新增基準頁面，制定新的6S管理基準；點擊用戶界面的“檢查計劃”進入檢查計劃界面（見圖5c），點擊列表接入具體的計劃信息界面。點擊右上角加號按鈕，掃描區(qū)域二維碼進入新增計劃頁面，制定新的6S檢查計劃。

圖5 系統(tǒng)操作界面

（3）現(xiàn)場檢查。管理層用戶掃描實驗室內(nèi)不同區(qū)域二維碼，查看對應區(qū)域負責人信息（見圖6a）。管理層根據(jù)現(xiàn)場區(qū)域的標準圖片按照6S現(xiàn)場管理6個方面進行打分（見圖6b）。

（4）打分整改。管理層對該區(qū)域打分結果低于60分，系統(tǒng)將此通知詳情發(fā)送給對應區(qū)域負責人（見圖6c）；區(qū)域負責人可查看打分詳情以及管理層所拍攝上傳的現(xiàn)場打分照片。區(qū)域負責人對此次不合格打分結果進行6S整改，并上傳現(xiàn)場整改后的圖片，輸入整改備注，選擇對應的審核人（見圖7a）。對應管理層在消息界面接收到此次整改信息（見圖7b）。管理層查看現(xiàn)場整改后的圖片，并作出“通過”或“駁回”的審核結果，通過，則該次檢查結束，駁回，則通知區(qū)域負責人繼續(xù)整改，直至審核通過（見圖7c）。

圖7 整改功能界面

（5）過程排名。上述步驟實現(xiàn)了系統(tǒng)中一個完整的現(xiàn)場6S管理作業(yè)流程，保證每一次的實驗室現(xiàn)場檢查都是合格的，責任人對接到位、有跡可循的（見圖8）。每次的現(xiàn)場6S管理評價檢查結束后都會被系統(tǒng)記錄，在主功能界面點擊“排名”頁面，包括月總排名、組間排名與組內(nèi)排名，點擊排名頁面右上角的的加號圖標，選擇“排名歷史”與“下載本月”，即可下載月總排名excel表格（見圖9）。

圖8 排名頁面

圖9 下載信息頁面

4 結 語

本文以6S現(xiàn)場管理方法為依據(jù)，基于微信小程序平臺開發(fā)了e-6S實驗室現(xiàn)場管理系統(tǒng)，并以學校實驗教學中心實驗室為對象介紹了系統(tǒng)具體功能的實現(xiàn)。系統(tǒng)經(jīng)實際使用，實驗室現(xiàn)場管理覆蓋率、現(xiàn)場檢查合格率和設備利用率等指標均有大幅度提高，現(xiàn)場管理效率和問題整改及時性得到較大地改善，減少了安全隱患，強化了實驗室為師生服務的作用，并已在學校的環(huán)境可靠性、機械、電氣、電子產(chǎn)品制造等教學實驗室及浙江方圓檢測集團的實驗室得到推廣應用。