基于e-6S的高校实验室现场管理信息系统开发

洪 涛， 李恩波， 张慧磊， 周 娟， 陈家焱， 曾其勇

（中国计量大学质量与安全工程学院，杭州 310018）

0 引 言

实验室现场是高校师生进行科学研究、理论验证及创新发明的重要场所，随着近年来国家高校教育经费不断投入，高校实验室场地规模、设备数量持续加大，实验教学内容手段日益丰富，参与实验室的管理人员和实验师生大幅增加，实验室的现场管理也变得越来越复杂［1］。如何能有效地做好实验室现场的人、机、料、法、环等各方面的管理，实现实验室的综合利用及安全管理是大家越来越关心的问题［2］。

为了解决这个问题，越来越多的高校开始借鉴企业的现场管理方法，将6S现场管理方法引入高校实验室管理。周晓燕等［3］以本科教学实验室为例，详细介绍了6S管理方法的实施过程，展示了高校实验室推行6S管理所带来的效果；赵艳等［4］通过制定相关制度职责，规范文件，展开实验室6S管理，把安全放在首位，保证实验室生产科研活动的正常进行。但6S管理方法在实施过程中，基本上是靠人工操作的方式进行，比如人工制订管理计划、人工目视检查、手工记录检查情况等，操作起来较为繁琐，加之高校环境相对宽松，师生往往缺乏企业人员的执行力度，导致6S管理方法在实际使用上，出现管理效率低、可持续性差、整改维护不及时等问题，实验室现场管理的效果不尽人意［5］。

针对上述问题，本文在6S管理方法的基础上，引入信息化技术，利用微信小程序平台，开发了e-6S实验室现场管理系统，并介绍了系统的总体设计及实际应用。

1 e-6S管理系统总体设计

1.1 系统建设的必要性

现行的实验室6S现场管理，在具体实施过程大都采用人工方式进行。通过人工进行现场检查、数据记录、问题反馈和整改效果验证等。人工方式往往效率比较低、容易出错，甚至出现弄虚作假的现象，导致理论方法在实际应用时效果不佳。特别对于高校实验室的现场管理，由于学生数量众多、做事随意性大、实验室专职管理人员数量少及带课教师标准化意识不足等，制度落实完全依靠人工的方式的难度较大，难于长期维持，因此急需采用信息化手段来替代人工进行制度落地，以提高实验室现场管理的有效性［6］。由于设计的信息化管理系统是基于6S管理方法的，因此将系统赋予代号为e-6S。

1.2 系统开发平台选择

实验室现场管理的范围比较大，涉及到人、机、料、法、环等诸多要素，而且这些要素均处于动态变化，如状态、位置及使用人的变化等，需要进行走动式管理，因此很难采用固定信息点采用数据方式进行管理［7］。同时采集的信息较多，除了数据、文本外，会有大量的图片甚至视频信息。因此，基于手机移动终端的实验室现场管理系统开发是首选项。相较于传统的本地或者远程终端，现在人们几乎都携带着智能手机，对比电脑更具有灵活性和及时性，便于进行现场走动式管理，使得日常管理中获取数据更加便捷，在数据发生异常时可以像接收简讯或者电话一样得到提示，如实验室设备状态异常、实验现场区域状态不合格、相关维护人员未记录等，同时可以马上做出相应处理，有效降低实验室安全管理风险。考虑到不同操作系统的兼容性，选择基于微信平台的小程序开发。微信小程序是跨平台开发无需要考虑管理人员的手机是Android系统，还是IOS系统，无需开发两套系统，开发时间短、成本低。综上考虑，本文基于微信小程序平台进行e-6S实验室现场管理系统的开发［8］。

1.3 需求分析

e-6S实验室管理系统旨在为高校实验室等部门提供实验室设备状态监控、实验室现场6S管理监督及实验室工作人员作业记录考核等，同时上层管理者通过照片、消息等方式线上审核确保实验室现场状态，提高高校实验室安全管理和实验设备使用率［9］。①每位用户都有自己的独立账号，且根据用户的职位和所属部门对账号权限进行相应控制。②将实验室现场进行区域划分并用二维码标记，将相应的区域负责人及对应二维码信息录入系统，用户可以根据实验室内不同区域粘贴的二维码扫描并查看对应区域的相关信息。③相应用户每次做好现场6S工作后，通过系统内的拍照功能将现场图片上传系统并提交，相应的管理层根据权限可以对现场6S管理进行评价审核，并给予反馈，不合格则需要重新将现场整改并重新提交，形成闭环，合格则由系统记录作为日后的绩效考核指标参考［10］。

1.4 系统框架

e-6S实验室管理系统框架主要分为三大部分，即本地PC端、云服务器、移动终端。系统架构见图1。

图1 系统架构

（1）本地PC端。本系统的管理层可以通过本地PC端电脑对系统进行管理与操作。通过Microsoft Office Access软件连接阿里云服务器数据库，对系统数据进行管理。

（2）云服务器。云服务器用户无需购买硬件，只需向服务平台购买使用服务即可，大大降低了系统投入，同时具有简单高效、安全可靠、处理能力可弹性伸缩等特点。系统选用阿里云服务器，在服务器上运行系统Jar包作为后台虚拟机，连接移动终端，同时安装SQL Server数据库来存储数据［11］。

（3）移动终端。选用安装了微信的智能移动设备作为用户操作系统的移动终端。移动端可通过WiFi或移动网络与阿里云服务器的Java虚拟机进行连接，Java虚拟机作为移动端与数据库的中间层，可将数据传送到移动端，或者将移动端数据保存至数据库［12］。

1.5 系统功能模块

根据设计需求，e-6S实验室管理系统设计主要分为三大功能：消息模块、排名模块和我的模块（用户个人功能模块）。系统功能模块如图2所示。

图2 系统功能模块

2 e-6S管理系统实现

2.1 系统用户权限设定

e-6S实验室管理系统用户为实验室有关的人员。用户主要分为4个层次：校管理层、学院主管、实验室主管和区域负责人员，权限依次下降。前3个为管理层，最后一个为用户层。具体权限等级如图3所示。

图3 系统用户权限等级

各个层级的用户具有不同的功能权限，具体见表1。

表1 用户权限功能表

2.2 系统模块功能设计

2.2.1 消息模块

系统消息模块中包含消息通知和消息审核两个功能，分别接收实验室管理工作任务的处理结果和管理层所需要做出的审核任务。为了完成这两项任务，系统分别对现场实验室区域和现场实验设备进行编码，并在醒目部位粘贴二维码。通过模块中的扫描区域功能，扫描实验室区域内的二维码就可以得到相应区域负责人的有关信息并进行现场6S检查；通过模块中的扫描设备功能，扫描实验室内设备二维码就可以查看对应设备的使用状态，并以此来作为设备预约、使用、结束的依据［13］。消息模块逻辑见图4。

图4 消息模块逻辑

（1）具有6S检查权限的用户在扫描实验室区域二维码后进行6S检查，并将检查结果发送到对应负责人的消息列表中。

（2）用户接收6S检查结果消息通知后，相关区域负责人对未通过的6S检查需要重新进行6S整改，并将整改现场拍摄上传系统，生成审核信息，具有6S检查权限的用户将对整改后的现场重新进行6S检查，直到6S检查通过。

（3）所有用户均可扫描设备二维码，查看设备使用信息，对无人使用的设备，可开启设备使用记录，对正在使用的设备，相关设备使用人在结束设备使用后，要关闭设备使用记录。

2.2.2 排名模块

系统排名模块中，用户可根据权限高低查看当月的权限范围内所有用户6S评价结果总排名、以实验室为单位的组间6S评价结果排名以及实验室内部的6S评价结果用户排名。模块提供排名文档的下载，可作为对实验室工作人员的绩效考核依据。

2.2.3 主功能模块

系统的主功能模块包含6S管理基准、检查计划、区域状态、打分记录、用户管理、意见建议等6大模块。

（1）6S管理基准。在6S管理的前3个S（即整理、整顿、清扫）实施后，实验室现场的各管理要素应达到了管理要求，当前的状态即为6S管理基准。系统可通过扫描区域二维码，将当前实验室现场进行拍照，保存到系统中作为6S管理基准。区域负责人进行现场6S管理时可依据此基准进行。管理层也可以根据实验室需要，扫描区域二维码进行新基准的添加和旧基准修改。

（2）检查计划。管理层可根据实验室需要，添加或修改实验室区域检查和设备点检计划。区域负责人可根据检查计划进行相关的检查工作。若在规定的时间内未开展相关检查工作，系统将提醒区域负责人并反馈至管理层。

（3）现场检查。管理层根据检查计划，在各自的权限内对现场区域和设备点检等开展检查工作，结合6S管理基准，对现场管理情况进行打分和拍照，并将打分结果和现场照片发送至区域负责人。对于低于分数限，区域责任人需进行整改，并将整改后的现场进行自评打分和拍照，反馈至管理层；经过管理层审核合格后，关闭此次检查工作；若审核不合格，管理层通过系统将意见发送区域责任人，区域责任人继续整改，直至合格为止。

（4）区域状态。用户可实时了解实验室各区域的6S现场管理状态。状态分为合格、整改中和不合格。

（5）用户管理。与用户相关的实验室人事信息被记录系统，根据人员流动和人事管理可更改和输入对应信息。

（6）意见建议。用户在进行实验室管理的日常工作中，如果发现尚未列入管控的实验室安全隐患或者不合理的管理方法，可以写出自己的建议，管理层在限定时间内进行查阅评估并给出反馈至建议用户，不断优化e-6S实验室现场管理系统［14-15］。

3 实验室e-6S管理系统的应用

3.1 实验室简介

中国计量大学质量工程实验教学中心成立于2010年，是省级重点实验教学示范中心。中心占地面积1 080 m2，包括6个专业教学实验室，中心每年承担学校质量管理工程、工商管理、工业工程等10余个专业800余名本科生实验课程、开放实验及学生科技等实验教学和学生创新工作，年均实验时数约为35 000人时。实验中心于2016年正式导入了6S管理，开展规范化实验室现场管理。近年来，随着移动通信、云计算、大数据技术的发展和逐渐成熟，实验中心管理层也在积极探索将新技术用于实验室现场管理，开发了基于e-6S实验室现场管理信息系统。

3.2 系统应用实例

e-6S实验室管理系统借助微信平台小程序完成实验中心的用户信息注册、实验室现场6S管理、实验室设备管理、评价结果文档下载等功能。功能应用实现结果如下：

（1）用户登录。打开微信，在微信“发现”页面搜索本系统小程序，进入用户登录页面。登录页面见图5a。用户信息注册则由管理员直接在后台进行操作。

（2）基准计划。管理层制定基准和检查计划功能。点击“6S管理基准”进入6S管理基准页面（见图5b），点击列表接入具体的基准信息页面，点击右上角加号按钮，扫描区域二维码进入新增基准页面，制定新的6S管理基准；点击用户界面的“检查计划”进入检查计划界面（见图5c），点击列表接入具体的计划信息界面。点击右上角加号按钮，扫描区域二维码进入新增计划页面，制定新的6S检查计划。

图5 系统操作界面

（3）现场检查。管理层用户扫描实验室内不同区域二维码，查看对应区域负责人信息（见图6a）。管理层根据现场区域的标准图片按照6S现场管理6个方面进行打分（见图6b）。

（4）打分整改。管理层对该区域打分结果低于60分，系统将此通知详情发送给对应区域负责人（见图6c）；区域负责人可查看打分详情以及管理层所拍摄上传的现场打分照片。区域负责人对此次不合格打分结果进行6S整改，并上传现场整改后的图片，输入整改备注，选择对应的审核人（见图7a）。对应管理层在消息界面接收到此次整改信息（见图7b）。管理层查看现场整改后的图片，并作出“通过”或“驳回”的审核结果，通过，则该次检查结束，驳回，则通知区域负责人继续整改，直至审核通过（见图7c）。

图7 整改功能界面

（5）过程排名。上述步骤实现了系统中一个完整的现场6S管理作业流程，保证每一次的实验室现场检查都是合格的，责任人对接到位、有迹可循的（见图8）。每次的现场6S管理评价检查结束后都会被系统记录，在主功能界面点击“排名”页面，包括月总排名、组间排名与组内排名，点击排名页面右上角的的加号图标，选择“排名历史”与“下载本月”，即可下载月总排名excel表格（见图9）。

图8 排名页面

图9 下载信息页面

4 结 语

本文以6S现场管理方法为依据，基于微信小程序平台开发了e-6S实验室现场管理系统，并以学校实验教学中心实验室为对象介绍了系统具体功能的实现。系统经实际使用，实验室现场管理覆盖率、现场检查合格率和设备利用率等指标均有大幅度提高，现场管理效率和问题整改及时性得到较大地改善，减少了安全隐患，强化了实验室为师生服务的作用，并已在学校的环境可靠性、机械、电气、电子产品制造等教学实验室及浙江方圆检测集团的实验室得到推广应用。