以二维码为入口的仪器设备信息管理系统

宋艳江，羊海棠

（杭州师范大学材料与化学化工学院 化学实验教学示范中心，浙江 杭州 311121）

1 仪器设备信息管理现状

当代高校教育肩负着为国家培养高级专门人才、推进科学技术发展和服务社会发展三大任务，而实验室作为高校实践教学和科研工作的重要场所，其建设及管理工作的好坏，对高校教学、科研、社会服务工作具有巨大的影响。近年来，受到加强科技创新、深化高校实践教学改革等政策的影响，高校实验室的规模及投入都在不断加大，实验室设备越来越丰富，但对于设备的管理很大程度上仍未及时跟上节奏。也正因如此，实验室管理的信息化越来越受到各高校学者的关注。在中国知网截止到2023 年5 月13 日，以“实验室 信息化管理”为主题词进行搜索，共有2 098 篇文献；而大型仪器设备的管理更加备受关注，以“大型仪器 设备”为主题词进行搜索，共有4 430 篇文献，近年（2014 年-2023 年）的文献量变化趋势如图1所示。

由两者的趋势线可见，实验室内仪器设备管理的信息化系统构建正在如火如荼地开展着。但若以“二维码+实验设备”为主题词进行搜索，截止到2023年5 月13 日仅65 篇文献，这说明将当前日常生活中广泛应用的二维码应用于实验室的管理尚有较大空间。

杭州师范大学材化学院化学实验中心始建于1978年3 月，经过实验室模式基础建设、实验教学中心模式整合建设、实验教学中心快速发展建设和实验教学示范中心建设的四个阶段；现拥有仪器设备2 370 台套，设备总资产6 070 余万元，建有21 个学生实验室以及大型仪器设备共享平台，建设了电子门禁系统和安保监控系统，实行全天候智能化管理，开放运行。其中大仪平台中超过10 万元的仪器设备共108 台套，实验室内的仪器与设备的管理责任与管理压力随着学院的不断发展而越来越大。文章针对本校实验室管理中现存的有关仪器设备管理问题进行探讨，并对目前流行的移动设备（如平板电脑、手机等）二维码技术在管理中的应用进行了尝试。对提升高校化学实验室的管理效率与水平具有较好意义。

移动端设备的快速发展促使了二维码的广泛应用，其中的快速响应码（也称为QR 码， Quick Response Code），采用矩阵式码制排列，识别方向不受限制，具有自动纠错功能，即使QR 码部分污损也能还原正确信息，并且还能对汉字进行编码加密，是一种保障信息安全的简单、有效方式。二维码在制作时有着低成本、易制作、尺寸比例可变、使用快捷等优点，现已在医学、工农业、物流、交通、安防、社会管理等多领域得到大范围应用。当前最为流行的通讯社交软件如QQ 和微信中也都采用了二维码，且都能方便地扫描识别二维码。随着随身电脑设备、通信网络技术的发展及智能手机的普及，已有提出BYOD（Bring your own devices）的理念引入到教学活动中，因此二维码的应用价值不断得到拓展。如何在实验室管理上推广应用二维码技术，提升数据信息管理效能，是一个值得探索的实践课题。

因此，通过利用二维码信息技术，对实验室内的仪器设备的保管、使用进行精确可追溯性管理（文章以本校化学实验教学中心所属不会轻易移动的仪器和设备为切入点），可大幅提升对实验室内仪器设备的监管效率，提高实验室信息化管理水平。实验室内仪器设备的差异巨大，操作流程规范各不相同，在管理员管理和学生使用过程中均需各类资料进行有效的辅助，对全流程进行可溯源的信息化管理。而面对几百种的仪器设备（仅对一学院而言），仅靠管理人员人工出库、清点、验收等管理，效率十分低下。日常的使用登记、使用要求等更是人工进行，容易出现漏登、误登等情形。最为突出的是，学生在课程学习期间通过老师的讲解是可以进行有效的操作，但在过一些时日之后，见到相应的仪器设备往往因为长期不接触又有所遗忘而无法独立操作。其实此时只需有足够的技术信息提醒，唤醒学生过往的学习内容，便可以促使学生们快速上手进行操作。文章介绍了本校建成的基于二维码为入口的实验室设备信息管理系统，有效实现和完善对实验室中仪器设备的管理，实现使用全流程控制。

2 本系统的功能设计与实践

2.1 系统总体框架

本系统区分系统管理员、实验室管理员、设备管理员和设备使用人等用户角色，通过二维码入口、系统端管理、数据库等构成整体信息化管理系统，进行系统化设计和结构数据优化，具体功能框架如图2 所示。

图2 仪器信息管理系统功能设计界面

2.2 仪器信息管理系统功能

仪器信息管理系统具体的模块功能介绍如下。

2.2.1 设备基本信息的查阅

每个实验设备都贴有一个耐磨、防水的二维码，作为该设备的唯一可识别的身份证明。将设备的各种基本信息与该二维码进行关联，方便管理者调阅信息和使用者查阅信息。用户通过微信中的“扫一扫”功能即可实现便捷的获取。图3 所示的是加压式橡胶（塑料）密炼机的具体信息，包含了校内设备编号、型号、生产厂家等，规范的信息录入方便后续对仪器设备的有效管理与统计分析。

图3 具体设备的信息填写

2.2.2 设备的使用辅助

在当前的教学实际中往往发现，学生在课程学习期间通过老师的讲解是可以对相应的仪器设备进行有效的操作，但在过一些时日之后，见到相应的仪器设备往往因为长期不接触又有所遗忘而无法独立操作。比如有些课程实验中使用过的仪器设备到了毕业设计过程中使用时又需要老师的再次指导。而使用了二维码入口后，系统集成了仪器使用的操作规程和安全注意事项，甚至还可以展示操作视频，从而对学生的操作提供辅助，提高设备的使用效率，也提升学生的独立操作能力和实验教学效果。

2.2.3 设备的保养与维修示踪

借助二维码入口，本系统实现了设备定期保养需求的信息提醒、仪器故障时的线上提交维修申请、维修过程的全流程示踪等功能。其中仪器的保养要求，可以在系统中进行信息输入，根据保养周期的设置，在到期前系统会向管理员发送保养提醒，以保障仪器的正常运行。仪器维修申请则通过系统将维修信息直接通报给供应商或维保单位联系人，实现一键报修。同时在维修过程中，维修人员和设备管理员都可以在系统中查询到流程进展，掌握相应的信息，同时还将此信息与仪器预约系统进行同步，强化过程管理。这些维修过程的信息在后台实现保存，也有利于后续设备进行维护和保养时查阅纪录，对设备的运行提供更全面的数据管理。

2.2.4 设备的使用与借用记录

二维码也是设备使用的记录入口。使用者通过扫描二维码，在进行登录后，由系统记录使用者信息及相应的使用起始时间；使用者在使用结束后，再次通过扫描二维码，注销登录（类似于完成订单支付），后台记录使用结束时间。使用时间的记录一方面，为设备的使用效率统计提供数据支撑，另一方面也为部分需要收费的仪器提供时长记录凭证。

当设备的管理人员发生变更时，通过二维码入口，可实现设备人员的信息变更，从而记录设备的管理人员变更信息，实现不同岗位人员的交接记录数据化，也可留存设备的借用流程和时间等信息，从而实现借用信息管理。

3 总结与展望

仪器与设备的信息化管理是提升实验中心建设的重要组成部分，本系统通过二维码为入口，通过后台信息管理系统实现了对仪器与设备的过程管理，在实验设备使用中实践了BYOD 理念，让管理员、使用设备的师生都因二维码而更加便捷，达到信息化水平提升的目标。该系统实现了设备基本信息查阅、设备使用辅助、设备保养与维修示踪和使用借用记录等功能，对仪器的使用全程进行信息化管理，提升管理效率。