国网辽宁省电力 金龙飞 2022-01-12 浏览 2575
我们是国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院调整试验研究所仪器管理QC小组，去年报送的《运用二维码管理缩短仪器仪表信息查询时间》课题获得二零二一年度沈阳市质量科技成果二等奖。受草料邀请，跟大家分享一下。
仪器管理工作是火电调试行业能按时、保质保量完成每项工程的重要环节之一，也是每个项目开展之前的基础，仪器调配及保养程度直接决定工程质量与工期。火电调试行业所需仪器主要有汽机、锅炉、电气、热控、化学、土建六大专业，仪器往往根据自身的使用价值分配到各个项目中，这就需要在仪器被调配到各项目之前做好全面的盘点登记工作，且需要对使用者提供每台仪器的中英文使用说明书、《校准报告》、操作视频、驱动程序及售后联系方式等信息，便于后期使用者的顺利使用。各个专业所需仪器加到一起不仅数量庞大，并且极容易造成统计遗漏，这就需要仪器管理员反复核对出库信息。同样，当仪器集中归还或者逐一归还时，重复的工作还需要再做一次，造成了极大的资源浪费。
小组成员做了一次随机性极强的调研，调研内容为“在各工程项目随意查找两台不同仪器的说明书，查找途径不限但结果一定为找到，并准确记录从查找开始到查找结束的准确时间”。该题目考虑到各项目仪器的说明书是仪器最基本且必须有的资料，从遗失不能正常使用，到信息找到后的时间，该时间也可以等同于误工时间，测试结果完全超乎小组成员想象，个别工程项目在参与调研后的第一步便无法顺利进行，具体结果如表1显示。
由上表可以直观看出，查询最短用时为13分钟，最长用时接近20个小时，并且多数参与调研人员在联系售后厂家之前，都先与库管联系并索要售后电话方能进行下一步操作。这里小组以1小时和5小时为两个界线，假设1小时内通过的视为测试合格，1小时以上5小时以内通过的为误工半天，超过5小时通过的视为误工一天，测试结果如图1所示。由此可见测试结果并不乐观，说明书的查找况且如此，对于国内外工程人员查找其他信息将会出现更多磕绊。
调整试验研究所每天都有仪器仪表、备品备件、工器具、耗材等物资出库和入库，仪器所属的配套设施例如中英文使用说明书、《校准报告》、驱动程序、各类附件等需要同仪器奔赴到各个项目，对使用者造成了保管不便或遗失等困难。往往由于资料更新或仪器自身升级，管理员将新资料配送给各个项目，尤其是海外工程更是一大困难。
借出与归还仪器时需要办理登记、审批等手续，耽误工时，有时为了抓紧时间开展工作，未办理仪器出入库及审批手续就投入使用，导致库房账、物不一致，难以追究相关责任人，并且一旦仪器管理员不在时，使用者对仪器的借出与归还便无法顺利进行，仪器无法及时使用不仅造成资源浪费，且极容易造成人员逗留与工程进度滞后。结合以上需求分析，小组明确了本次活动的需求，如表2所示。
查新范围：中国电力科技成果数据库、中文科技期刊全文数据库、中国专利数据库、中国企业产品数据库、中国学术论文数据库，经查询，未发现有火电调试行业运用二维码识别技术提升信息查询速度等资料。 提出创新构想：通过观察手机支付模式、火车票信息、广告宣传栏、以及产品包装等如图2所示，小组讨论是否可以运用二维码作为信息存储介质。
本课题想要设计的是一种使用方便、经济性良好存储介质，二维码的出现完全符合小组对仪器现代化管理模式需求，其携带便捷、体积小、可存储大量信息，只需通过手机带有二维码识别功能的APP扫描，便可得到包含已经上传的中英文使用说明书、《校准报告》、操作视频、驱动程序、HS编码、固定资产编号及售后等信息，加之合理运用，仪器使用者便可在读取二维码信息后，对部分信息重新修改，加强了使用人员与管理员的资源共享。
根据课题需求及查新借鉴结果，小组以编程设计、实时传输、永久使用为核心技术，确认本次课题为“运用二维码管理缩短仪器仪表信息查询时间”。
1.仪器使用人员信息查询时间将减少95%；
2.二维码信息覆盖率提升至100%；
3.实现无纸化办工作业，同时出入库信息准确率将提升至99%。
小组设想通过二维码识别功能，可准确识别出二维码内事先录入好的各类信息，只要在有网络的情况下，使用人员不再需要询问仪器管理员或者厂家，随时能查询到仪器的全部信息，这样既能极大的缩短仪器使用前的准备时间，也减轻了仪器管理员的重复性工作量。
小组拥有成员10人，其中硕士2人且参加过大型信息化项目，博士1人具备较好的质量控制能力，安全管理员2人均为计算机、信息安全专业，小组成员中2人参与过ISO9000体系建设、QC课题经验丰富，研发人员3人均具备5年以上开发经验。小组整体专业技术水平较高，成员年龄结构合理，既有经验丰富的老专家，也有理论基础扎实的年轻人，整体技术力量雄厚。 通过以上分析，小组本次活动的目标合理、可行。
小组成员围绕本次创新需求，用“头脑风暴法”将“二维码识别技术的准备与使用”作为总体方案，其整体流程如图3所示。采用以本小组为核心管理，收集仪器信息并制作二维码，细化二维码内各项功能，从小组开始到投入使用，形成完整的闭环网络。
小组召开头脑风暴会议，围绕总体方案进行功能需求分解，并通过多次测试选定最终研制方案，如表4所示。
基本信息指的是如图片、音频、视频、文字、PDF、WPS、CAD与Office等各种格式的文件上传与识别结果，小组针对以上所有格式的文件均测试多次，测试结果完全能满足小组现有需要，如表5所示。
小组于2020年4月采用AI平台建立二维码信息识别模块，由于该模块涉及到仪器信息查询、申报故障、借出归还与管理等新功能，并且考虑到仪器使用者分布在25-65岁年龄段，故小组邀请了30位不同年龄段人员参加使用实测与复测，实测题目为“扫描工频耐压试验设备二维码，提交出库信息”，复测题目为“扫描工频耐压试验设备二维码，读取英文版说明书”，并且准确记录在完成两个题目中“信息提交”与“信息查询”的耗时。
通过对30名不同年龄段人员做整体扫描与信息提交用时测试发现，不论用哪个品牌的手机或者选择更快的5G信号，手机的好坏不能影响各项造作的耗时，从手机镜头识别到有二维码到二维码被读取的平均时间为2.44秒，在众多要素中找到所需要的“英文版说明书”平均用时5.39秒，可取代管理员纸质记录信息的“出库记录单”，填写一次的平均用时26.64秒。图4为扫码人年龄与所用时间的趋势图，从图中可以看出，影响一次操作时长的关键因素是使用者的年龄，随着使用者的年龄增长，每项操作的用时也随之增加。小组在记录数据的时候发现，年龄较大的用户在完成测试题目时，几乎都是由于看不清屏幕所显示的信息，导致的信息填写与寻找速度偏慢，以“提交用时”为例，45岁以下的用户在提交信息时所用平均时间为20.37秒，45岁及以上的用户在提交信息时所用平均时间为34.84秒，但在被测试的用户中，30名人员均未寻求小组成员协助，均能独立完成操作。
通过对比30名被测试的人员结果显示，虽然年龄与用时呈现正比趋势，但用户均可独立完成操作，均未寻求过小组成员的帮助，且各项操作的平均用时均非常可观，局部功能已实现。
小组成员对已有方案进行了详细的分析与比对，选取最佳方案，如图5。
小组根据最佳方案，按照5W1H原则制定了对策表，具体对策情况见表9：
根据对策表，我们组织小组成员分步骤进行实施。
对于一套试验仪器来讲，使用者掌握其是否为自己所需要的最可靠途径就是观看实物，在查看实物的同时仍需要检查与其配套的备品附件是否齐全。所以在信息搜集过程中，仪器本体与配件图片是否完整、角度是否齐全，直接影调试人员对其使用性能的判断。小组在采集仪器图片的过程中，对仪器的整体外观、铭牌、外包装以及配件都需要采集在内。
结论：经上传测试，JPG、PNG、JPEG等格式的图片均可编辑上传至二维码中，且扫码之后均可显示，局部功能已实现。
随着当今技术的发展，各专业所需的仪器越来越精密，功能越来越复杂，并且调试工程遍布世界各国，往往要面对各国的业主、施工、监理人员。使用者有许多仪器未接受过培训就要使用，对使用者造成了极大的困难，可以说一套中英文齐全的操作说明书或是操作视频对于使用者来说至关重要。所以小组成员尽可能搜集到每台仪器的使用说明，这样既能满足使用者在项目中的实际需求，又能完成业主在检查过程中的需要，极大的提高了工作效率。
仪器在使用或放置一段时间后，仪器试剂测量的结果会多少产生少量的漂移，不能再提供精确的测量结果，如果不校准，便无法确定测试数据的准确性，仪器就没了使用的价值，同时也失去了其实际的意义。小组成员将计量单位出具的纸质版《校准报告》扫描成电子版格式文件，这样一来是便于有关单位的检查，随时检查随时提供；二来是方便使用者知悉仪器测量各项参数是否发生偏差，以及在发生偏差的情况下修正值是多少。
结论：经上传测试，Word、PDF、DOC、DOCX、MP4等格式的说明书文件、操作视频与《校准报告》均可编辑上传至二维码中，且手机识别二维码之后均可读取这些文件，局部功能已实现。
仪器基本信息是便于使用者扫码后查询仪器基本情况的功能，仪器基本信息内容繁多，火电调试行业依据自身需要，制定了一套适用于自身受用的信息目录，包含：可试验项目、仪器型号、编号、供货商、售后电话、检测状态、说明书状态、资产归属、额定电压、容量、电流等关键信息，考虑到日益壮大的海外市场，附加上出入境时需提供的海关HS码、尺寸及重量等用于出入境报关用的信息（如表10所示）。
结论：经编辑后测试，在二维码编辑区域可以制作表格，表格内可文字可编辑，且手机识别二维码之后均可读取该仪器的基本文字信息，局部功能已实现。
对于火电调试行业人员来讲，工作出入的环境复杂多样，如电气专业的带电作业、锅炉专业的登高作业、气机专业的有限空间作业、化学专业的危险品防护等，在处于这些环境调试时，若发生操作不慎，极容易对调试人员造成人身伤害。所以在每个二维码信息最后，加入一条“安全作业 警钟长鸣”专栏，专栏内容分为安全警示标语及GIF格式安全事故动图两种，以最简单的形式提醒在项目上的使用人员，加强对自身的安全保护，强化安全意识。
结论：经上传测试，GIF动图及JPG图片格式文件均可上传至二维码中，且扫码之后均可显示，局部功能已实现。
“记录单”是开放于使用者的一个功能，也是管理员接收仪器各种信息的第一反馈功能。小组结合仪器使用的实际情况，在二维码制作平台提前编辑生成记录单。依据自身特点，目前制作四个适用于仪器管理的“记录单”，有“维修申请”、“故障申报”、“出库单”、“入库单”如图12所示。
维修申请：使用者在使用时发现仪器由于不明外力、运输、保管不慎等情况，造成仪器无法正常运作或试验无法进行时可填写该表单，涵盖“日期”、“姓名”、“问题描述”，为了能准确反映故障时的工况，附加上传“图片”与“视频”功能。
故障申报：使用者在使用时发现仪器存在其他隐患或备品配件有故障等情况，但不影响当前试验进行时可填写该表单，涵盖“故障类型”、“故障情况说明”与“姓名”，为了能准确反映故障信息，附加上传“故障位置拍照”功能。
出库单：使用者在借出仪器时，可直接线上填写该“记录单”，使用者需填写“使用项目”、“出库日期”、“图片”、“出库人”。 入库单：使用者在归还仪器时，可直接线上填写该“记录单”，使用者需填写“项目部”、“入库日期”、“图片”、“入库人”。“出库单”与“入库单”的最大优势在于，使用者在遇到管理员不在时仍能顺利的借出与归还仪器，既节省了部分人力成本，又极大的满足仪器使用效率。
结论：小组实现“记录单”的编辑功能，使用人员在扫描二维码之后，可根据实际情况，将信息第一时间反馈出来，局部功能已实现。
对于每一个“记录单”，小组在后台设置“消息提醒”功能如图13所示，确保每个“记录单”在使用者填写提交后，小组成员能第一时间接收到使用者提交的“记录单”。当小组用微信关注自己使用的二维码平台公众号后，使用者提交的新消息便以公众号新消息形势显示在微信里。“消息提醒”功能可以保证信息的及时性，只要在有网络的情况下，小组都能第一时间收到相关信息，以及时确定是否立刻返厂维修或是更换使用等，防止延误现场工程的施工进度。
结论：每个二维码的每个“记录单”均可设置给某一或多个微信用户，经扫码提交后测试，均能准确提交至指定用户微信公众号中，局部功能已实现。
仪器在仓库存放过程中，或是按照同一专业统一排放、或是按照购买时间统一排放、或是按照仪器体积大小分类排放，但不论遵循哪种规律摆放，总会遇到某一存放位置同时存放多种仪器的情况，当遇到这种情况时，需要制作两类二维码。首先需要做的第一类二维码是当前区域的总码，其次需要制作的是该区域仪器自己常规的二维码。制作总码目的是放置于库房货架上，便于整理仪器时的查询，总码命名为当前位置即可，内容只需涵盖“仪器名称”、“仪器型号”、“数量”、“供货商”等最基础的信息，同时在编辑信息的最下方设置多个“导航链接”。例如某区域同时存放了4件仪器，这样便可在总码最下方设置4个导航链接，导航链接需要与常规二维码链接如图14、15所示，这里需要注意的是链接设置与常规二维码是一一对应的，如果在选择过程中链接错误，将导致点击后进入其他仪器信息中。导航链接设置成功后，便可在当前二维码位置直接进入想要查询的仪器中。
结论：经多次检查与测试，在识别某一区域的二维码后，点击导航链接模块均可准确进入另一个二维码信息中，局部功能已实现。
二维码生成：当以上全部准备工作完成时，就可以在平台生成该仪器独有的一个二维码如图16所示。该二维码的最大优点是，二维码一旦生成之后，不会随着其自身识别后的内容改动而改动二维码图案，也就是说，二维码图案被固定了，但是二维码识别出来的信息可以任意改动。
举个简单的例子，仪器自身的《校准证书》一般使用年限为一年，一年之后便需要有关计量单位出具新的《校准证书》，这时在后台就可以把已经作废的《校准证书》删除后上传新证书，这个过程完全不影响已经生成的二维码图案。
二维码制作：将已制作的二维码图片保存好，考虑火电调试行业仪器使用的多种复杂环境，制作二维码的材质选用一种定制的涂层金属标牌，采用激光雕刻技术将二维码图案灼烧在涂层上，这样的一个二维码标牌便可以防止泡水或拉伸变形、高温熔化，并且抗摩擦、绝缘。这样，就不用担心使用者由于各种外界原因造成无法识别的后果了，如图17所示。
结论：二维码生成后只需保存图片即可，激光雕刻好的二维码铭牌信息不宜被损坏，局部功能已实现。
根据实际情况，将最终生成的二维码与使用频率较高仪器的信息，共同录入到一张表中，如图18所示，当然也可以录入更多的信息，如“资产归属”、“额定容量”、“资产编号”、“使用寿命”等等。该图片后期可制作成金属铭牌，也可普通打印，铭牌中的二维码便于使用者用手机查询更多其他信息，铭牌中的基本信息便于仪器管理员迅速归档与查询，对于两者均减少了信息查询的时间。
结论：根据所需实际的重要信息制作个性化铭牌，将重要信息与二维码制作于同一铭牌内，更便于使用者对仪器信息的查找与使用，局部功能已实现。
小组所处部门涉及到的工程遍及国内外，小组成员还对二维码内的四个“记录单”提交的及时性与准确性进了测试，测试的国外工程有伊拉克（距离沈阳数据中心6935公里）与孟加拉（距离沈阳数据中心3698公里），国内工程分别在西藏的拉萨（距离沈阳数据中心3191公里）、河南的南阳（距离沈阳数据中心1355公里）、陕西的榆林（距离沈阳数据中心1220公里）、内蒙古的乌拉特（距离沈阳数据中心1242公里）、江苏的南通（距离沈阳数据中心1089公里）以及小组成员自测（距离沈阳数据中心0公里），本次测试目的是要保证数据在提交后能否被小组指定成员接收，以及是否能第一时间被接收，测试结果如表11。
结论：不同国家及省份信息均能准确提交到小组指定成员，经实测数据显示，信息提交后均能实时到达，局部功能已实现。
小组在2019年11月到2020年4月对不同国家不同省份的信息查询时间做了精准的测试与比对，仪器信息查询时间对比情况见表12，常规最短用时13min，最长用时19h50min，二维码查询最短用时2.6s，最长用时8.5s。为了方便比对，下表将时间统一至以分钟为单位。
通过上面表格可以看出，可缩短时间趋近与100%，即便用二维码查询的最长时间与常规查询的最短时间做比较，结果仍为98.93%，测试结果远大于95%，目标已实现。
目前调整试验研究所现有仪器449套，按专业划分为六大专业，二维码信息覆盖情况见表13。
二维码数据更新为持续工作，如新采购或报废仪器，二维码均需要进行配套更新，但目前现有仪器均已制作完成二维码，覆盖率为100%目标已实现。
传统模式下的出入库信息登记为，库房管理员对借出归还的仪器在电脑上逐一记录，通过打印后签子确认方可移交，在使用二维码信息系统之后，所有操作均可在线上完成，最终通过系统汇总将数据全部导出，并且更加直观清晰，不含任何作弊成分，图19与图20分别为传统登记模式和二维码系统导出数据模式。
通过对比可以看出，在使用二维码记录信息后，可将用纸率降至为0%，即节省了大量纸质记录存储工作，又可将信息记录的准确性提升至100%，用户提交信息与微信信息绑定，除手写签名外的信息均为自动识别生成，也防止了记录作弊的情况，目标已实现。
推广价值高：运用二维码管理与查询功能的推广，能够在各专业各项领域应用，其操作便捷，精准度高，涵盖面广，待逐步向“无人超市”方向转型测试通过后，又可精简管理人员的数量。
小组能力提升：小组成员的创新积极性、团队合作力、动手能力、动脑能力及成员成就感得到全面提升。
制定使用标准，编制《运用二维码识别技术管理仪器说明书》,并编制新版《调试所仪器出入库管理实施细则（试行）》见图24。
对各工程现场人员进行了线上与线下培训，保证现场作业人员正确合理二维码管理系统，见图25。
将二维码管理与仪器仪表管理合并为同一岗位职责，并有专人负责管理，定期检查和维护。
小组严格遵循PDCA循环，充分利用流程图图、折线图、树图、饼分图等QC工具，以客观事实和数据为依据，以解决问题为导向开展QC小组活动，在对策实施过程中，通过学习、钻研专业技术，扩充了二维码的理论知识储备，质量管理水平获得全面历练。通过小组活动，经历不断磨合改进循环的过程，提高了小组人员的质量意识，增强了解决问题的信心和团队精神。
通过本次活动，小组经过团队合作解决了实际问题，下一步，小组将继续秉承全面质量管理的理念，以《运用人脸与二维码识别功能实现固定资产无人化管理》为课题进一步开展QC活动。
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