裴 浩

（常州紡織服裝職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 常州 213164）

0 引 言

高等職業(yè)教育是我國高等教育發(fā)展中的一個主要類型，它與學(xué)科型普通高等教育存在著較大的差異，主要體現(xiàn)在人才培養(yǎng)的目標(biāo)、方式、途徑和手段等方面。高等職業(yè)教育主要側(cè)重于培養(yǎng)高素質(zhì)、高技術(shù)、高技能型應(yīng)用技術(shù)人才，實踐教學(xué)占據(jù)了很大的比重，是極其重要的環(huán)節(jié)。另外，高職院校實踐教學(xué)具有多樣化的特點，教學(xué)所需的物料和耗材種類繁多、使用量大，隨著教學(xué)規(guī)模的擴(kuò)大，管理難度加大，給傳統(tǒng)的管理方法帶來了較大的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的管理方法主要采用人工或者部門單節(jié)點管理，存在著物料耗材的重復(fù)購置、利用率低、數(shù)據(jù)分散等問題，從而導(dǎo)致數(shù)據(jù)流不通暢，不利于全局?jǐn)?shù)據(jù)的統(tǒng)計分析，使得管理體系存在堵點。因此，本文提出一種基于大數(shù)據(jù)的實訓(xùn)物料智慧管理平臺，可滿足實踐教學(xué)多種物料的分層次管理需求，打通數(shù)據(jù)流通堵點，使得物料的使用與采購更加科學(xué)、規(guī)范，管理更加自動化。

1 物料管理存在的問題

實踐教學(xué)中使用到的物料主要包括了低值易耗品和耗材[1]，達(dá)不到固定資產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)。低值易耗品是指可以一次或者多次使用的實驗材料和工具等；耗材是指一次性使用即被消耗，不能重復(fù)利用的物料。這些物料大多具有價值比較低、類型多、數(shù)量大、易損耗等特點，管理難度比較大。物料管理的主要問題[1-3]包括以下幾點：

（1）管理體系不完善，物料管理流程不完整。物料管理的完整流程應(yīng)該包括計劃管理、采購管理、庫存管理、使用管理、統(tǒng)計管理、審計管理等。然而，實際情況是物料管理一般歸口于二級教學(xué)部門下屬實訓(xùn)實驗室管理，主要完成庫存管理和使用管理，范圍及權(quán)限有限，無法完成全流程追蹤和管理。

（2）信息化管理水平參差不齊，工作效率低。由于管理體制的不完善、管理手段的不統(tǒng)一，并沒有形成嚴(yán)格的規(guī)范要求。各個實訓(xùn)室可能會采用手工管理或者信息化管理等方式，具體方式由管理人員自行隨意完成，信息化管理水平也就有高有低，導(dǎo)致信息化管理效率也不能達(dá)到有力效果。

（3）物料信息的收集不夠全面，文件的分類與整理凌亂。低值易耗品和耗材的種類繁多，具體類別劃分可能會存在多級類別，并且可能會需要動態(tài)調(diào)整。因此，相關(guān)信息的收集和管理都可能會存在疏漏，文件的整理難度也會較大。

（4）存在著“信息孤島”，數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析難度大，不利于審計。無論是人工管理還是簡單的信息化管理，對于物料的使用情況都難以做到隨時統(tǒng)計，甚至還需查找紙質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行核對。顯然，這樣做不僅將耗量大量時間和精力，而且統(tǒng)計結(jié)果的呈現(xiàn)形式也會比較單薄、不夠立體，數(shù)據(jù)的展示效果也比較差。

2 基于大數(shù)據(jù)的實踐教學(xué)物料智慧管理平臺

物料的高水平管理不僅有助于提高人才培養(yǎng)、實踐教學(xué)水平的質(zhì)量，也可以進(jìn)一步優(yōu)化物料使用的生命周期，降低損耗、提高利用率。提高物料的管理水平，要從組織、制度、技術(shù)3個層面著手，可以借助大數(shù)據(jù)、云計算、移動互聯(lián)網(wǎng)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)手段，設(shè)計以大數(shù)據(jù)技術(shù)為核心的實訓(xùn)物料智慧管理平臺。這樣不僅可以完善管理流程，還可以保證“學(xué)校、二級學(xué)院、實訓(xùn)中心”三級管理體系能夠得到有效實施。另外，平臺應(yīng)具有擴(kuò)展性，可以與學(xué)校其他管理平臺相對接，打造互聯(lián)互通的“一站式”管理模式。

2.1 物料智慧管理平臺架構(gòu)

大數(shù)據(jù)中心是平臺的核心，所有的應(yīng)用都是圍繞數(shù)據(jù)進(jìn)行。平臺充分使用了信息技術(shù)以及數(shù)據(jù)挖掘、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、統(tǒng)計分析等技術(shù)，從多個維度為使用者提供各類信息化服務(wù)。其不僅能夠?qū)崿F(xiàn)物料的全過程管理，還能夠?qū)崟r、多維度呈現(xiàn)物料使用和管理的情況，比如物料采購、物料庫存盤點、物料利用率、統(tǒng)計分析報告及電子臺帳等。如圖1所示，平臺架構(gòu)包括了數(shù)據(jù)來源、數(shù)據(jù)使用者、數(shù)據(jù)應(yīng)用、數(shù)據(jù)終端以及數(shù)據(jù)對接等維度。

圖1 基于大數(shù)據(jù)的實訓(xùn)物料智慧管理平臺架構(gòu)

從數(shù)據(jù)來源維度看，平臺使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來感知、采集實驗物料管理相關(guān)的所有數(shù)據(jù)，通過4G/5G等網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和大數(shù)據(jù)技術(shù)等將數(shù)據(jù)存儲至大數(shù)據(jù)中心，以滿足數(shù)據(jù)實際使用的要求。

從數(shù)據(jù)使用者維度看，平臺的使用者也就是物料使用相關(guān)人員，主要包括學(xué)生、教師、各級管理人員（學(xué)校、二級學(xué)院、實訓(xùn)中心），通過技術(shù)手段支持物料管理流程的信息化。

從數(shù)據(jù)應(yīng)用維度看，物料管理系統(tǒng)包括了采購管理子系統(tǒng)、出入庫管理子系統(tǒng)、情況分析系統(tǒng)等，應(yīng)用云計算和人工智能技術(shù)手段對數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘、多維分析，不僅能夠隨時查看物料的庫存狀況，當(dāng)庫存不足時還能主動發(fā)出通知。另外，還可以分析物料的使用情況，自動生成臺帳，提出有效建議等。

從數(shù)據(jù)終端維度看，支持多終端使用，應(yīng)用移動互聯(lián)應(yīng)用技術(shù)，不僅提供Web應(yīng)用服務(wù)，還支持移動APP、小程序等，提高系統(tǒng)的應(yīng)用效率。

從數(shù)據(jù)對接維度看，可以對接學(xué)校的其他管理系統(tǒng)或者第三方應(yīng)用系統(tǒng)，避免成為“信息孤島”，改變以往物料管理的孤立模式，成為學(xué)校物料管理的重要部分之一，提升學(xué)校整體物料業(yè)務(wù)管理能力。

2.2 物料智慧管理平臺目標(biāo)和需求

2.2.1 總體目標(biāo)

平臺的總體目標(biāo)是通過信息技術(shù)手段，保證物料管理措施得以實施，包括了申報、采購、出入庫、統(tǒng)計分析等，實現(xiàn)完全的信息化，并且與學(xué)校相關(guān)系統(tǒng)打通，構(gòu)建完整的管理體系。通過平臺的應(yīng)用，使得“學(xué)校、二級學(xué)院、實訓(xùn)中心”三級管理體系能夠得到保證，不僅實現(xiàn)了全流程記錄、“一站式”管理，而且極大提高了各級部門的管理效率和物料的有效利用率。另外，還可以即時獲取物料的庫存量以及使用分析報告，及時發(fā)布和調(diào)整采購計劃、根據(jù)庫存調(diào)整出入庫計劃等，降低實訓(xùn)中心的管理成本，提升時間效益和經(jīng)濟(jì)效益。同時，能智能生成統(tǒng)計分析報告，以便審計。

2.2.2 需求分析

本文平臺最終是為用戶提供服務(wù)的，因此從用戶需求角度進(jìn)行分析。平臺的用戶按角色可以劃分為學(xué)生、教師和管理者（各級管理人員），不同的角色所要求的功能和權(quán)限相應(yīng)的不同。

（1）學(xué)生和教師是物料使用的直接人員。教師在實踐教學(xué)開始之前，可以通過多終端（手機(jī)、個人計算等）查詢物料出入庫系統(tǒng)獲得所需物料的情況，根據(jù)需求提交使用申請，提交給實訓(xùn)中心管理人員審核，審核通過后發(fā)放物料，并記錄在系統(tǒng)；而學(xué)生則是向教師提出物料使用申請，由教師負(fù)責(zé)審核發(fā)放并記錄系統(tǒng)，學(xué)生在實踐過程記錄物料使用情況并上傳至系統(tǒng)。

（2）管理者主要包括“學(xué)校、二級學(xué)院、實訓(xùn)中心”三級管理體系中涉及的相關(guān)人員。實訓(xùn)中心管理人員審核提交的物料使用申請，根據(jù)物料庫存審核申請，如果需要采購，則通過采購管理系統(tǒng)向二級學(xué)院提出采購請求。二級學(xué)院審核采購請求，通過學(xué)校采購系統(tǒng)公示物料采購信息，等待供應(yīng)商主動提供服務(wù)或者主動聯(lián)系供應(yīng)商，啟動采購程序。當(dāng)采購?fù)瓿珊?，通過物料出入庫系統(tǒng)將物料相關(guān)數(shù)據(jù)存儲進(jìn)數(shù)據(jù)中心，并告知物料使用申請者。

（3）管理者還可以使用物料使用和管理情況分析系統(tǒng)，及時對物料的使用進(jìn)行統(tǒng)計分析，獲得完整的統(tǒng)計分析報告和臺帳，便于核對和優(yōu)化庫存管理。另外，還以通過管理分析系統(tǒng)，對物料大數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，能夠提供決策功能，找出管理薄弱點，有針對性提出優(yōu)化方案。

（4）解決好數(shù)據(jù)安全性問題。大數(shù)據(jù)中心的優(yōu)點是實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)互連互通、數(shù)據(jù)共享，不過也存在著網(wǎng)絡(luò)安全、Web滲透以及數(shù)據(jù)涉密、數(shù)據(jù)分級等問題。另外，物料數(shù)據(jù)中也可能會涉及到科研數(shù)據(jù)、學(xué)校其他數(shù)據(jù)的保密。因此在利用大數(shù)據(jù)共享管理優(yōu)勢的同時，既要加強物料大數(shù)據(jù)中心的安全管理制度建設(shè)，也要利用好技術(shù)手段（如防火墻、DMZ隔離、軟件權(quán)限管理）來保證大數(shù)據(jù)的安全使用。

3 物料智慧管理平臺設(shè)計與實現(xiàn)

3.1 業(yè)務(wù)流程圖

平臺總體業(yè)務(wù)流程如圖2所示，最主要的三個流程包括物料采購流程、物料入庫流程和物料出庫流程。

圖2 業(yè)務(wù)流程

（1）物料采購流程。實踐教學(xué)教師或者實驗管理員皆可發(fā)起采購申請，由實訓(xùn)中心作出審核并提交二級學(xué)院確認(rèn)審核，當(dāng)審核通過后，提交學(xué)校備案，并與學(xué)校的采購管理系統(tǒng)以及財務(wù)系統(tǒng)對接來完成采購流程。采購?fù)瓿珊?，更新?shù)據(jù)并通知物料采購部門及申請者。

（2）物料入庫流程。物料入庫包括新物料入庫和物料歸還兩種類型。新物料入庫時實驗管理人員提出入庫申請，由實訓(xùn)中心負(fù)責(zé)人審核。審核通過后選擇物料的具體類型，按照分類要求，使用RFID、傳感器等手段將物料入庫，并提交學(xué)校備案，更新數(shù)據(jù)中心。當(dāng)實踐教學(xué)完成后，學(xué)生及教師都需將剩余物料返還、節(jié)約資源。學(xué)生向教師提出入庫返還申請，當(dāng)學(xué)生入庫返還申請經(jīng)教師審核全部入庫后，教師向?qū)嶒炄藛T提交入庫返還申請，由實驗管理人員進(jìn)行審核，審核通過后正常入庫。通過兩種入庫類型，有效提高了物料的使用率，避免了浪費，節(jié)約了學(xué)校成本。

（3）物料出庫流程。在實踐教學(xué)前，教師提交出庫申請，選擇物料類型，提交實訓(xùn)中心的實驗管理人員審核。實驗管理人員審核通過后，查詢庫存是否滿足要求，滿足要求則物料出庫；如不滿足要求，則詢問是否采購，如采購則進(jìn)入物料采購流程，當(dāng)物料采購?fù)戤叢⑷霂旌?，通知申請者。學(xué)生需向教師提出物料出庫申請，由教師進(jìn)行審核并分發(fā)物料。

3.2 功能模塊

如圖3所示，物料智慧管理平臺圍繞大數(shù)據(jù)中心展開，主要功能模塊主要包括物料大數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、物料大數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)、物料大數(shù)據(jù)綜合管理系統(tǒng)、物料大數(shù)據(jù)安全系統(tǒng)。

圖3 功能模塊

（1）物料大數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

物料大數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括物料感知子系統(tǒng)和物料錄入子系統(tǒng)。物料感知子系統(tǒng)：主要依靠RFID、二維碼、傳感器以及圖像識別等技術(shù)來獲取物料的信息（如供應(yīng)商、物料名稱、物料類型、規(guī)格等）。物料錄入子系統(tǒng)：不僅可以快速將感知的信息寫入大數(shù)據(jù)中心，也支持傳統(tǒng)的手動錄入，避免信息無法采集的情況發(fā)生。

（2）物料大數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)

物料大數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)包括物料云管理子系統(tǒng)和物料數(shù)據(jù)存取子系統(tǒng)。物料云管理系統(tǒng)：主要是實現(xiàn)對數(shù)據(jù)中心的管理功能，包括網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、數(shù)據(jù)備份及恢復(fù)等。物料數(shù)據(jù)存取系統(tǒng)：主要是實現(xiàn)了數(shù)據(jù)操作的訪問接口，并且將訪問接口封裝成可方便調(diào)用的API，以方便數(shù)據(jù)的快速存儲、查詢和修改。

（3）物料大數(shù)據(jù)綜合管理系統(tǒng)

物料大數(shù)據(jù)綜合管理系統(tǒng)包括物料采購管理子系統(tǒng)、物料出入庫管理子系統(tǒng)、物料使用情況分析子系統(tǒng)、物料管理情況分析子系統(tǒng)。物料采購管理子系統(tǒng)：主要是與學(xué)校管理系統(tǒng)對接，實現(xiàn)并追蹤物料采購全流程，并將采購信息及時通知相關(guān)人員。物料出入庫管理子系統(tǒng)：主要是根據(jù)使用者的申請，完成物料的出入庫，對物料使用的全過程進(jìn)行記錄，以便追蹤和統(tǒng)計。物料使用情況分析子系統(tǒng)：主要是對物料的使用情況進(jìn)行實時地智能統(tǒng)計、分析，生成統(tǒng)計分析數(shù)據(jù)，也支持使用者自行設(shè)置條件（如某種物料、某段時間），有針對性的分析物料的使用情況，并能自動生成臺帳，方便審計。物料管理情況分析子系統(tǒng)：主要是評估智慧平臺各個子系統(tǒng)的使用效率和效果，根據(jù)評估指標(biāo)進(jìn)行評分。通過對所得評分大數(shù)據(jù)的分析判斷，支持管理決策的制定和實施。

（4）物料大數(shù)據(jù)安全系統(tǒng)

物料大數(shù)據(jù)安全系統(tǒng)包括網(wǎng)絡(luò)管理安全子系統(tǒng)和用戶權(quán)限管理子系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)管理安全子系統(tǒng)：在傳輸網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中劃分出DMZ隔離區(qū)域，部署防火墻，并對路由器、交換機(jī)、服務(wù)器等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行安全設(shè)置，建立SSL安全通道，通過軟、硬件實施保證數(shù)據(jù)中心、Web服務(wù)器的安全。用戶權(quán)限管理子系統(tǒng)：對接學(xué)校教職員工管理系統(tǒng)，根據(jù)角色分配相對應(yīng)系統(tǒng)操作權(quán)限，并且將操作權(quán)限細(xì)粒度化，實現(xiàn)基于角色的細(xì)粒度訪問控制，提升安全性。

3.3 平臺實現(xiàn)

3.3.1 大數(shù)據(jù)中心的部署

大數(shù)據(jù)中心是基于大數(shù)據(jù)的物料智慧管理平臺的核心，采用Linux+Hadoop作為數(shù)據(jù)中心的云平臺，支持關(guān)系型和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)應(yīng)用。將Hadoop數(shù)據(jù)服務(wù)器放在學(xué)校信息化管理中心，不僅方便與學(xué)校現(xiàn)有數(shù)據(jù)系統(tǒng)（如教職工信息、財務(wù)信息、資產(chǎn)管理）對接，還可以充分利用學(xué)校信息服務(wù)中心的現(xiàn)有安全防護(hù)體系，加固服務(wù)器安全防護(hù)。

3.3.2 系統(tǒng)開發(fā)與實現(xiàn)

系統(tǒng)的開發(fā)基于MVC，采用基于Java的開發(fā)環(huán)境SpringBoot+Hadoop，并結(jié)合Spring Cloud微服務(wù)技術(shù)完成各軟件系統(tǒng)的集成開發(fā)。其中，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)使用阿里云的NBIoT，降低了開發(fā)的難度。開發(fā)完成后，將其部署到Web服務(wù)器上，對外發(fā)布服務(wù)。

3.3.3 系統(tǒng)的使用

平臺包括了多個系統(tǒng)，開發(fā)周期較長。目前，已經(jīng)實現(xiàn)了Web端系統(tǒng)開發(fā)，并在校園內(nèi)運行。用戶可以通過主流瀏覽器（如Google Chorme、360極速瀏覽器等）進(jìn)入該平臺，如圖4所示。

圖4 物料出入庫管理系統(tǒng)頁面

4 結(jié) 語

高職院校實踐教學(xué)的物料管理存在管理不完善、流程不完整、信息化管理水平參差不齊、分類凌亂、統(tǒng)計分析難度大、信息孤島等問題。本文從解決問題角度出發(fā)，基于大數(shù)據(jù)設(shè)計了物料智慧管理平臺，圍繞物料大數(shù)據(jù)中心展開，開發(fā)并部署了平臺各個系統(tǒng)，與學(xué)校其他管理系統(tǒng)對接，實現(xiàn)了物料大數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通、數(shù)據(jù)共享。

平臺實現(xiàn)了物料三級管理體系實施的信息化，完善了管理流程，明確了管理的主體責(zé)任，做到全程記錄追蹤；實現(xiàn)了物料信息明確分類、詳細(xì)信息以及物料出入庫流程，能夠生成統(tǒng)計分析報告和臺帳，方便審計和決策；打通數(shù)據(jù)堵點，與學(xué)校信息系統(tǒng)對接，解決“信息孤島”問題。通過平臺應(yīng)用，極大地方便了學(xué)生和教師，有效提升了實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的教學(xué)效率，還降低了物料管理工作的復(fù)雜度，提升了工作效率、有效地節(jié)約資源，方便學(xué)校的管理和審計。