Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong bối cảnh chuyển đổi số và sự phát triển của công nghệ thông tin, công tác quản trị cơ sở vật chất tại các trường đại học đối mặt với nhiều thách thức lớn. Các cơ sở giáo dục đại học sở hữu khối lượng tài sản và trang thiết bị đa dạng, phân bố tại nhiều khu vực như phòng thí nghiệm, giảng đường, thư viện và trung tâm nghiên cứu (bao gồm hệ thống máy tính, máy chiếu, thiết bị chiếu sáng, máy móc chuyên dụng và công cụ thực hành). Phương thức quản lý truyền thống bộc lộ nhiều hạn chế trong việc giám sát tình trạng vận hành, ghi nhận lịch sử mượn trả, lên kế hoạch bảo dưỡng và kiểm soát chi phí mua sắm, sửa chữa. Tình trạng này dễ dẫn đến việc sử dụng lãng phí, thất thoát tài sản, chậm trễ trong khắc phục sự cố kỹ thuật và gây gián đoạn hoạt động giảng dạy.

Đồ án tốt nghiệp "Xây dựng ứng dụng Web quản lý thiết bị cho trường đại học" do sinh viên Nguyễn Quốc Thịnh thực hiện dưới sự hướng dẫn của TS. Mai Xuân Tráng tại Trường Đại học Phenikaa nhằm giải quyết bài toán tự động hóa quy trình quản trị trang thiết bị thông qua nền tảng web.

Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài bao gồm:

  1. Khảo sát, phân tích các yêu cầu nghiệp vụ thực tế về quản lý tài sản, trang thiết bị trong môi trường đại học.
  2. Thiết kế kiến trúc hệ thống, phân rã chức năng, xây dựng các biểu đồ ca sử dụng (Use Case), biểu đồ hoạt động (Activity) và biểu đồ tuần tự (Sequence).
  3. Thiết kế cơ sở dữ liệu và xây dựng ứng dụng web hoàn chỉnh với đầy đủ các phân hệ chức năng: quản lý tài khoản người dùng, quản lý danh mục và thông tin thiết bị, quản lý quy trình mượn trả, tiếp nhận và phân công sửa chữa hỏng hóc, thống kê báo cáo dữ liệu.
  4. Triển khai giao diện và kết nối dịch vụ backend bằng các công nghệ web hiện đại.
  • Đối tượng nghiên cứu: Quy trình nghiệp vụ quản lý tài sản, thiết bị và giải pháp phần mềm web quản lý thiết bị phục vụ trường đại học.
  • Phạm vi nghiên cứu: Các quy trình nghiệp vụ nội bộ áp dụng cho ba nhóm đối tượng (người dùng cuối là sinh viên/giảng viên, cán bộ kỹ thuật sửa chữa và quản trị viên) trong phạm vi Trường Đại học Phenikaa; thời gian thực hiện nghiên cứu và phát triển hoàn thành vào tháng 09 năm 2023.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Đề tài áp dụng quy trình phân tích và thiết kế hệ thống phần mềm hướng đối tượng kết hợp kiến trúc phân tách giữa giao diện người dùng và dịch vụ quản trị dữ liệu.

Hệ thống xác định các khái niệm trừu tượng cốt lõi (Key Abstractions) bao gồm:

  • Người Dùng (User): Các cá nhân có quyền truy cập hệ thống, bao gồm sinh viên, giảng viên, nhân viên kỹ thuật và quản trị viên.
  • Tài Khoản Người Dùng (User Account): Bản ghi thông tin cá nhân, định danh, mật khẩu và vai trò của người dùng.
  • Thiết Bị (Device): Tài sản được quản lý kèm thông tin mã định danh, tên, mô tả, vị trí lưu trữ và trạng thái vận hành.
  • Danh Mục Thiết Bị (Device Category): Phân loại hệ thống thiết bị theo nhóm công năng hoặc chủng loại để thuận tiện tra cứu.
  • Mượn Trả (Borrow Request): Phiếu ghi nhận tiến trình mượn thiết bị, thời gian dự kiến, thời gian hoàn trả và kiểm tra tình trạng vật lý.
  • Yêu Cầu Sửa Chữa (Repair Request): Phiếu báo cáo sự cố hư hỏng, mức độ ưu tiên và thông tin phân công xử lý kỹ thuật.

Phương pháp nghiên cứu thực tế được thực hiện qua các bước:

  • Phương pháp phân tích yêu cầu: Khảo sát thực tế các hoạt động quản lý thiết bị tại trường đại học; lập bảng đặc tả yêu cầu chức năng và phi chức năng.
  • Phương pháp mô hình hóa hệ thống: Ứng dụng ngôn ngữ mô hình hóa thống nhất (UML) để xây dựng sơ đồ phân rã chức năng, sơ đồ Use Case tổng quát và chi tiết, sơ đồ Activity cho các luồng nghiệp vụ và sơ đồ Sequence mô tả tương tác giữa các đối tượng.
  • Phương pháp thiết kế và phát triển phần mềm: Thiết kế cấu trúc cơ sở dữ liệu; xây dựng giao diện ứng dụng web dựa trên ReactJS và quản trị dữ liệu qua Strapi Headless CMS.
  • Nguồn dữ liệu: Dữ liệu thông tin thiết bị, danh mục quản lý, tài khoản người dùng và các biểu mẫu quy trình mượn trả, báo cáo sự cố được mô phỏng theo hoạt động thực tế tại cơ sở giáo dục.

Nội dung chính theo từng chương

CHƯƠNG 1. Giới thiệu về trường đại học, vấn đề quản lý thiết bị trong trường đại học

Chương này tổng quan về vai trò của trường đại học như một trung tâm đào tạo và nghiên cứu, từ đó nêu bật tầm quan trọng của việc quản lý tài sản, trang thiết bị. Tác giả phân tích 7 khía cạnh trọng yếu trong quản lý thiết bị: quản lý tài sản, tối ưu hóa sử dụng, bảo dưỡng và sửa chữa, quản lý mượn trả, quản lý chi phí, phát triển công nghệ và hỗ trợ người dùng. Nội dung chương làm rõ tính cấp thiết của việc xây dựng nền tảng web trực tuyến nhằm tối ưu hóa nguồn lực, tăng tính minh bạch, hạn chế thất thoát và hỗ trợ công tác ra quyết định tài chính. Cuối chương xác định môi trường phát triển ứng dụng gồm HTML, CSS, JavaScript, Framework ReactJS và nền tảng quản trị dữ liệu Strapi.

CHƯƠNG 2. PHÂN TÍCH HỆ THỐNG

Nội dung chương tập trung phân tích chi tiết các yêu cầu chức năng và phân rã các tác nhân tham gia vào hệ thống. Ba tác nhân chính được xác định gồm:

  • Người Dùng (User): Sinh viên, giảng viên có nhu cầu tra cứu thiết bị, tạo phiếu mượn, theo dõi lịch sử mượn trả và gửi báo cáo hỏng hóc.
  • Quản trị viên (Admin): Thực hiện quản lý tài khoản người dùng (tạo, sửa, xóa, khóa/mở khóa), quản lý thiết bị và danh mục loại thiết bị, tiếp nhận và hoàn tất quy trình mượn trả, phân công sửa chữa và thống kê dữ liệu.
  • Nhân viên (Staff): Cán bộ kỹ thuật tiếp nhận các yêu cầu sửa chữa được phân công từ Admin và cập nhật trạng thái sửa chữa của thiết bị.

Chương 2 mô tả chi tiết các Use Case thông qua đặc tả kịch bản (mô tả, tác nhân, điều kiện, luồng sự kiện chính, kết quả) và biểu đồ hoạt động (Activity Diagram) tương ứng cho các chức năng: Đăng nhập, Đăng ký, Quản lý người dùng, Quản lý thiết bị, Quản lý mượn trả, Quản lý yêu cầu sửa chữa.

CHƯƠNG 3. Thiết kế hệ thống

Chương 3 trình bày các phân tích kiến trúc thông qua các khái niệm trừu tượng (Key Abstractions) và phân tích tương tác động qua các sơ đồ tuần tự (Sequence Diagram). Tác giả thiết lập chuỗi thông điệp giữa các lớp đối tượng từ giao diện người dùng đến hệ thống xử lý cho 6 Use Case nghiệp vụ chính: Đăng nhập, Đăng ký, Quản lý người dùng, Quản lý thiết bị, Quản lý mượn trả và Quản lý yêu cầu sửa chữa. Phần cuối chương trình bày thiết kế bảng cơ sở dữ liệu tổng quát nhằm lưu trữ cấu trúc người dùng, danh mục, thiết bị, phiếu mượn trả và phiếu yêu cầu sửa chữa.

CHƯƠNG 4. Triển khai hệ thống

Chương này giới thiệu chi tiết về các công nghệ được sử dụng trong quá trình hiện thực hóa phần mềm (HTML, CSS, JavaScript, ReactJS, Strapi) và trình bày thiết kế giao diện thực tế của ứng dụng. Hệ thống giao diện được thiết kế trực quan, phân tách rõ ràng giữa các màn hình chức năng dành cho người dùng và bảng điều khiển quản trị dành cho Admin và Staff.

CHƯƠNG 5. Tổng kết về dự án

Chương cuối cùng tổng kết các kết quả đạt được của đồ án trong việc xây dựng hoàn chỉnh ứng dụng web quản lý thiết bị trường đại học. Tác giả đưa ra nhận xét về khả năng ứng dụng thực tế, nêu các hướng phát triển mở rộng trong tương lai và cung cấp liên kết lưu trữ mã nguồn của dự án.

Thiết kế và triển khai

Hệ thống được xây dựng theo mô hình kiến trúc phân tầng web hiện đại, tách biệt giữa tầng hiển thị phía máy khách (Frontend) và tầng quản trị nội dung/dữ liệu phía máy chủ (Backend/Database).

Thành phần Công nghệ / Nền tảng Chức năng chính
Giao diện (Frontend) ReactJS, HTML, CSS, JavaScript Xây dựng giao diện tương tác người dùng dạng Single Page Application, tiếp nhận thao tác, điều hướng trang và hiển thị dữ liệu động.
Hệ thống quản trị dữ liệu (Backend / CSDL) Strapi (Headless CMS) Cung cấp hệ quản trị nội dung và API để quản lý các bảng dữ liệu: người dùng, danh mục, thiết bị, phiếu mượn trả, yêu cầu sửa chữa.
Giao thức giao tiếp REST API Đồng bộ và truyền nhận dữ liệu JSON giữa ReactJS Frontend và Strapi Backend.

Các phân hệ chức năng và luồng xử lý nghiệp vụ

  1. Phân hệ Quản lý người dùng & Xác thực:

    • Hỗ trợ đăng ký tài khoản mới với vai trò xác định (sinh viên, giảng viên) và kiểm tra tính duy nhất của địa chỉ email.
    • Xác thực đăng nhập cho ba nhóm vai trò (Admin, User, Staff) và điều hướng về giao diện tương ứng.
    • Admin có quyền xem danh sách người dùng phân trang, tìm kiếm theo tên/email/mã số, tạo mới tài khoản, chỉnh sửa quyền hạn, khóa/mở khóa hoặc xóa tài khoản.

  2. Phân hệ Quản lý thiết bị và Danh mục:

    • Admin thực hiện cấu trúc hóa thiết bị thông qua việc tạo lập, chỉnh sửa và xóa danh mục loại thiết bị.
    • Quản lý thông tin thiết bị chi tiết: mã thiết bị, tên, hình ảnh, mô tả, vị trí lưu trữ và trạng thái hiện tại (sẵn sàng, đang mượn, hỏng hóc, đang sửa chữa).

  3. Phân hệ Quản lý mượn trả thiết bị:

    • User kiểm tra tính khả dụng của thiết bị, tạo yêu cầu mượn kèm thời gian mượn và ngày hẹn trả dự kiến; theo dõi lịch sử mượn trả cá nhân.
    • Admin kiểm tra danh sách yêu cầu mượn, xác nhận bàn giao và thực hiện hoàn tất quy trình mượn trả khi tiếp nhận lại thiết bị kèm cập nhật tình trạng vật lý.

  4. Phân hệ Quản lý sự cố và Sửa chữa:

    • User gửi phiếu thông báo sự cố hỏng hóc của thiết bị kèm mô tả chi tiết tình trạng.
    • Admin tiếp nhận thông báo, kiểm tra danh sách và tiến hành phân công kỹ thuật viên (Staff) phụ trách.
    • Staff truy cập hệ thống để nhận bàn giao công việc và cập nhật tiến độ, tình trạng sửa chữa thiết bị về trạng thái hoàn thành.

Hệ thống màn hình giao diện đã triển khai

Đồ án đã hiện thực hóa 13 màn hình chức năng chính:

  • Màn hình đăng nhập và Màn hình đăng ký.
  • Bảng điều khiển chính của Admin (Màn hình chính Admin).
  • Màn hình Quản lý người dùng, Màn hình Quản lý thiết bị, Màn hình Quản lý loại thiết bị.
  • Màn hình Quản lý mượn trả và Màn hình Quản lý yêu cầu sửa chữa dành cho Admin.
  • Màn hình Hồ sơ người dùng, Màn hình danh sách thiết bị người dùng, Màn hình tạo yêu cầu mượn thiết bị, Màn hình Lịch sử mượn trả của người dùng.
  • Màn hình Cập nhật tình trạng sửa chữa dành cho Staff.

Kết quả và đóng góp

Kết quả chính đạt được

  • Xây dựng thành công ứng dụng web quản lý thiết bị hoàn chỉnh cho môi trường trường đại học với đầy đủ các luồng xử lý từ đăng ký, quản lý danh mục, mượn trả thiết bị đến xử lý sự cố sửa chữa.
  • Thiết lập quy trình phân quyền chặt chẽ cho 3 nhóm tác nhân (Admin, User, Staff), giúp chuẩn hóa quy trình tiếp nhận và luân chuyển tài sản thiết bị trong nhà trường.
  • Triển khai thành công 13 giao diện chức năng trên nền tảng ReactJS kết nối qua API với cơ sở dữ liệu Strapi.
  • Đồ án được Hội đồng và Giảng viên hướng dẫn (TS. Mai Xuân Tráng) đánh giá đạt yêu cầu của đồ án tốt nghiệp ngành Công nghệ thông tin, thể hiện khả năng tiếp cận quy trình phát triển phần mềm thực tế, nắm vững công nghệ ReactJS và Strapi.

Giải pháp và đóng góp của đề tài

  • Số hóa toàn diện quy trình nghiệp vụ: Chuyển đổi phương thức quản lý thiết bị thủ công bằng sổ sách sang mô hình trực tuyến, giúp giảm thiểu sai sót, chống trùng lặp lịch mượn và nâng cao tính minh bạch trong việc sử dụng tài sản chung.
  • Phân định rõ ràng trách nhiệm xử lý sự cố: Tích hợp quy trình 3 bước (User báo hỏng $\rightarrow$ Admin phân công $\rightarrow$ Staff cập nhật sửa chữa), rút ngắn thời gian gián đoạn của thiết bị giảng dạy và nghiên cứu.
  • Khả năng mở rộng kiến trúc: Việc tách rời giao diện ReactJS và Strapi Headless CMS tạo điều kiện thuận lợi cho việc nâng cấp, tích hợp thêm các dịch vụ di động hoặc hệ sinh thái phần mềm quản lý đào tạo khác.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế

  • Theo nhận xét của Giảng viên hướng dẫn, báo cáo đồ án còn một số điểm thiếu sót về bố cục trình bày cần hoàn thiện trong bản cuối; hệ thống tài liệu tham khảo còn ở mức vừa đủ và cần bổ sung các trích dẫn (refer) trực tiếp trong nội dung văn bản.
  • Ứng dụng đã hoàn thành các chức năng cốt lõi nhưng vẫn cần tiếp tục phát triển thêm các tính năng nâng cao để tăng mức độ thích ứng và triển khai trên môi trường vận hành thực tế quy mô lớn.

Hướng phát triển tiếp theo

  • Hoàn thiện tính năng thống kê chuyên sâu và tích hợp mô hình phân tích dữ liệu lịch sử nhằm dự đoán nhu cầu trang thiết bị trong tương lai, phục vụ công tác lập kế hoạch tài chính và mua sắm thiết bị mới.
  • Bổ sung cơ chế thông báo tự động (qua email hoặc hệ thống tin nhắn) khi thiết bị đến hạn trả hoặc khi có sự cố kỹ thuật khẩn cấp.
  • Nâng cấp các tính năng kiểm thử tự động và hoàn thiện hệ thống bảo mật thông tin theo tiêu chuẩn doanh nghiệp.

Giá trị tham khảo

Tài liệu đồ án tốt nghiệp này mang lại giá trị tham khảo thiết thực cho các nhóm đối tượng:

  • Sinh viên ngành Công nghệ thông tin: Là tài liệu tham khảo hữu ích về quy trình phân tích và thiết kế phần mềm hướng đối tượng (sử dụng đầy đủ các biểu đồ Use Case, Activity, Sequence) và phương pháp xây dựng ứng dụng web hiện đại kết hợp ReactJS với Strapi Headless CMS.
  • Người phát triển hệ thống quản lý tài sản: Cung cấp mô hình nghiệp vụ chi tiết về bài toán quản lý mượn trả, kiểm soát hiện trạng và phân công sửa chữa trang thiết bị trong các tổ chức giáo dục hoặc doanh nghiệp.
  • Cán bộ quản lý cơ sở vật chất: Cung cấp cái nhìn tổng quan về giải pháp số hóa quy trình quản trị tài sản, giúp tối ưu hóa chi phí vận hành và nâng cao hiệu suất sử dụng thiết bị trong nhà trường.

Câu hỏi thường gặp

1. Hệ thống phân chia quyền hạn và vai trò như thế nào giữa các nhóm người dùng?
Hệ thống thiết lập 3 nhóm tác nhân riêng biệt:

  • User (Sinh viên, giảng viên): Tra cứu thiết bị, tạo yêu cầu mượn, xem lịch sử mượn trả và gửi báo cáo sự cố hỏng hóc.
  • Admin (Quản trị viên): Quản lý tài khoản (tạo/sửa/xóa/khóa), quản lý danh mục và thông tin thiết bị, phê duyệt và hoàn tất mượn trả, tiếp nhận báo hỏng và phân công sửa chữa, xem thống kê.
  • Staff (Nhân viên kỹ thuật): Tiếp nhận yêu cầu sửa chữa được phân công từ Admin và cập nhật trạng thái sửa chữa của thiết bị sau khi xử lý.

2. Quy trình xử lý yêu cầu sửa chữa thiết bị diễn ra theo các bước nào?
Quy trình gồm 3 giai đoạn: Đầu tiên, User phát hiện sự cố và gửi yêu cầu sửa chữa kèm mô tả tình trạng thiết bị. Tiếp theo, Admin kiểm tra danh sách yêu cầu trên hệ thống, xem thông tin chi tiết và phân công cho nhân viên kỹ thuật (Staff). Cuối cùng, Staff thực hiện sửa chữa và thao tác cập nhật trạng thái hoàn tất trên hệ thống để đưa thiết bị trở lại trạng thái sẵn sàng sử dụng.

3. Công nghệ nào được lựa chọn để phát triển hệ thống và vai trò của từng công nghệ là gì?
Ứng dụng sử dụng ngôn ngữ lập trình JavaScript cùng HTML và CSS. Phía giao diện (Frontend) sử dụng thư viện/framework ReactJS để xây dựng ứng dụng web động. Phía quản trị nội dung và cơ sở dữ liệu (Backend) sử dụng nền tảng Strapi Headless CMS để quản lý dữ liệu và cung cấp API kết nối.

4. Quy trình mượn trả thiết bị được kiểm soát như thế nào để tránh trùng lặp?
Khi User tạo yêu cầu mượn thiết bị, hệ thống cho phép chọn thiết bị sẵn sàng và nhập thời gian mượn, thời gian trả dự kiến. Hệ thống kiểm tra tính khả dụng của thiết bị trong khoảng thời gian đã chọn để đảm bảo không trùng lặp lịch mượn. Khi người dùng hoàn trả, Admin kiểm tra tình trạng vật lý của thiết bị và xác nhận trên hệ thống để hoàn tất phiếu mượn.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Xây dựng ứng dụng Web quản lý thiết bị cho trường đại học" của sinh viên Nguyễn Quốc Thịnh đã giải quyết thành công bài toán số hóa quy trình quản trị tài sản và thiết bị trong nhà trường. Bằng việc áp dụng quy trình phân tích thiết kế hệ thống chặt chẽ cùng các công nghệ web ReactJS và Strapi, tác giả đã xây dựng hoàn chỉnh ứng dụng với 13 màn hình chức năng phục vụ 3 nhóm tác nhân. Công trình đáp ứng tốt các yêu cầu của đồ án tốt nghiệp ngành Công nghệ thông tin và cung cấp tài liệu tham khảo có giá trị thực tiễn cho việc phát triển các hệ thống quản trị cơ sở vật chất.