北京理工大學(xué)現(xiàn)代遠(yuǎn)程（繼續(xù)）教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)緒論近年來(lái)，數(shù)據(jù)采集及其應(yīng)用受到了人們?cè)絹?lái)越廣泛的關(guān)注，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)也有了迅速的發(fā)展，它可以廣泛的應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，它是智能工廠，工業(yè)4.0不可缺少的一部分。經(jīng)過(guò)查閱多方面資料、老師講解及自己的探索，我對(duì)數(shù)據(jù)采集有了一個(gè)系統(tǒng)的認(rèn)知。本文為我對(duì)搜集資料的整理及自己認(rèn)知的一個(gè)總結(jié)。1.1課題研究目的和意義目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集傳輸儀的廠家有幾十家，產(chǎn)品主要利用嵌入式計(jì)算機(jī)和工業(yè)計(jì)算機(jī)，技術(shù)相對(duì)比較成熟。但是由于受到應(yīng)用復(fù)雜性和價(jià)格的限制，數(shù)據(jù)采集傳輸儀幾乎沒(méi)有進(jìn)口產(chǎn)品。由于在此之前沒(méi)有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，各廠家的產(chǎn)品規(guī)格、技術(shù)指標(biāo)、通訊協(xié)議、輸入接口數(shù)量、數(shù)據(jù)采集誤差、存儲(chǔ)容量、控制功能和儀器安全性方面都不相同，導(dǎo)致如果在同一地區(qū)安裝了不同廠家的數(shù)據(jù)采集傳輸儀，就需要在上位機(jī)安裝不同的監(jiān)控軟件，給自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的安裝、管理和使用帶來(lái)了極大的不便，而且由于產(chǎn)品的多樣化，使得用戶比較難于選擇。隨著時(shí)間的推移和科技的進(jìn)步，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)逐漸升級(jí)改進(jìn)，功能也日趨完善和強(qiáng)大，到目前為止系統(tǒng)己發(fā)展成由三級(jí)網(wǎng)絡(luò)組成，能夠?qū)Y料分級(jí)處理、智能性分析，對(duì)生產(chǎn)、設(shè)備管理和企業(yè)戰(zhàn)略決策起到更重要的指導(dǎo)作用，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)已成為現(xiàn)代企業(yè)管理的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。1.2研究的背景隨著測(cè)控技術(shù)的迅猛發(fā)展，以嵌入式計(jì)算機(jī)為核心的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(DataAcquisitionSystem,DAS)已經(jīng)在測(cè)控領(lǐng)域占據(jù)了統(tǒng)治地位。數(shù)據(jù)采集是指將溫度、壓力、流量、位移等模擬量采集、轉(zhuǎn)化成數(shù)字量后，再由電子信息設(shè)備進(jìn)行存儲(chǔ)、處理、顯示或打印的過(guò)程。相應(yīng)的系統(tǒng)稱為在線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。在生產(chǎn)過(guò)程中，應(yīng)用這一系統(tǒng)可對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的工藝參數(shù)進(jìn)行采集、監(jiān)視和記錄，為提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本提供信息和手段。在科學(xué)研究中，應(yīng)用在線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可以獲得大量的動(dòng)態(tài)信息，是研究瞬間物理過(guò)程的有力工具，也是獲取科學(xué)奧秘的重要手段之一?？傊?，不論在哪個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域中，數(shù)據(jù)采集與處理越及時(shí)，工作效率就越高，取得的經(jīng)濟(jì)效益就越大。在線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的任務(wù)，具體的說(shuō)，就是采集傳感器輸出的模擬信號(hào)并轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)能識(shí)別的數(shù)字信號(hào)，然后送入計(jì)算機(jī)，根據(jù)不同的需要由計(jì)算機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算和處理，得出所需的數(shù)據(jù)。與此同時(shí)，將計(jì)算得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示或打印，以便實(shí)現(xiàn)對(duì)某些物理量的監(jiān)視，其中一部分?jǐn)?shù)據(jù)還將被生產(chǎn)過(guò)程中的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)用來(lái)控制某些物理量。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)總是離不開數(shù)據(jù)采集問(wèn)題，它是了解被控對(duì)象的一種必要手段。進(jìn)一步而言，計(jì)算機(jī)在線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)也是電子測(cè)量的一個(gè)極其有用的手段，是計(jì)算機(jī)用于電子測(cè)量的一個(gè)重要標(biāo)志。在線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)已被廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)的各個(gè)領(lǐng)域，并目隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展尤其是計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展與普及，數(shù)據(jù)采集技術(shù)將有更加廣闊的發(fā)展前景。1.3本文研究?jī)?nèi)容在線數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)用于對(duì)產(chǎn)品及電連接器的“A/B組檢驗(yàn)”、“入廠檢驗(yàn)”、“機(jī)加”、“注塑”、“燒結(jié)”、“熱處理”、“電鍍”、“裝配”、“終檢”等工序的關(guān)鍵設(shè)備工藝參數(shù)或檢驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，并將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到指定的數(shù)據(jù)庫(kù)，供其他管理或控制系統(tǒng)使用。系統(tǒng)要求如下：過(guò)程數(shù)據(jù)完整性的要求GJB546B-2011《電子元器件質(zhì)量保證大綱》以部分特殊用戶，都要求提供產(chǎn)品生產(chǎn)全過(guò)程數(shù)據(jù)包。全過(guò)程數(shù)據(jù)包不僅包括各工序的檢驗(yàn)數(shù)據(jù)，還必須包括各工序過(guò)程中的設(shè)備實(shí)際工藝參數(shù)、環(huán)境參數(shù)等內(nèi)容。這就要求必須對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行參數(shù)級(jí)數(shù)據(jù)采集，以提供完成的過(guò)程數(shù)據(jù)包，滿足生產(chǎn)過(guò)程全程可追溯的要求。在當(dāng)前情況下，大部分采用手動(dòng)記錄數(shù)據(jù)再錄入生產(chǎn)過(guò)程管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集方式。這種數(shù)據(jù)錄入方式存在幾方面的問(wèn)題：(1)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性得不到保證，從人工記錄到錄入環(huán)節(jié)中，誤記（筆誤），誤讀，誤錄（按鍵錯(cuò)誤）都是不可避免的；（2）增加了工人工作量、降低生產(chǎn)效率、導(dǎo)致工人對(duì)數(shù)字化管理平臺(tái)產(chǎn)生抵觸情緒、影響生產(chǎn)管過(guò)程管理系統(tǒng)的推廣和應(yīng)用。所以，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集是非常必要的。產(chǎn)品一致性控制的要求現(xiàn)有科研生產(chǎn)質(zhì)量管理控制系統(tǒng)引入了SPC等質(zhì)量管理工具，在工藝能力指數(shù)（Cpk）評(píng)估、產(chǎn)品一致性評(píng)估等方面發(fā)揮了一定的作用。但是由于沒(méi)有實(shí)時(shí)過(guò)程參數(shù)級(jí)數(shù)據(jù)（包括各工序的實(shí)際工藝參數(shù)、各工序輸出的半成品或零部件檢測(cè)數(shù)據(jù)、最終產(chǎn)品的一致性檢驗(yàn)數(shù)據(jù)）輸入，使得該系統(tǒng)只能事后評(píng)估產(chǎn)品一致性結(jié)果，不能預(yù)防產(chǎn)品不一致性指標(biāo)的發(fā)生。宇航級(jí)或高可靠軍用產(chǎn)品對(duì)生產(chǎn)工藝要求嚴(yán)、周期長(zhǎng)、成本高，如果對(duì)產(chǎn)品一致性的檢測(cè)僅僅依靠事后評(píng)估而不進(jìn)行提前預(yù)警，一旦出現(xiàn)產(chǎn)品一致性指標(biāo)不滿足要求的情況，必將在經(jīng)濟(jì)上和時(shí)間上造成巨大的損失。因此，有必要建立起一套完整而有效的一致性監(jiān)控體系，對(duì)可能影響產(chǎn)品一致性的工藝狀態(tài)進(jìn)行預(yù)警，待影響產(chǎn)品一致性的不確定因素剔除后再繼續(xù)生產(chǎn)，保證產(chǎn)品只在工藝狀態(tài)受控的狀態(tài)下進(jìn)行生產(chǎn)，達(dá)到依靠工藝一致性保證產(chǎn)品一致性的目的。1.4定義表1定義表術(shù)語(yǔ)定義MESManufacturingExecutionSystem-制造執(zhí)行系統(tǒng)DDS在線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

2系統(tǒng)需求分析本課題所研發(fā)的是烘箱等設(shè)備的在線數(shù)據(jù)采集，由于廠家設(shè)備多，在烘烤電容的過(guò)程中，容易發(fā)生短路，導(dǎo)致大面積電容被擊穿、電容大面積損壞。在線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)能有效控制溫箱短路，當(dāng)溫度過(guò)高或者出現(xiàn)短路的時(shí)候及時(shí)斷電、報(bào)警并快速定位故障電容所在位置，讓負(fù)責(zé)人員及時(shí)排查故障減少損失。 電容中任意一只出現(xiàn)短路現(xiàn)象，必將導(dǎo)致電源短路保護(hù)，結(jié)果是所有電容兩端電壓為0，使所有電容都處于無(wú)效老化時(shí)間，盡快排除故障電容才能恢復(fù)老化過(guò)程。2.1目標(biāo)在線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)建設(shè)的總體目標(biāo)是，建立實(shí)時(shí)過(guò)程數(shù)據(jù)采集能力，對(duì)溫度、電壓、電流、時(shí)間參數(shù)以及生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，完成數(shù)據(jù)分析功能、預(yù)警和控制功能，并將報(bào)警信息反饋給MES系統(tǒng)。系統(tǒng)功能由實(shí)時(shí)采集、實(shí)時(shí)監(jiān)控和數(shù)據(jù)分析三個(gè)業(yè)務(wù)功能模塊構(gòu)成。數(shù)據(jù)分析包括電容故障自動(dòng)定位、產(chǎn)品質(zhì)量信息統(tǒng)計(jì)分析、產(chǎn)品質(zhì)量等級(jí)初步評(píng)估、工序完工報(bào)告功能。產(chǎn)品質(zhì)量信息統(tǒng)計(jì)分析：系統(tǒng)自動(dòng)記錄過(guò)程中的短路個(gè)數(shù)和短路時(shí)間，在工序結(jié)束后系統(tǒng)可以統(tǒng)計(jì)分析失效率，繪制失效曲線，統(tǒng)計(jì)產(chǎn)品的相關(guān)指標(biāo)。同時(shí)允許客戶根據(jù)手工判斷修改短路個(gè)數(shù)。產(chǎn)品質(zhì)量等級(jí)初步評(píng)估：系統(tǒng)自動(dòng)記錄過(guò)程中的短路次數(shù)和短路時(shí)間，在工序結(jié)束后系統(tǒng)可以統(tǒng)計(jì)分析失效率，繪制失效曲線，統(tǒng)計(jì)產(chǎn)品的相關(guān)指標(biāo)。工序完工報(bào)告功能：在工序結(jié)束后，將設(shè)備編號(hào)、設(shè)備計(jì)量有效期、操作人員、電壓&時(shí)間曲線、設(shè)備%時(shí)間曲線、電流&時(shí)間曲線、產(chǎn)品質(zhì)量等級(jí)初步評(píng)估結(jié)果等內(nèi)容整合為工序完工報(bào)告，同時(shí)報(bào)告內(nèi)容可配置。歷史數(shù)據(jù)對(duì)比分析：通過(guò)產(chǎn)品信息和生產(chǎn)信息定位生產(chǎn)工單信息，并能夠查看生產(chǎn)工單中實(shí)際值的均值、最大值、最小值以及標(biāo)準(zhǔn)偏差。同時(shí)能夠?qū)⒍鄠€(gè)工單的控制圖繪制在同一張圖中進(jìn)行比較。實(shí)時(shí)監(jiān)控是對(duì)設(shè)備的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析方法，結(jié)合圖形分析展示技術(shù)，進(jìn)行工藝參數(shù)一致性控制、實(shí)時(shí)電子看板監(jiān)控、實(shí)時(shí)設(shè)備參數(shù)監(jiān)控的過(guò)程。工藝參數(shù)一致性控制：實(shí)時(shí)繪制設(shè)備的電壓、溫度曲線，按照工藝指標(biāo)嚴(yán)格監(jiān)控設(shè)備的工藝數(shù)據(jù)，在發(fā)現(xiàn)工藝數(shù)據(jù)超差的時(shí)候進(jìn)行實(shí)時(shí)報(bào)警，并且在必要時(shí)切斷設(shè)備電源。電子看板監(jiān)控：使管理人員、生產(chǎn)人員能夠及時(shí)且完整的獲得生產(chǎn)車間中的所有箱的狀態(tài)(開機(jī)、關(guān)機(jī)、運(yùn)行、故障)、箱參數(shù)(電壓、溫度、電流)信息、環(huán)境參數(shù)(車間溫度和濕度)、生產(chǎn)信息(任務(wù)信息、產(chǎn)品信息、開始時(shí)間、結(jié)束時(shí)間、負(fù)責(zé)人)等。實(shí)時(shí)設(shè)備參數(shù)監(jiān)控:實(shí)時(shí)繪制電源電流曲線，并在工序結(jié)束后通過(guò)前后電源輸出電流的變化進(jìn)行產(chǎn)品批次性質(zhì)量等級(jí)評(píng)估判定。實(shí)時(shí)采集功能通過(guò)對(duì)設(shè)備的改造，對(duì)其添加采集器，通過(guò)采集器從設(shè)備中采集溫度、電壓、電流等數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)發(fā)布到第三方系統(tǒng)中，同時(shí)接收第三方系統(tǒng)下發(fā)的工藝參數(shù)信息，并通過(guò)工藝參數(shù)信息對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。主要包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)發(fā)布、工單工藝集成和實(shí)時(shí)告警四部分的功能。數(shù)據(jù)采集：通過(guò)采集器定時(shí)從設(shè)備中接收電壓、溫度和電流數(shù)據(jù)，并把實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)中。數(shù)據(jù)發(fā)布：將采集到的數(shù)據(jù)發(fā)布到第三方系統(tǒng)(MES、SCADA系統(tǒng))中。工單工藝集成：從MES系統(tǒng)中獲取產(chǎn)品工藝參數(shù)及要求、工單、任務(wù)等信息。實(shí)時(shí)告警功能：通過(guò)對(duì)采集數(shù)據(jù)安全性檢測(cè)、工藝性檢測(cè)以及功能性檢測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)過(guò)程中的異常情況，并對(duì)異常情況進(jìn)行實(shí)時(shí)告警。2.2原則工序?qū)崟r(shí)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)遵循以下原則：先進(jìn)性。工序?qū)崟r(shí)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)是生產(chǎn)過(guò)程中不可或缺的平臺(tái)，首先應(yīng)遵循先進(jìn)性原則，保證采用先進(jìn)的技術(shù)、軟件架構(gòu)和設(shè)計(jì)思想，使系統(tǒng)在未來(lái)的2～3年內(nèi)保持一定的先進(jìn)性。開放性。工序?qū)崟r(shí)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)與第三方(MES\SCADA)系統(tǒng)聯(lián)系緊密、業(yè)務(wù)緊湊，系統(tǒng)應(yīng)具備較強(qiáng)的開放性。在各有關(guān)廠商的配合下建設(shè)技術(shù)接口，確保與現(xiàn)有資源管理系統(tǒng)的兼容和銜接，能夠支持其它系統(tǒng)的擴(kuò)展，并且滿足不同時(shí)期系統(tǒng)平臺(tái)的移植、遷移需求。易用性。工序?qū)崟r(shí)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用涉及面廣、用戶層次多，潛在用戶包括計(jì)算機(jī)管理人員、生產(chǎn)技術(shù)人員、工藝人員、領(lǐng)導(dǎo)等，系統(tǒng)充分考慮人性化設(shè)計(jì)，操作功能簡(jiǎn)單易用、貼近工作實(shí)際，以在各層次用戶推廣使用。可靠性。本系統(tǒng)負(fù)責(zé)從設(shè)備中提取數(shù)據(jù)，是數(shù)據(jù)產(chǎn)生的源頭，是數(shù)據(jù)的生產(chǎn)者，也是其它系統(tǒng)分析和利用數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)，故本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)充分考慮了系統(tǒng)可用性和數(shù)據(jù)安全性。

3系統(tǒng)構(gòu)架設(shè)計(jì)3.1業(yè)務(wù)流程在線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)通過(guò)MES系統(tǒng)控制數(shù)據(jù)的采集和分析，同時(shí)向MES提供完整的數(shù)據(jù)包。用戶將MES作為整個(gè)系統(tǒng)的入口，可以通過(guò)MES系統(tǒng)能夠調(diào)度采集系統(tǒng)。對(duì)設(shè)備對(duì)應(yīng)的工藝參數(shù)（溫度，電流、電壓）進(jìn)行采集，并監(jiān)控設(shè)備，主要包括以下四個(gè)子系統(tǒng)：在線數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)：用戶通過(guò)配置管理功能對(duì)工藝、虛擬設(shè)備、協(xié)議進(jìn)行配置管理。本子系統(tǒng)根據(jù)配置參數(shù)從各設(shè)備中實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行本地緩存并存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)服務(wù)器中。實(shí)時(shí)分析子系統(tǒng)：根據(jù)產(chǎn)品信息、工藝信息對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析。業(yè)務(wù)子系統(tǒng)：為客戶端提供數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、事后分析以及報(bào)表管理功能。實(shí)時(shí)監(jiān)控客戶端：根據(jù)測(cè)試功能需求，根據(jù)設(shè)備的組成，自定義測(cè)試流程，定義設(shè)備操作序列，輸入必要參數(shù)，根據(jù)測(cè)試流程進(jìn)行數(shù)傳性能測(cè)試，保存測(cè)試結(jié)果，生成測(cè)試報(bào)告。業(yè)務(wù)流程圖如下：圖1業(yè)務(wù)流程圖3.2系統(tǒng)框架圖2系統(tǒng)框架圖工序?qū)崟r(shí)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)由10臺(tái)設(shè)備、10臺(tái)智能采集器、數(shù)據(jù)采集與控制柜、第三方系統(tǒng)(MES、SCADA)、電子看板和終端組成。設(shè)備：經(jīng)過(guò)改造的能夠安裝智能采集器的箱,能夠安裝智能采集器同時(shí)也就具備了數(shù)據(jù)采集功能。數(shù)據(jù)采集與控制柜：提供穩(wěn)定、可靠的、持久的數(shù)據(jù)采集功能，同時(shí)完成數(shù)據(jù)分析和實(shí)時(shí)監(jiān)控功能，并具有異常報(bào)警和設(shè)備控制功能。終端：即普通PC機(jī)，可以部署與生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)也可以部署與用戶工作區(qū)域。生產(chǎn)加工人員和管理人員通過(guò)終端能夠進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、數(shù)據(jù)分析和報(bào)告生成等功能。電子看板：提供實(shí)時(shí)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控功能，能夠通過(guò)一個(gè)窗口監(jiān)控所有的箱的狀態(tài)信息、工單信息和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。MES系統(tǒng)：向工序?qū)崟r(shí)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)提供工單、工藝等生產(chǎn)信息。SCADA系統(tǒng)：SCADA系統(tǒng)能夠接收數(shù)據(jù)采集與控制柜發(fā)布的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),能夠持久化實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)供后續(xù)的分析處理。圖3功能模塊圖4系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)4.1硬件設(shè)計(jì)4.1.1系統(tǒng)架構(gòu)數(shù)據(jù)采集與控制柜由一臺(tái)服務(wù)器、一臺(tái)交換機(jī)、磁盤陣列和若干臺(tái)連接到設(shè)備的數(shù)據(jù)采集器組成，機(jī)柜如下圖所示。數(shù)據(jù)采集與控制柜中的軟件系統(tǒng)與MES系統(tǒng)和SCADA系統(tǒng)集成，從MES系統(tǒng)獲取任務(wù)信息，反饋設(shè)備和模壓封裝執(zhí)行結(jié)果；向SCADA系統(tǒng)反饋實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，接收SCADA系統(tǒng)輸出的控制指令并執(zhí)行指令所需的控制行為。數(shù)據(jù)采集與控制柜圖如下圖：圖4控制柜4.2軟件設(shè)計(jì)在線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)主要由四個(gè)部分組成，實(shí)時(shí)采集、數(shù)據(jù)管理、實(shí)時(shí)監(jiān)控和數(shù)據(jù)分析。圖5模塊設(shè)計(jì)圖實(shí)時(shí)采集服務(wù)部署在數(shù)據(jù)采集與控制柜中，完成設(shè)備的采集、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理以及實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理過(guò)程中對(duì)異常數(shù)據(jù)的告警功能，同時(shí)實(shí)時(shí)采集服務(wù)具備工單工藝集成和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)發(fā)布的功能，通過(guò)這兩部分功能使本系統(tǒng)與第三方系統(tǒng)(MES系統(tǒng)、SCADA系統(tǒng))可以進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和信息整合的能力。實(shí)時(shí)監(jiān)控功能的顯示程序部署在終端(客戶機(jī)器中)，各級(jí)管理人員、生產(chǎn)人員以及工藝人員在終端上可以通過(guò)可視化的手段對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控顯示和分析。數(shù)據(jù)分析功能的顯示程序部署在終端中，各級(jí)管理人員、生產(chǎn)人員以及工藝人員通過(guò)終端能夠監(jiān)控到電容故障的具體位置、產(chǎn)品質(zhì)量等級(jí)、工序完工報(bào)告和產(chǎn)品質(zhì)量統(tǒng)計(jì)分析等功能。數(shù)據(jù)管理模塊管理實(shí)時(shí)采集到的設(shè)備的數(shù)據(jù)、統(tǒng)計(jì)結(jié)果、異常數(shù)據(jù)以及報(bào)告模板等內(nèi)容。4.2.1實(shí)時(shí)采集實(shí)時(shí)采集功能由機(jī)柜通過(guò)智能采集器進(jìn)行設(shè)備的電壓、電流和溫度等信息的采集，同時(shí)對(duì)這三個(gè)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，一旦發(fā)現(xiàn)異常數(shù)據(jù)即刻進(jìn)行告警，同時(shí)具備將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)中，完成數(shù)據(jù)持久化的工作。圖6采集模塊流程圖數(shù)據(jù)流1：定時(shí)器消息，由系統(tǒng)定時(shí)觸發(fā)。數(shù)據(jù)流2:采集指令,實(shí)時(shí)采集模塊根據(jù)采樣頻率定時(shí)發(fā)向采集器。數(shù)據(jù)流3：設(shè)備實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，采集器根據(jù)指令采集到數(shù)據(jù)后發(fā)送給實(shí)時(shí)采集模塊。數(shù)據(jù)流4.a:設(shè)備實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，采集模塊將采集到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)筋A(yù)處理模塊，預(yù)處理模塊根據(jù)工藝的要求進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。數(shù)據(jù)流4.b:設(shè)備實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，采集模塊將采集到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)骄彺婺K，緩存模塊對(duì)高采樣率的信息進(jìn)行緩存，在緩存到一定量的數(shù)據(jù)后或者緩存1秒后將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)中。數(shù)據(jù)流5：設(shè)備數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)分發(fā)模塊根據(jù)配置將數(shù)據(jù)分發(fā)到第三方系統(tǒng)中。實(shí)時(shí)采集實(shí)時(shí)采集由實(shí)時(shí)采集服務(wù)和采集管理程序兩部分構(gòu)成。實(shí)時(shí)采集運(yùn)行在后臺(tái)負(fù)責(zé)完成數(shù)據(jù)采集、分析統(tǒng)計(jì)和異常告警功能。采集管理程序提供可視化的配置管理功能，用戶通過(guò)采集管理程序完成設(shè)備基礎(chǔ)信息配置、控制指令配置以及告警信息的配置。采集管理程序采集管理程序提供了實(shí)時(shí)采集服務(wù)的配置管理工作，用戶通過(guò)可視化的界面配置設(shè)備類型、設(shè)備信息、采集參數(shù)、采集頻率、控制指令以及告警的配置。設(shè)備管理同時(shí)采集管理程序提供了設(shè)備管理功能，向用戶提供設(shè)備的配置管理功能，用戶能夠通過(guò)設(shè)備管理模塊管理設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)地址、設(shè)備端口、設(shè)備負(fù)責(zé)人等業(yè)務(wù)信息。設(shè)備管理是數(shù)據(jù)采集模塊的基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)采集模塊根據(jù)設(shè)備管理中的設(shè)備信息進(jìn)行數(shù)據(jù)采集,所以設(shè)備的IP地址、設(shè)備端口和設(shè)備協(xié)議為必填信息。當(dāng)物理設(shè)備更換新設(shè)備、物理設(shè)備信息變更的時(shí)候，通過(guò)設(shè)備管理模塊能夠快速的完成設(shè)備的配置功能。圖7設(shè)備管理界面設(shè)備瀏覽同時(shí)用戶隨時(shí)可以瀏覽設(shè)備信息，通過(guò)設(shè)備瀏覽界面，用戶能夠管理10臺(tái)設(shè)備的物理信息，隨時(shí)對(duì)這些信息進(jìn)行編輯,一旦設(shè)備信息發(fā)生變化實(shí)時(shí)采集模塊能夠?qū)崟r(shí)更新變更信息，動(dòng)態(tài)完成設(shè)備采集的變更。圖8設(shè)備查詢界面實(shí)時(shí)采集服務(wù)實(shí)時(shí)采集服務(wù)是后臺(tái)程序，無(wú)界面的windows服務(wù)進(jìn)程，提供長(zhǎng)久、穩(wěn)定、可靠、高效的數(shù)據(jù)采集功能。采集服務(wù)根據(jù)采集配置進(jìn)程配置的結(jié)果(設(shè)備的控制指令、采樣頻率、設(shè)備的IP地址和端口號(hào))，通過(guò)精準(zhǔn)的定時(shí)功能定時(shí)向設(shè)備的智能采集器發(fā)送控制指令，并從智能采集器中接收電壓、溫度和電流數(shù)據(jù)，對(duì)此數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理和數(shù)據(jù)緩存模塊。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理功能通過(guò)MES系統(tǒng)傳遞的工單工藝信息進(jìn)行對(duì)電壓、電流和溫度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。當(dāng)電源電壓、電流和溫度超出工藝信息中設(shè)定的上下限范圍后進(jìn)行告警處理。數(shù)據(jù)緩存設(shè)備的采樣率高，20毫秒的速度對(duì)于數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)分發(fā)存在極大的效率影響，數(shù)據(jù)緩存模塊有效的對(duì)高采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存，在緩存到了一定量的數(shù)據(jù)(10~1000條)或者緩存了一段時(shí)間(1~5秒)以后，將對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行抽樣從中選擇具有特征數(shù)據(jù)的記錄存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)中，同時(shí)通知數(shù)據(jù)分發(fā)模塊將數(shù)據(jù)分發(fā)到第三方系統(tǒng)中。數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)分發(fā)數(shù)據(jù)分發(fā)模塊將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)按照配置調(diào)用系統(tǒng)集成中的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)發(fā)布接口將數(shù)據(jù)推送到第三方系統(tǒng)中。系統(tǒng)集成系統(tǒng)集成提供了與第三方系統(tǒng)交互的能力。包括工單工藝參數(shù)的交互、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)發(fā)布和告警通知三部分。工藝參數(shù)信息交互：接收第三方系統(tǒng)(MES)中的工單信息(任務(wù)編號(hào)、產(chǎn)品名稱、產(chǎn)品型號(hào)、開始時(shí)間、預(yù)計(jì)結(jié)束時(shí)間)和工藝參數(shù)(溫度、電流、電壓三個(gè)參數(shù)的目標(biāo)值和上下限)，并將工單工藝參數(shù)信息存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)中，處理模塊在實(shí)時(shí)分析和實(shí)時(shí)監(jiān)控的時(shí)候會(huì)提取工單工藝信息用來(lái)進(jìn)行超差判斷。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)發(fā)布：實(shí)時(shí)采集模塊將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)推送到其他系統(tǒng)中，推送的信息包括工單工藝信息和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。第三方系統(tǒng)在接收到實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)后，可以按照業(yè)務(wù)要求對(duì)數(shù)據(jù)做相應(yīng)的分析和持久化。告警通知：實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理模塊按照工藝要求監(jiān)控設(shè)備的三個(gè)參數(shù)，當(dāng)監(jiān)測(cè)到異常數(shù)據(jù)后，將發(fā)生異常的設(shè)備、工單、時(shí)間、異常參數(shù)(溫度、電壓、電流)等信息打包發(fā)送到第三方系統(tǒng)。同時(shí)在工序完工以后通知第三方系統(tǒng)。4.2.2數(shù)據(jù)分析數(shù)據(jù)分析模塊提供產(chǎn)品質(zhì)量等級(jí)評(píng)估、工序完工報(bào)告、電容故障自動(dòng)定位和產(chǎn)品質(zhì)量信息統(tǒng)計(jì)分析功能。產(chǎn)品質(zhì)量信息統(tǒng)計(jì)分析自動(dòng)記錄工藝過(guò)程中發(fā)生的電容短路次數(shù)和短路時(shí)間，在工藝過(guò)程中繪制產(chǎn)品失效率曲線,并且自動(dòng)識(shí)別以及累計(jì)有效時(shí)間。同時(shí)允許用戶編輯實(shí)際短路的產(chǎn)品數(shù)量，且可以設(shè)置短路發(fā)生情況下默認(rèn)的產(chǎn)品數(shù)量。同時(shí)用戶能夠確定失效所發(fā)生的位置。圖9采集失效統(tǒng)計(jì)圖失效數(shù)據(jù)編輯和瀏覽失效數(shù)據(jù)瀏覽能夠?qū)崟r(shí)瀏覽電容失效信息，當(dāng)檢測(cè)到有電容失效的時(shí)候自動(dòng)的將失效數(shù)據(jù)傳遞到客戶端界面中，管理人員以及操作人員能夠?qū)崟r(shí)追蹤失效信息。并且具有權(quán)限的操作人員能夠編輯實(shí)際失效個(gè)數(shù)，管理人員能夠同步看到失效數(shù)據(jù)修改后的信息。圖10失效記錄圖時(shí)間：檢測(cè)到失效發(fā)生的時(shí)間，精確到毫秒。且不允許用戶編輯失效時(shí)間。失效個(gè)數(shù)：失效發(fā)生時(shí)的失效的電容個(gè)數(shù)，默認(rèn)值為1。故障位置：自動(dòng)失效故障定位，即在檢測(cè)到失效時(shí)顯示托盤的位置。取值范圍：0-63。是否默認(rèn)值：是否有用戶修改過(guò)失效個(gè)數(shù)。修改時(shí)間：用戶修改失效個(gè)數(shù)的時(shí)間。修改用戶：修改失效個(gè)數(shù)的用戶。根據(jù)權(quán)限的配置，分為瀏覽角色和管理角色。瀏覽角色只能夠查看時(shí)間、失效個(gè)數(shù)和故障位置。管理角色能夠編輯失效電容個(gè)數(shù)，管理角色雙擊失效個(gè)數(shù)，失效個(gè)數(shù)顯示框變?yōu)榫庉嬁颍试S用戶編輯失效數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)，范圍在1-60之間。當(dāng)編輯完成后系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)前用戶自動(dòng)的填寫修改時(shí)間以及修改用戶。失效曲線失效曲線對(duì)失效數(shù)據(jù)以圖形形式進(jìn)行分析。使管理人員以及操作人員能夠及時(shí)、準(zhǔn)確的、直觀的檢測(cè)到失效信息。圖11失效曲線X軸：為失效相對(duì)時(shí)間。Y軸：為累積失效個(gè)數(shù)。當(dāng)用戶對(duì)失效個(gè)數(shù)進(jìn)行修改后，曲線具有自動(dòng)刷新功能，即能夠立刻看到數(shù)據(jù)更新后的曲線。產(chǎn)品質(zhì)量基礎(chǔ)信息提供當(dāng)前設(shè)備生產(chǎn)的產(chǎn)品信息、型號(hào)信息、開始時(shí)間、結(jié)束時(shí)間以及累積有效時(shí)間。圖12產(chǎn)品索引圖1）設(shè)備編號(hào)：設(shè)備臺(tái)帳號(hào)。2）任務(wù)：任務(wù)信息。3）產(chǎn)品：產(chǎn)品信息。4）型號(hào)：產(chǎn)品型號(hào)信息。5）開始時(shí)間：設(shè)備開始加工時(shí)間。6）預(yù)計(jì)結(jié)束時(shí)間：設(shè)備預(yù)定的結(jié)束時(shí)間。7）實(shí)際結(jié)束時(shí)間：設(shè)備實(shí)際的結(jié)束時(shí)間。8）累積時(shí)間：設(shè)備累積有效時(shí)間。工序中去除開始時(shí)間和加工過(guò)程中處 理故障的時(shí)間。失效時(shí)間統(tǒng)計(jì)規(guī)則數(shù)據(jù)采集與控制柜監(jiān)測(cè)到箱電容短路后，通過(guò)客戶端程序、電子看板和采集器的聲光進(jìn)行告警通知用戶進(jìn)行處理，用戶在對(duì)應(yīng)的智能采集器中點(diǎn)擊關(guān)閉，智能采集器停止告警同時(shí)停止有效時(shí)間的累積，用戶打開箱并處理短路電容，處理結(jié)束后點(diǎn)擊啟動(dòng)，系統(tǒng)繼續(xù)判斷溫度參數(shù)，如果溫度達(dá)到穩(wěn)定后開始加入有效時(shí)間。圖13失效時(shí)間統(tǒng)計(jì)圖有效時(shí)間統(tǒng)計(jì)規(guī)則：當(dāng)MES系統(tǒng)下發(fā)工單開始命令時(shí)，實(shí)時(shí)采集與控制柜和智能采集器開始對(duì)應(yīng)工單的采集工作并對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷，當(dāng)電壓電流正常并且溫度達(dá)到設(shè)定的溫度范圍時(shí)累積有效時(shí)間，此時(shí)的時(shí)間視為真正的有效時(shí)間，并記錄下到數(shù)據(jù)庫(kù)中。當(dāng)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中MES系統(tǒng)下發(fā)暫停命令時(shí)智能采集器繼續(xù)工作，但從點(diǎn)擊暫停直到點(diǎn)擊繼續(xù)指令的時(shí)間段不累積到有效時(shí)間中，當(dāng)工單繼續(xù)執(zhí)行時(shí)有效時(shí)間繼續(xù)累計(jì)。電容短路時(shí)間統(tǒng)計(jì)規(guī)則如下：當(dāng)采集到電容兩端電壓異常時(shí)，采集器發(fā)送電壓異常信息到數(shù)據(jù)采集與控制柜，此時(shí)時(shí)間停止計(jì)時(shí)，并進(jìn)行聲光報(bào)警。當(dāng)工作人員處理完成后點(diǎn)擊智能采集器上的‘啟動(dòng)’鍵，此時(shí)采集系統(tǒng)恢復(fù)采集工作并實(shí)時(shí)對(duì)采集溫度進(jìn)行判斷，當(dāng)采集電壓正常且溫度恢復(fù)到設(shè)定的有效溫度范圍內(nèi)時(shí)有效時(shí)間開始計(jì)時(shí)。如果設(shè)備報(bào)警并且工作人員并未進(jìn)行故障處理或處理后并未點(diǎn)擊采集器上的‘啟動(dòng)’鍵，數(shù)據(jù)采集與控制柜會(huì)認(rèn)為此時(shí)箱仍處在故障狀態(tài)，時(shí)間不會(huì)繼續(xù)累加。歷史數(shù)據(jù)比對(duì)分析歷史數(shù)據(jù)查詢比對(duì)通過(guò)產(chǎn)品信息和生產(chǎn)信息定位生產(chǎn)工單信息，并能夠查看工單中的均值、最大值、最小值以及標(biāo)準(zhǔn)偏差。同時(shí)能夠?qū)⒍鄠€(gè)工單的控制圖繪制在同一張圖中進(jìn)行比較。并能夠通過(guò)濾鏡功能篩選符合條件的工單。圖14歷史數(shù)據(jù)比對(duì)圖失效數(shù)據(jù)查詢比對(duì)針對(duì)失效率參數(shù)，可以通過(guò)總體失效個(gè)數(shù)、4小時(shí)失效個(gè)數(shù)、48小時(shí)失效個(gè)數(shù)、96小時(shí)失效個(gè)數(shù)進(jìn)行查詢，并能夠通過(guò)查詢定位工單信息，可以將多個(gè)工單的失效參數(shù)繪制在一張圖中進(jìn)行比較。圖15失效數(shù)據(jù)比對(duì)圖4.2.3實(shí)時(shí)監(jiān)控實(shí)時(shí)監(jiān)控功能對(duì)設(shè)備的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)繪制圖形、原始數(shù)據(jù)瀏覽等方面的監(jiān)控。各級(jí)管理人員、生產(chǎn)人員和工藝人員能夠通過(guò)曲線進(jìn)行直觀的分析和查看，同時(shí)能夠進(jìn)一步對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，實(shí)時(shí)監(jiān)控包括三部分的功能：工藝參數(shù)一致性控制，設(shè)備參數(shù)監(jiān)控和電子看板三個(gè)功能。工藝參數(shù)一致性控制工藝參數(shù)一致性控制通過(guò)對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的曲線分析、統(tǒng)計(jì)處理、數(shù)據(jù)展示來(lái)實(shí)現(xiàn)工藝參數(shù)的一致性管控。針對(duì)老化溫度、老化電壓和時(shí)間使用平均值圖、極差圖、樣本圖、均值運(yùn)行圖進(jìn)行直觀的展示分析。同時(shí)工藝參數(shù)一致性控制對(duì)原始參數(shù)信息進(jìn)行直接查看，通過(guò)二維列表來(lái)觀測(cè)原始數(shù)據(jù)值，在二維列表中通過(guò)不同的顏色值來(lái)區(qū)分正常數(shù)據(jù)或者是異常數(shù)據(jù)。同時(shí)工藝參數(shù)一致性控制嚴(yán)格的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)點(diǎn)是否在管制界限內(nèi)，如果檢測(cè)到數(shù)據(jù)點(diǎn)超過(guò)管制區(qū)域則向用戶進(jìn)行報(bào)警。平均值圖分析平均值圖對(duì)工藝參數(shù)信息進(jìn)行分組，每組為N（1-20）個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，連續(xù)M組為一個(gè)整體。計(jì)算組內(nèi)數(shù)據(jù)的均值做為一個(gè)控制點(diǎn)，并以此均值繪制均值曲線。圖16平均值圖黃顏色的USL、Target、LSL為設(shè)定的上限，目標(biāo)值和下限。均值圖實(shí)時(shí)接收工藝參數(shù)信息，將數(shù)據(jù)點(diǎn)按順序組成一個(gè)組，當(dāng)數(shù)據(jù)完整的構(gòu)成一個(gè)組后均值圖控件實(shí)時(shí)繪制數(shù)據(jù)點(diǎn)，通過(guò)均值圖控制工藝參數(shù)的平均數(shù)，使管理人員以及生產(chǎn)人員能夠通過(guò)均值圖實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備的工藝參數(shù)信息，隨時(shí)掌握工藝參數(shù)均值的異常波動(dòng)情況。極差圖分析極差圖用來(lái)控制工藝質(zhì)量參數(shù)的分散或變異，如果工藝質(zhì)量信息隨時(shí)間變化是不穩(wěn)定的那么在均值圖中計(jì)算出的控制線就不能夠反映隨機(jī)因素作用產(chǎn)生的波動(dòng)，這種情況下可以使用極差圖來(lái)判斷過(guò)程的穩(wěn)定性。極差圖對(duì)工藝參數(shù)信息進(jìn)行分組，每組為N（1-20）個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，連續(xù)M組為一個(gè)整體。計(jì)算組內(nèi)數(shù)據(jù)的極差值做為一個(gè)控制點(diǎn)，并以此極差值繪制極差值曲線。圖17極差圖極差圖實(shí)時(shí)接收工藝參數(shù)信息，將數(shù)據(jù)點(diǎn)按順序封裝到一個(gè)組中，當(dāng)數(shù)據(jù)完整的構(gòu)成一個(gè)組后極差圖控件計(jì)算組內(nèi)的極差值并實(shí)時(shí)繪制數(shù)據(jù)點(diǎn)，通過(guò)極差圖控制工藝參數(shù)的極差數(shù)，使管理人員以及生產(chǎn)人員能夠通過(guò)實(shí)時(shí)掌控過(guò)程的穩(wěn)定性，能夠看到工藝執(zhí)行過(guò)程中溫度、電壓和電流的變異情況。樣本圖分析樣本圖控件實(shí)時(shí)接收工藝數(shù)據(jù)，將工藝數(shù)據(jù)按照時(shí)間依次繪制到曲線中。圖18樣本圖Target:目標(biāo)值。目標(biāo)值是由工序開始以前手工設(shè)置或者由MES系統(tǒng)發(fā)送過(guò)來(lái)。是工藝參數(shù)的目標(biāo)值。USL:上限值。上限值是由工序開始以前手工設(shè)置或者由MES系統(tǒng)發(fā)送過(guò)來(lái)。是工藝參數(shù)范圍的最大值，正常工藝過(guò)程中，實(shí)際值不應(yīng)大于本值。LSL:下限值。下限值是由工序開始以前手工設(shè)置或者由MES系統(tǒng)發(fā)送過(guò)來(lái)。是工藝參數(shù)范圍的最小值，正常執(zhí)行過(guò)程中，實(shí)際值不應(yīng)小于本值。樣本圖繪制曲線時(shí)，不對(duì)工藝參數(shù)值做處理，所繪制的曲線點(diǎn)是從設(shè)備中采集后的最原始的數(shù)據(jù)值，管理人員以及生產(chǎn)人員能夠通過(guò)樣本圖查看當(dāng)前實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的趨勢(shì)信息。均值運(yùn)行圖均值運(yùn)行圖對(duì)工藝參數(shù)信息進(jìn)行分組，每組為N（1-20）個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，均值運(yùn)行圖計(jì)算組內(nèi)數(shù)據(jù)的均值做為一個(gè)控制點(diǎn)，并以此均值繪制均值曲線，同時(shí)將組內(nèi)的原始數(shù)據(jù)值畫在均值點(diǎn)的上下。圖19均值圖樣本圖繪制曲線時(shí)，實(shí)時(shí)接收設(shè)備工藝數(shù)據(jù)，同時(shí)將工藝數(shù)據(jù)封裝到組中，當(dāng)數(shù)據(jù)完整的構(gòu)成一個(gè)組后均值運(yùn)行圖控件實(shí)時(shí)繪制數(shù)據(jù)點(diǎn)，同時(shí)按照組內(nèi)原始數(shù)據(jù)點(diǎn)的值在均值點(diǎn)的上部或下部繪制原始點(diǎn)。原始數(shù)據(jù)瀏覽功能原始數(shù)據(jù)瀏覽功能通過(guò)二維列表來(lái)觀測(cè)工序?qū)崟r(shí)采集到的電壓、溫度、電流，同時(shí)二維列表會(huì)根據(jù)工藝信息對(duì)溫度、電壓、電流進(jìn)行超差范圍判定，從而將值劃分為正常值和異常值，并且通過(guò)不同的顏色值來(lái)區(qū)分正常值(黑色)或者是異常值(紅色)。圖20歷史數(shù)據(jù)查詢二維列表能夠按照用戶的設(shè)置將信息分組，在列表中顯示原始數(shù)據(jù)信息以及對(duì)組內(nèi)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)信息。顯示信息包含采集時(shí)間、工序參數(shù)(電壓或溫度或電流)、狀態(tài)、平均值、最大值、最小值、標(biāo)準(zhǔn)差等。設(shè)備參數(shù)監(jiān)控過(guò)程中，每隔一段時(shí)間（比如X分鐘、X小時(shí)）抽取一組實(shí)時(shí)采集的電壓和溫度數(shù)據(jù)（例如5個(gè)），將電壓和溫度的實(shí)際值減去設(shè)定值，記為△V和△T，并計(jì)算△V和△T的均值、均方差和極差，采用均值-極差控制圖監(jiān)測(cè)電源對(duì)電壓控制的穩(wěn)定性、監(jiān)測(cè)箱對(duì)溫度控制的穩(wěn)定性，當(dāng)出現(xiàn)異常時(shí)進(jìn)行預(yù)警。圖21均值-極差控制曲線4.2.4系統(tǒng)配置報(bào)警分為三級(jí)：安全報(bào)警、工藝報(bào)警、功能提示，報(bào)警的形式分為操作終端(生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng))聲音告警，采集器光閃爍報(bào)警。安全報(bào)警表2報(bào)警規(guī)則表序號(hào)檢測(cè)規(guī)則說(shuō)明1烘箱溫度通過(guò)實(shí)時(shí)檢測(cè)箱中的溫度，能夠在溫度超過(guò)安全溫度后進(jìn)行報(bào)警以及切斷烘箱電源。2電源過(guò)壓通過(guò)實(shí)時(shí)檢測(cè)箱中的電壓，能夠在電壓超過(guò)安全電壓后進(jìn)行報(bào)警以及切斷電源。處理規(guī)則：將報(bào)警信息上傳到MES系統(tǒng)中，本地切斷電源，使技術(shù)類人員到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后進(jìn)行安全確認(rèn)，手工解除報(bào)警。同時(shí)現(xiàn)在采用聲光報(bào)警，在技術(shù)類人員實(shí)施措施后關(guān)閉聲音報(bào)警，保留光報(bào)警。工藝報(bào)警工藝報(bào)警包含烘箱溫度超出工藝要求、老化電壓超出工藝要求；報(bào)警信息本地存儲(chǔ)，本地自動(dòng)調(diào)整溫度、電壓，現(xiàn)場(chǎng)操作人員確認(rèn)后手動(dòng)解除；現(xiàn)場(chǎng)報(bào)警方式聲光報(bào)警，聲音報(bào)警在自動(dòng)控制有效后切斷保留光報(bào)警。表3工藝報(bào)警表序號(hào)自動(dòng)判斷說(shuō)明1溫度告警溫度穩(wěn)定后，五分鐘內(nèi)檢測(cè)兩次，如果兩次都超過(guò)工藝要求即報(bào)警。2電壓告警智能采集器通過(guò)網(wǎng)絡(luò)(串口)連接到電源，當(dāng)出現(xiàn)電壓不穩(wěn)定的情況后，通過(guò)協(xié)議控制電源的電壓，但是不能控制溫箱的電壓。備注：需要提供電源的協(xié)議，從而控制電源的電壓等。功能性報(bào)警功能性提示包括對(duì)產(chǎn)品短路、老化結(jié)束等進(jìn)行提示。一：產(chǎn)品短路，自動(dòng)切斷電源、停止累計(jì)有效老化時(shí)間等待操作人員處理，在處理結(jié)束后通過(guò)智能采集器進(jìn)行確認(rèn)后，自動(dòng)恢復(fù)老化電壓以及按照規(guī)則繼續(xù)累計(jì)有效時(shí)間。二：老化結(jié)束后，自動(dòng)切斷電源，并且將結(jié)束信息通知MES系統(tǒng)，同時(shí)進(jìn)行聲光提示。功能性報(bào)警分為聲光報(bào)警，聲音報(bào)警持續(xù)五分鐘(可設(shè)置)，光報(bào)警需要操作人員手工確認(rèn)解除。（小時(shí)工作時(shí)間為基礎(chǔ))。4.3接口設(shè)計(jì)4.3.1用戶接口4.3.2外部接口/********************************************外部接口********************************************/classIDDSystem:publicIUnknown{ /*函數(shù)名稱:PutTaskMsg *函數(shù)說(shuō)明:外部系統(tǒng)向DDS傳入工單信息 *輸入?yún)?shù):工單信息XML *輸出參數(shù): *返回值:HRESULT */ virtualHRESULT_stdcallPutTaskMsg(/*IN*/BSTRbsTaskXmlMsg)=0; /*函數(shù)名稱:StartTask *函數(shù)說(shuō)明:外部系統(tǒng)通知工單開始 *輸入?yún)?shù):bsTaskId工單Id *輸出參數(shù): *返回值:HRESULT */ virtualHRESULT_stdcallStartTask(BSTRbsTaskId)=0; /*函數(shù)名稱:EndTask *函數(shù)說(shuō)明:外部系統(tǒng)通知工單結(jié)束 *輸入?yún)?shù):bsTaskId工單Id *輸出參數(shù): *返回值:HRESULT */ virtualHRESULT_stdcallEndTask(BSTRbsTaskId)=0; /*函數(shù)名稱:PutPIDMsg *函數(shù)說(shuō)明:外部系統(tǒng)設(shè)置PID信息 *輸入?yún)?shù):bsProductName產(chǎn)品名稱 *bsPIDMsg工單正文 *輸出參數(shù): *返回值:HRESULT */ virtualHRESULT_stdcallPutPIDMsg(/*[IN]*/BSTRbsProductName,/*IN*/BSTRbsPIDMsg)=0;virtualHRESULT_stdcallGetAcqData(BSTRbsCondition,BSTR*pbsData)=0;};任務(wù)(工單)信息接口MES系統(tǒng)向DDS通知任務(wù)(工單)的相關(guān)信息，包括工單Id，工單名稱，工單計(jì)劃開始時(shí)間，工單計(jì)劃技術(shù)時(shí)間。DDS提供COM用來(lái)滿足任務(wù)信息接口。COM接口如下:virtualHRESULT_stdcallPutTaskMsg(/*IN*/BSTRbsTaskXmlMsg)=0;任務(wù)開始結(jié)束通知外部系統(tǒng)通知DDS任務(wù)開始virtualHRESULT_stdcallStartTask(BSTRbsTaskId)=0;外部系統(tǒng)通知DDS任務(wù)結(jié)束virtualHRESULT_stdcallEndTask(BSTRbsTaskId)=0;PID接口外部系統(tǒng)通知DDS系統(tǒng)PID信息發(fā)生變更virtualHRESULT_stdcallPutPIDMsg(/*[IN]*/BSTRbsProductName,/*IN*/BSTRbsPIDMsg)=0;質(zhì)量數(shù)據(jù)包接口向第三方系統(tǒng)提供的質(zhì)量數(shù)據(jù)包包含了產(chǎn)品、訂單、工序、工藝、設(shè)備、質(zhì)量報(bào)告(質(zhì)量描述)、數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)包格式如下：二進(jìn)制格式表5數(shù)據(jù)包接口序號(hào)名稱描述1數(shù)據(jù)包大小整個(gè)數(shù)據(jù)包的大小2MD5碼用來(lái)檢驗(yàn)數(shù)據(jù)包是否被更改、破壞3工單工單標(biāo)示4產(chǎn)品信息產(chǎn)品標(biāo)示5工序信息用來(lái)標(biāo)明工序6工藝信息工藝參數(shù)信息7質(zhì)量報(bào)告對(duì)數(shù)據(jù)的質(zhì)量描述8數(shù)據(jù)域參見數(shù)據(jù)字典中的質(zhì)量數(shù)據(jù)包DDS系統(tǒng)具有三種方式的輸出功能：向配置好的HTTP地址中寫入。將二進(jìn)制轉(zhuǎn)換為BASE64后向配置好的WebService中寫入。導(dǎo)出為XML、二進(jìn)制或Excel文件。4.3.3內(nèi)部接口4.3.4硬件接口運(yùn)行本軟件的計(jì)算機(jī)通過(guò)LAN網(wǎng)口與其他設(shè)備相連。4.4系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)4.4.1數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)選用Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)。根據(jù)數(shù)傳測(cè)試任務(wù)的需求，經(jīng)過(guò)分析設(shè)計(jì)，數(shù)傳項(xiàng)目數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)有產(chǎn)品表、工序表、工藝參數(shù)表、設(shè)備表、協(xié)議指令表和服務(wù)器表等。產(chǎn)品表產(chǎn)品表用來(lái)存儲(chǔ)系統(tǒng)目錄樹的內(nèi)容。表名：SYS_Product字段名稱及說(shuō)明表6產(chǎn)品表字段名稱字段代碼數(shù)據(jù)類型主鍵外鍵必填I(lǐng)dNUMBER√√產(chǎn)品名稱VARCHAR2(50)√√產(chǎn)品型號(hào)VARCHAR2(50)產(chǎn)品類型VARCHAR2(20)計(jì)量單位VARCHAR2(20)產(chǎn)品圖片Picture負(fù)責(zé)人√工序表工序表：Procedure表7工序表字段名稱字段代碼數(shù)據(jù)類型主鍵外鍵必填I(lǐng)dNUMBER√√工序名稱VARCHAR2(50)√√是否關(guān)鍵工序Bool所屬產(chǎn)品工藝參數(shù)表工藝參數(shù)表：TechnicsParam表8工藝參數(shù)表字段名稱字段代碼數(shù)據(jù)類型主鍵外鍵必填I(lǐng)dNUMBER√√工藝名稱VARCHAR2(50)√√單位VARCHAR2(50)目標(biāo)值float規(guī)格上限規(guī)格下限所屬工序√設(shè)備表設(shè)備表：Device表9設(shè)備表字段名稱字段代碼數(shù)據(jù)類型主鍵外鍵必填I(lǐng)dIdNUMBER√√設(shè)備編號(hào)VARCHAR2(50)√√設(shè)備名稱VARCHAR2(50)規(guī)格型號(hào)float制造廠商啟動(dòng)日期使用年限負(fù)責(zé)人設(shè)備狀態(tài)使用部門安裝地點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)地址設(shè)備類型訪問(wèn)模塊協(xié)議協(xié)議：Protocal

表10協(xié)議表字段名稱字段代碼數(shù)據(jù)類型主鍵外鍵必填I(lǐng)dNUMBER√√協(xié)議名稱VARCHAR2(50)√協(xié)議正文Rawblob所屬指令序號(hào)NUMBER指令指令：Instuction表11指令表字段名稱字段代碼數(shù)據(jù)類型主鍵外鍵必填I(lǐng)dNUMBER√√指令名稱VARCHAR2(50)√指令類型NUMBER4.5詳細(xì)設(shè)計(jì)的目標(biāo)及任務(wù)通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)，詳細(xì)拆分系統(tǒng)功能的每個(gè)模塊，羅列各功能模塊之間的關(guān)系。查缺補(bǔ)漏，由大到小，再由點(diǎn)到面，過(guò)程中鍛煉每個(gè)軟件實(shí)施人員的問(wèn)題分析能力和問(wèn)題解決能力。再通過(guò)合理的計(jì)劃安排，確保系統(tǒng)能夠在可控的范圍內(nèi)完成。4.6輸入輸出設(shè)計(jì)配置設(shè)備的采集參數(shù)。圖22設(shè)備配置2）采集客戶端圖23采集曲線圖圖24采集柱狀圖采集服務(wù)安裝在服務(wù)器上，開機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)。并用守護(hù)進(jìn)程保證采集服務(wù)一直運(yùn)行。圖25采集服務(wù)

服務(wù)器中轉(zhuǎn)站圖26服務(wù)器中轉(zhuǎn)界面

5測(cè)試軟件測(cè)試主要在學(xué)校內(nèi)部進(jìn)行，測(cè)試環(huán)境包括MES應(yīng)用服務(wù)器、MES數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、DDS采集服務(wù)器、DDS被采集機(jī)群以及測(cè)試終端，如下圖所示：圖27在線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)內(nèi)部測(cè)試網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D其中，在線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)被采集機(jī)群的數(shù)量、測(cè)試終端的數(shù)量和IP視具體測(cè)試情況而定。各服務(wù)器及測(cè)試機(jī)列表如下：表12測(cè)試機(jī)IP序號(hào)服務(wù)器列表作用內(nèi)網(wǎng)IP1MES應(yīng)用服務(wù)器存放應(yīng)用服務(wù)程序152MES數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器存放數(shù)據(jù)庫(kù)3DDS采集服務(wù)器存放采集服務(wù)程序192.168.2.？4DDS被采集機(jī)群模擬被采集設(shè)備/儀器多個(gè)5測(cè)試終端用于測(cè)試多個(gè)為完成測(cè)試，各服務(wù)器及終端安裝軟件如下表所示：表13系統(tǒng)環(huán)境類別軟件項(xiàng)名稱備注MES應(yīng)用服務(wù)器端操作系統(tǒng)Windowsserver2008R2，64位基本配置JDKjdk-6u29-windows-x64應(yīng)用服務(wù)器（中間件）Tomcat版本為7.0.28MES數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器操作系統(tǒng)Windowsserver2008R2，64位數(shù)據(jù)庫(kù)Oraclewin64_11gR2_databaseMES采集服務(wù)器操作系統(tǒng)服務(wù)器端控制軟件？？？？其他？？？？DDS被采集機(jī)群操作系統(tǒng)模擬采集軟件測(cè)試終端操作系統(tǒng)Windows采集數(shù)據(jù)展示控件5.1軟件功能測(cè)試在線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)功能測(cè)試為最基本的測(cè)試內(nèi)容之一，主要目的為驗(yàn)證測(cè)試范圍內(nèi)的系統(tǒng)各部分功能全部正確實(shí)現(xiàn)，即符合系統(tǒng)基本采集需求。系統(tǒng)經(jīng)過(guò)功能測(cè)試后，基本穩(wěn)定，滿足各項(xiàng)功能的正常使用。測(cè)試過(guò)程中主要驗(yàn)證了以下內(nèi)容：各模塊功能符合采集需求的要求；模擬數(shù)據(jù)能正常入庫(kù)，超過(guò)上下限能夠報(bào)警斷網(wǎng)有數(shù)據(jù)緩存功能系統(tǒng)具備易用性；各模塊交互正確。5.2軟件性能測(cè)試1、服務(wù)器端的性能測(cè)試范圍服務(wù)器端性能測(cè)試范圍為驗(yàn)證系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間、并發(fā)性、穩(wěn)定性、可靠性等方面符合采集要求：系統(tǒng)可支持并發(fā)用戶50人；系統(tǒng)可對(duì)日常業(yè)務(wù)操作、簡(jiǎn)單查詢操作的平均響應(yīng)時(shí)間應(yīng)小于3秒，對(duì)于復(fù)雜報(bào)表或復(fù)雜運(yùn)算需要長(zhǎng)時(shí)間操作的，應(yīng)具有運(yùn)行狀態(tài)提示手段；對(duì)于系統(tǒng)登陸認(rèn)證平均響應(yīng)時(shí)間應(yīng)小于3秒，掃描數(shù)據(jù)響應(yīng)時(shí)間小于1秒；對(duì)于大數(shù)據(jù)的處理響應(yīng)時(shí)間小于1秒/兆（千兆網(wǎng)絡(luò)條件下）；系統(tǒng)可支持大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)；注冊(cè)用戶數(shù)不受限制。為實(shí)現(xiàn)以上測(cè)試指標(biāo)，測(cè)試內(nèi)容為：表14測(cè)試指標(biāo)測(cè)試內(nèi)容測(cè)試目的基本基準(zhǔn)測(cè)試驗(yàn)證系統(tǒng)能夠達(dá)到的性能水平基本并發(fā)測(cè)試驗(yàn)證系統(tǒng)達(dá)到并發(fā)數(shù)300基本持續(xù)穩(wěn)定性測(cè)試驗(yàn)證系統(tǒng)可7×24小時(shí)長(zhǎng)期運(yùn)行進(jìn)階大數(shù)據(jù)量下穩(wěn)定性測(cè)試驗(yàn)證系統(tǒng)在使用兩年以上（數(shù)據(jù)量較大）后仍能正常運(yùn)行進(jìn)階崩潰穩(wěn)定性負(fù)載測(cè)試系統(tǒng)在極高負(fù)載壓力情況下，持續(xù)性能測(cè)試2、客戶端控件的性能測(cè)試范圍客戶端性能測(cè)試范圍為驗(yàn)證系統(tǒng)能夠支持的客戶端數(shù)量和性能等方面符合系統(tǒng)的要求：系統(tǒng)支持實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)控客戶端10臺(tái)；為實(shí)現(xiàn)以上測(cè)試指標(biāo)，測(cè)試內(nèi)容為：表15測(cè)試項(xiàng)測(cè)試內(nèi)容測(cè)試目的基本基準(zhǔn)測(cè)試驗(yàn)證系統(tǒng)能夠滿足監(jiān)控客戶端數(shù)量

結(jié)論本次畢業(yè)設(shè)計(jì)歷時(shí)四個(gè)多月。在這四個(gè)多月的時(shí)間里，我經(jīng)過(guò)認(rèn)真學(xué)習(xí)和研究電信行業(yè)采集系統(tǒng)相關(guān)方面的知識(shí)，并且在老師的輔導(dǎo)幫助下，基本完成了本系統(tǒng)既定的任務(wù)。在這次軟件設(shè)計(jì)中我深切的感受到了平時(shí)所學(xué)的專業(yè)知識(shí)的用處與好處，在做設(shè)計(jì)的同時(shí)不僅要有較強(qiáng)的專業(yè)知識(shí)，更重要的是要有專業(yè)設(shè)計(jì)的方法論和軟件設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)。以前我一直認(rèn)為語(yǔ)言是第一重要的，現(xiàn)在我發(fā)現(xiàn)錯(cuò)了，其實(shí)在軟件的設(shè)計(jì)中用戶的需求分析是最重要的。一個(gè)軟件，縱使你的技術(shù)如何的精湛、水平如何的高，如果你的軟件實(shí)現(xiàn)的功能與用戶的需求不一致的話，最終只能是失敗，這樣的例子可謂屢見不鮮，一些大的軟件做了幾年，最終還是以失敗告終。當(dāng)前存在一種情況：那就是懂計(jì)算機(jī)技術(shù)的不懂專業(yè)、懂專業(yè)的不懂計(jì)算機(jī)技術(shù)，這就在一定程度上造成了用戶需求分析的困難，開發(fā)者與用戶之間的交流顯得至關(guān)重要。對(duì)于軟件的總體設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)