Oprogramowanie przemysłowe w służbie managera

Część 3: Portal informacyjny

Portal informacyjny jest elementem systemu informatycznego i stanowi interfejs użytkownika. Za jego pomocą użytkownik ma dostęp do wszystkich informacji pochodzących z przedsiębiorstwa, ma możliwość podglądnięcia informacji o przebiegu produkcji – zarówno korzystając z danych historycznych jak i aktualnych, a także może przeglądać stany magazynowe, informacje na temat liczby osób aktualnie znajdujących się w fabryce, itd. Portal informacyjny ma za zadanie zintegrować dane produkcyjne w skali całego przedsiębiorstwa oraz personalizować raporty dla poszczególnych grup użytkowników, tak aby każda z grup otrzymała niezbędne informacje dla swojej działalności.

Czym jest portal informacyjny?

Proficy Real Time Information Portal zgodnie ze schematem oprogramowania znajduje się na samym szczycie rodziny Proficy firmy GE Fanuc. Bezpośrednio pod nim pracują się systemy bazodanowe i produkcyjne. Na schemacie pomiędzy repozytorium danych, a portalem informacyjnym znajduje się również oprogramowanie Plant Applications, które jest oprogramowaniem klasy MES odpowiedzialnym za poprawienie wskaźników produkcyjnych.

Portale informacyjne umożliwiają interaktywną analizę danych bieżących i archiwalnych poprzez wykresy trendów, tabele i łącza danych, dając pełen wgląd w działanie zakładu. Pozwalają na połączenie i współpracę ze źródłami danych z całego zakładu w czasie rzeczywistym oraz dostosowywanie parametrów systemu dzięki funkcji odczytu i zapisu. Dzięki temu poprawiana może być wydajności i jakości produkcji. Systemy tego typu wprowadzają również wizualizacje, opisywanie i analizę danych procesowych, ciągów znaków i innych informacji za pomocą wykresów czasowych. Dokonywana może być w nich wreszcie analizy poszczególnych zdarzeń, takich jak np. porównanie wsadów lub cykli produkcyjnych poprzez komponent zdarzeniowy.

Połączenie z danymi historycznymi

Ze względu na fakt, że bazy procesowych danych historycznych stanowią centralny punkt każdego przedsiębiorstwa, a na ich podstawie można określić z jakimi problemami boryka się firma, nieodzownym staje się aby dane historyczne były dostępne z poziomu portalu oraz aby portal informacyjny miał możliwość korzystania i obróbki danych gromadzonych w takiej bazie. Historyczne dane procesowe mogą być przedstawione na wiele sposobów.

Zastosowanie pól danych (datalink) umożliwia prezentację na ekranie systemu wartości liczbowych. Pola tego typu mogą korzystać z różnych źródeł danych. Przy ich pomocy mogą być także wyświetlane dane wynikowe, takie jak suma, średnia, wartości minimalne i maksymalne z określonego przedziału czasu.

Wykresy, tabele i komponenty ekranu

Oprogramowanie powinno zawierać również zestaw wykresów i tabel, ułatwiających skomplikowane analizy i wizualizacje danych. Przykładami wykresów mogą być: wykres zdarzeniowy umożliwiający wyszukiwanie i prezentacje danych według kryteriów innych niż czas, np. według numerów seryjnych lub numerów wsadu.

Wykresy dwuwymiarowe umożliwiają prezentację i analizy zależności pomiędzy zmiennymi. Możliwości oferowane przez wykresy powinny uwzględniać realizację porównań przebiegów. Efekt ten można otrzymać poprzez zastosowanie wykresów wieloosiowych lub przezroczystych. Komponenty typu Grid umożliwiają przedstawienie danych z dowolnego źródła portalu w formie tabeli, łącznie z danymi archiwalnymi, bieżącymi i z baz relacyjnych.

Rys.2. Wstawianie komentarzy

Korzystając z wbudowanych funkcji można w łatwy sposób wyeksportować dane z wykresów i tabel przedstawionych na ekranie monitora. Jeżeli użytkownik uznał, że przeglądane dane przydadzą się do innych celów może skorzystać z mechanizmu, który pozwoli na przerzucenie informacji z wykresu bezpośrednio do arkusza kalkulacyjnego Excel. Funkcja ta oszczędza czas poprzez wyeliminowanie ponownej konieczności odpytywania bazy inną aplikacją kliencką w celu pozyskania danych z tego samego przedziału czasu. Dane w ten sposób mogą być wykorzystane do prowadzenia kolejnych analiz.

Komentarze dla optymalizacji procesu

W omawianym sysetmie istnieje możliwość dodawania adnotacji i komentarzy do wykresów i tabel, a także przechowywania ich w module Proficy Historian, skąd mogą być edytowane i wyświetlane. Mogą być też dodawane i przechowywane komentarze służące np. do wyjaśnienia anomalii procesu lub innych zdarzeń produkcyjnych.

Rys.3. Dane rzeczywiste

Połączenie z istniejącymi systemami SCADA/OPC

Poza danymi historycznymi systemy portalowe oferują również prezentacje danych z aktualnymi informacjami z procesu. System powinien umożliwiać łączenie się z istniejącymi już systemami w celu pobrania danych rzeczywistych. Rzeczywiste dane procesowe mogą pochodzić z systemu SCADA albo być pobierane ze źródeł w standardzie OPC DA.

Aby przedstawić synoptyki produkcyjne konieczne jest odwzorowanie istniejącego systemu na ekranie komputera. Do tego celu należy wykorzystać biblioteki elementów graficznych.

Biblioteka kształtów zawiera standardowe elementy: linię, linię łamaną, wielobok, prostokąt, zaokrąglony prostokąt, elipsę, łuk, cięciwę, koło, na podstawie których stworzyć można grafikę. Wielkość, kolor, pozycja, widzialność, legenda i wypełnienie kształtów mogą być animowane danymi pochodzącymi z dowolnego źródła danych.

Rys.4. Szybka analiza danych

Korzystając z oprogramowania iFIX możliwe jest wykorzystanie istniejących już aplikacji wizualizacyjnych. Cały proces tworzenia synoptyki dla Proficy Portalu polega na przekonwertowaniu istniejącej synoptyki przez wykorzystanie dołączonych do iFIX narzędzi. Jeżeli zostały wcześniej zadeklarowane źródła danych rzeczywistych z procesu technologicznego, również nastąpi automatyczne połączenie wizualizacji do takiego źródła.

Do obiektów przedstawiających dane np. w postaci pól możliwe jest zastosowanie opcji szybkiej analizy. Analizy takie pozwalają na przeglądanie informacji w formie okienka typu pop-up, danych archiwalnych dotyczących szerszego przedziału czasu.

Współpraca z relacyjnymi bazami danych i wsparcie OPC

Dosyć istotnym aspektem jest możliwość współpracy z relacyjnymi bazami danych. Za pomocą portali można przedstawić dane pochodzące nie tylko z procesów technologicznych, ale również z różnych obszarów przedsiębiorstwa – badania oraz informacje o pracownikach aktualnie będących w zakładzie itp. Komunikacja z relacyjnymi bazami danych możliwa jest dzięki różnym sterownikom. Należą do nich: wsparcie komunikacji ze źródłami ODBC, OLEDB, oraz sterowniki JDBC dla konkretnych baz danych, takich jak Oracle, DB2 i Microsoft SQL Server.

Rys.5. Schemat połączeń z bazą danych

Zapytania SQL

Jeżeli zachodzi korzystanie z bazy danych, nieodzownym staje się znajomość standardowego języka baz danych, jakim jest SQL. Użytkownicy mogą graficznie tworzyć instrukcje lub zapytania SQL, które następnie można wykorzystać w całym systemie portalu informacyjnego. Instrukcje wielokrotnego użytku mogą być tworzone przez graficzny wybór stosownych pól bazy danych. Oprogramowanie powinno obsługiwać instrukcje Insert, Update, Delete, Execute i Call języka SQL. Daje to możliwość nie tylko pozyskiwania danych na podstawie zapytań, ale również wprowadzania informacji za pomocą przeglądarki internetowej.

Rys.6. Statement Builder

Budowanie zapytań

Zaawansowany moduł SQL Proficy Real-Time Information Portal umożliwia szybkie i łatwe zestawienie wyników instrukcji SQL z komponentami ekranu omawianego systemu. Kwerendy SQL mogą być wyzwalane automatycznie lub na podstawie sygnałów z innych elementów sterujących. Zapytania mogą być wykorzystane wielokrotnie i zastosowane w miarę potrzeby do dowolnego komponentu ekranu.

Kluczowe wskaźniki wydajności

Dzięki funkcjom obliczeniowym, jakie udostępnia oprogramowanie, oraz za pomocą różnego rodzaju metod próbkowania danych z bazy danych procesowych, możliwe jest wyznaczanie wskaźników produkcji, takich jak czasy dostępności, wydajność i jakość. Proficy Real-Time Information Portal może być zintegrowany z modułem Proficy Efficiency, co pozwala użytkownikom na monitorowanie wskaźników KPI dostarczanych przez Proficy Efficiency. Dodatkowo w ramach portalu można tworzyć obliczenia i wyrażenia ad-hoc w celu uzyskiwania szerokiej gamy wskaźników KPI.

Dość istotnym aspektem pracy portalu informacyjnego jest tworzenie raportów cyklicznych, raz na godzinę, zmianę, dzień lub miesiąc - zgodnie z narzuconymi parametrami czasu. Raporty powstają bez ingerencji użytkownika, po wcześniejszym ich skonfigurowaniu. Operator lub inna zainteresowana osoba dostaje raport w formacie możliwym do otwarcia na komputerze lub w formie wydruku papierowego.

Proficy Real Time Information Portal pozwala na cykliczne tworzenie raportów poprzez wykorzystanie odpowiednio skonfigurowanych adresów URL, które zawierają odpowiedni parametry pozwalające na tworzenie raportów w formacie PDF lub też drukowanie na udostępnionej drukarce.

Paweł Nowak