大型在線設備管理中自動圖表的設計

郭　銳

(廣東理工學院 信息工程系，廣東 肇慶 526100)

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大型在線設備管理中自動圖表的設計

郭銳

(廣東理工學院 信息工程系，廣東 肇慶 526100)

摘要：大型在線設備通常工作在生產線或重要的流水線上，因此在實際的工作過程中對設備各部件的工作時間的要求非常嚴格，在設備的設計、生產、測試、監控和維護過程中都需要對設備的工作時間進行管理，傳統的方法是通過軟件將傳感器數據或運行日志直接在Excel中記錄時間數據，數據獲得方式直接且方便，但是不利于人員理解數據含義。為了提高管理效率，提出了利用VBA技術開發根據數據自動繪制甘特圖圖表的方法。此法能夠大幅提高數據的可讀性，并大量減少人工工作量，為多個部門的管理、溝通工作帶來極大方便。

關鍵詞：在線設備管理；甘特圖；VBA

0引言

大型的在線設備通常包括光學、機械、電控、算法等多方面硬件和軟件的協調工作，為了保證這些設備在生產線或流水線上能夠與其他銜接設備協同完成工作，在設計、生產、測試、監控和維護大型在線設備的時候，當前設備的各個模塊完成一個功能所需的時間、以及整個設備從開始到完成一個作業所用的時間都是生產方控制和管理的重中之重。工廠傳統的方法是設計出各個部件或各項工作正常的工作時間范圍，然后通過記錄每個部件或每項工作的開始時間和結束時間，通過對比，得出設備是否能滿足設計要求或工作狀態是否正常的結論。這種方法獲取數據的方式簡單合理，但是如果要根據原始數據得出數據含義則需要人工查找相關數據、再計算對比才能得出結論，效率較低，需要尋找更好的方法來輔助數據分析過程。

1需求分析

1.1傳統方法的缺陷

對工作時間的管理，最常用的方法是用表格的方式記錄，這種方法直接、明確、可以完整的記錄一切所需的數據，并且容易實現，是設備管理中必不可少的重要工具。但是僅僅依靠充滿文字與數字的表格，不能直觀地銜接和對比不同模塊中得到的數據，為管理者高效地提煉出想要的信息增加了難度，借助圖表的幫助可以將數據間的關系更直觀地表達出來，是符合此種需求的輔助工具。

1.2圖表選擇

項目管理方法中提供了一些用于時間管理的圖表，甘特圖是其中比較重要的一種，又稱為橫道圖，通常應用于對項目完成時間和完成順序的計劃和監控工作。甘特圖的表示形式是一張二維圖表，其縱軸是活動列表，橫軸是時間刻度，通過甘特圖能夠形象地表示出要完成某項目所需的一系列活動的順序和每個活動的持續時間。這種表示方式同樣適用于管理設備的工作時間，因此考慮在傳統的表格記錄方法的基礎上，增加自動繪制甘特圖的功能來輔助管理，提高效率。

1.3工具選擇

經典的表格軟件Excel中提供了很多圖表，但是由于甘特圖的數據含義不像柱形圖、餅圖那樣直接，軟件并沒有直接提供，因此利用VBA編程技術，實現在Excel中根據輸入數據自動地繪制時間單位可以自定義的甘特圖。

2概要設計

2.1數據來源

由于甘特圖是一種條形圖，被繪制出的每個條形都表達了一個活動所持續的時間，因此繪制甘特圖時，最簡便的方法就是讓程序方便的讀取到每個活動的起始時間和結束時間。為了提高工作效率，防止手動輸入過多冗余數據，這些數據應該從已有的“時間記錄表格”中通過引用和簡單計算得到。

2.2數據定義

在線設備的工作模式通常是一臺或多臺相同設備并行工作、或者幾臺不同設備協同工作，而這些工作一般都是以周期性的完成一系列活動組成的，因此為了更準確的表示或者更好的監控設備運轉情況，可以畫出并行的幾個活動對象的前一個半到兩個周期，以此將這種周期性表達出來。為了達到這種效果，還需要設置幾個參數，包括所需繪制的周期數、單個表格所表達的單位以及并行工作的工作對象數等關鍵值。

2.3顯示效果

為了避免需要上下滾動鼠標才能完全看到圖表的問題，將繪制的甘特圖與源數據分開，獨立顯示在一張圖表上，背景色可以設置為較柔和淺淡的漸變色，以突出圖表的重要內容，對多周期的情況，要將不同周期的條形用不同顏色標識。在一些情況下，一個周期所占的資源較多，可以通過設置顯示的時間范圍來調整要呈現給讀者的數據量。

3詳細設計

3.1標志單元格

由于設備不盡相同，因此每次繪圖的活動對象數目和每個表格表達的單位都可能不同，因此待繪圖的源數據區域的大小也不是固定值，為了使操作更為靈活，在實現繪圖時，不能以固定的單元格區域(比如A1：G100區域)作為源數據區域，而應該設定好如“CHARTDATA”字樣的指定關鍵字，并將單元格內容與指定關鍵字相匹配的單元格確定為“標志單元格”，以此標志單元格作為要形成圖表所需源數據區域的第一個單元格，后續數據的查找都要基于此標志單元格進行。

同時為了提高效率，減少查找標志單元格的時間，將標志單元格設計在原“時間記錄表”下方某一行的第一列。

3.2關鍵參數

圖表名、周期數、并行工作對象的分隔位置、單元刻度代表的時間單位和待顯示的橫軸刻度范圍也要分別以特定關鍵字和值的形式寫在與標志單元格位置相對固定的單元格中。

3.3數據區域設置

稱標志單元格所在行為第一行(下面第一行均為此定義)，則第一行第二列開始的單元格內列出其他所需設置的參數的特定關鍵字，在參數關鍵字列的下一行對應的單元格里填寫參數值。第三行開始為正式的繪圖數據，其中第一列為某活動的名稱，第二列為其開始時間，第三列為其持續時間。以上內容組成了繪圖所需的基礎數據表。

3.3.1表　繪圖所需手工填寫的基礎數據表示例

當圖表是為了給開發人員或客戶展示設計效果時，程序將根據基礎數據表展開生成制定周期數中的所有開始和持續時間；當圖表是為了監控和維護而分析設備實際運行時間時，周期數目填寫為特定值，如“NULL”等關鍵字，則后續實際的周期時間都從時間記錄表指定的單元格中獲取。

3.4繪圖方式

為使用VBA進行宏編程，需要保存為后綴名為“.xlsm”的工作簿，在其工作表上添加一個按鈕，通過點擊按鈕來一鍵觸發從基礎數據表形成合適的完整源數據、以及后續的繪圖動作。

主要需要解決的技術問題有：指定活動工作表、獲取指定單元格數據、匹配單元格數據、按單元格填充顏色和文字、根據要求設置坐標軸范圍、設置背景色、輪換不同周期顏色等。

3.5繪圖流程

首先，是手動的數據準備階段，這一階段的操作主要包括：

(1)按照數據的格式要求設置好標志單元格和關鍵參數；

(2)根據時間安排表得到基礎數據表。

然后點擊繪圖按鈕觸發程序進行自動繪圖，這一階段的內容包括：

(1)先對活動工作表第一列進行查找，找到標志單元格；

(2)對標志單元格右側的關鍵參數進行匹配分析，將參數值讀入程序；

(3)若存在周期參數，則需根據參數兩列一組地計算出每個活動在每個周期中對應的開始時間和持續時間，并填寫到基礎數據表右側的連續空白單元格中；

(4)準備繪圖區，要設置背景顏色、網格線樣式和顏色，顯示的坐標區域等；

(5)讀取成對的開始時間和持續時間，根據單元格的單位定義填充相應的單元格，并將持續時間顯示在條形中心。

3.6實現效果

3.6.1圖　圖示為某大型設備正常運行時的活動甘特圖

4結語

大型在線設備涉及到光機電算各模塊的協同工作，且要保證在生產線中不影響整條流線的正常運作，因此其要完成各功能所需的時間是非常重要的考察參數。本文基于實際的生產需求，研究了運用VBA技術，將時間數據自動繪制為甘特圖圖表，來輔助描述在線設備完成作業時的工作順序和工作時間的方法，改善了傳統純數據記錄方法不易閱讀的缺陷，降低了數據分析的難度，提高了信息展示的效率；同時，自動化繪制的方式大大降低了人工管理的工作量；在系統設計、系統測試、規格制定、系統維護、產品展示等多個方面也為各個部門提供了極大方便。

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責任編輯：程艷艷

Design for Automatic Plot of Large On-line Equipment Management

GUO Rui

(Department of Information Engineering, Guangdong Polytechnic College, Zhaoqing 526100, China)

Abstract：Large on-line equipment usually works on a production line or an important pipeline, so the requirement on the working time of each component is very strict in practical working process. The time management is especially important during all processes of design, production, test, monitoring and maintaining. The traditional method of time management is to directly record time data of sensors or logs into Excel sheets by software. This method of obtaining data is direct and convenient, but it goes against the comprehension of the information by the stuff. To improve management efficiency, this paper presents a method of drawing Gantt chart automatically according to data by using VBA technology, which increases the readability of massive data, reduces workload and brings convenience for management and communication in several departments of a company.

Keywords：on-line equipment management; Gantt chart; VBA

中圖分類號：TP391

文獻標志碼：A

文章編號：1009-3907(2016)04-0019-03

作者簡介：郭銳(1982-)，女，吉林長春人，碩士，主要從事在線檢測設備圖像處理算法、測試等方面研究。

收稿日期：2015-10-28