基于FineReport 的生產報表自動化系統設計與實現

魏凱鋒，劉偉何，盛建村，李荻妍，蔡昊天

（1.金川集團股份有限公司數字中心，甘肅 金昌；2.金川集團信息與自動化工程有限公司，甘肅 金昌）

在流程行業企業生產過程中，存在大量與生產、能耗、化驗等相關的數據均由人工記錄、分析與存檔，大批量的Excel 報表設計、數據錄入、統計分析給崗位人員和企業管理人員在企業生產和管理過程中帶來了極大的不便。本研究以某集團公司熔煉分廠為背景，以FineReport 報表工具為基礎，提出一套基于工業實時歷史數據庫和關系庫的生產報表自動化實現方案。通過生產報表的自動化設計與實現，有助于提高崗位人員工作素養及工作質量，加強企業管理人員對企業生產的管理，進一步提高企業信息化水平。

1 需求及建設目標

某集團熔煉分廠各工序存在大批量的日報、月報等由人工編制的Excel 統計報表，通常由崗位人員對分廠各工序生產過程中產生的數據按小時進行記錄并分析，管理和技術人員通過分析結果對其生產采取相應的管控措施。然而，各種復雜報表的編制及大量數據的記錄給崗位人員工作造成沉重的負擔，同時人為因素引起的數據記錄不準確以及統計分析結果的滯后性導致管理和技術人員無法對生產做到精準、及時的管控[1]。因此，建立一套生產報表自動化系統，可規范數據采集及錄入標準、加強數據統計分析工作、提高工作效率，強化企業生產管理。

結合熔煉分廠各工序實際業務需求，生產報表自動化系統涵蓋DCS/PLC、無線終端設備、能源、檢化驗等數據的自動采集與存儲，生產報表按時間自動生成并記錄數據，對關鍵三區指標數據可進行紅、黃、綠三區報警和批注，同時可對日數據、月數據進行統計分析形成相應的分析結果。

2 系統架構

根據熔煉分廠生產報表自動化系統實際業務需求，系統架構見圖1，總體可分為數據層、業務層以及用戶層。

圖1 熔煉分廠生產報表自動化系統架構

數據層主要為報表業務提供多源數據源，通過工業隔離網閘PSL-A1081 對現場DCS/PLC、DTU/RTU、智能裝備等設備采用相應的通信協議將所需數據采集至隔離網關，并通過Modbus、CommServer 等協議將數據上傳至工業實時歷史數據庫pSpace 進行存儲。通過ODBC Router 轉儲工具可將實時庫數據按需轉儲至關系庫，從而為后續業務的開展提供數據保障。

業務層主要為業務報表的開發，包括生產運行參數報表、關鍵設備運行參數報表、能源報表、關鍵三區報表、檢化驗報表等生產統計報表。

用戶層主要為用戶開放，完成對系統參數、用戶及用戶權限等參數進行配置，同時給用戶提供報表操作及展示的平臺。

3 關鍵技術及實現

3.1 數據采集與存儲 依據熔煉分廠業務需求，需對現場不同品牌的DCS/PLC、大量的能源計量儀表以及智能裝備等相關數據按需采集并存儲。工業隔離網閘PSL-A1081 支持多種品牌DCS/PLC 以及各種無線儀器儀表數據的采集與轉發，對工業控制網絡和生產網絡起到“防火墻”的作用，可確保工控系統的正常運行。工業實時歷史數據庫pSpace 可對網閘采集與轉發的數據進行存儲，存儲周期按需可達5-10 年。

3.2 數據轉儲 為便于生產報表自動化系統對實時數據的應用，需將采集存儲在實時數據庫的數據轉換為結構化的實時數據，從實時數據庫轉移到關系數據庫存儲，形成結構化實時數據[2-3]。ODBCRouter 是實時數據庫pSpace 與關系數據庫的銜接組件，支持實時數據與管理數據的交互。按熔煉分廠報表業務需求，需確定數據轉儲頻率；對照數據轉儲標準，對實時數據進行結構化存儲。為方便報表開發及后續修改，在Postgresql 中轉儲生成的結構化實時數據表與業務關系表之間需建立insert觸發器和觸發函數。

3.3 表結構設計 熔煉分廠生產報表以前一天20 點開始，當天20 點結束為當天報表數據，因此需對當天20點后數據進行時間邏輯處理以滿足報表需求。建立select_year()、select_month_day()等函數對數據采集時間處理，select_month_day()部分實現邏輯如下：

熔煉分廠銅合成爐中央控制室生產原始記錄表結構見表1。

表1 銅合成爐中央控制室生產原始記錄表結構

3.4 生產報表開發與實現 FineReport 是由帆軟自主研發的一款用于報表制作、分析和展示的報表開發工具，秉持零編碼的理念，易學易用，功能強大，以“專業、簡捷、靈活”著稱，僅通過簡單的拖拽操作便可制作中國式復雜報表，輕松實現報表的多樣化展示、交互分析、數據錄入、權限管理、定時調度、打印輸出、門戶管理和移動應用等需求[4-5]。

熔煉分廠生產報表種類繁多，格式復雜，通過FineReport 報表開發工具可簡化報表開發流程，縮短報表設計與開發時間。FineReport 報表開發界面見圖2。

圖2 FineReport 報表開發界面

熔煉分廠生產報表主要包括生產運行參數報表、關鍵三區報表、關鍵設備運行參數報表、能源報表以及檢化驗分析報表，除檢化驗分析報表數據來源于第三方LIMS 系統外，其余報表數據均來自現場設備或系統，因現場原因無法采集的數據，將以人工錄入方式錄入。

熔煉分廠生產報表一般按照每小時記錄一次的方式定時將實時數據轉儲至關系庫并在報表中展示，同時根據不同時間維度，自動生成相關數據的日報、月報、季報以及年報等統計數據，并以圖形的形式進行展示。通過超鏈接的方式可實現關鍵三區報表異常數據的報警與批注，但需對數據提前設定相應的三區范圍。

熔煉分廠生產報表開發完成后，通過鏈接的方式可嵌入FinforWorx信息化生產管控平臺，相關人員可在平臺上對報表執行相應的操作，也可對熔煉分廠生產報表設置對應的權限，按實際需求設置熔煉分廠報表填報權限和熔煉分廠報表只讀權限即可。圖3 為熔煉分廠銅合成爐中央控制室生產原始記錄。

圖3 熔煉分廠銅合成爐中央控制室生產原始記錄

合成爐生產運行監控大屏主要對當日和當月數據進行統計分析后以圖形的形式直觀展示分廠生產運行情況，主要對合成爐作業率、負荷率、電單耗、氧單耗、能源（電耗、風、氧）以及生產（干/濕精礦處理量、放銅/渣量）等數據進行日數據和月數據的統計結果展示。

4 系統應用效果

4.1 多源數據實時共享 熔煉分廠生產報表自動化系統的開發打破了分廠各工序生產經營數據“信息孤島”現象，打通分廠內部上下游數據共享通道，通過分廠多源異構數據的統一采集與存儲，實現了數據的長期存儲，為將來分廠數字化業務的開展提供有效的數據支撐。

4.2 生產報表自動生成 通過FineReport 報表開發工具完成各種報表的開發，可根據日期自動生成相關內容，避免了報表“月月做，天天改”的現象。通過報表與關系庫的實時交互，實現數據定時自動上傳，較之前紙質報表人工錄入而言，最大限度地提高了數據記錄的準確性和及時性，同時數據錄入更加快捷、方便，崗位人員由原來4 人縮減至1 人即可完成現有數據錄入工作，進一步降低了分廠人工成本。

4.3 生產數據自動分析 根據熔煉分廠生產報表需求開發對應的日報、月報、年報，對于分廠產量或能耗等數據的統計分析可通過系統后臺算法實現實時統計，并將分析結果以圖形的方式直觀地展示。生產數據的自動分析提高了工作人員的工作效率，減少了勞動強度，對熔煉分廠日常生產起到輔助決策的作用。

4.4 生產管理精準及時 通過熔煉分廠生產報表自動化系統的開發與應用，打通了分廠內部實時數據共享通道，通過生產報表自動生成與生產情況實時分析，分廠管理和技術人員對生產的管控更加精準、高效，生產匹配化更加完善。

5 結論

基于FineReport 開發的生產報表自動化系統在熔煉分廠的成功建設與應用，改變了分廠原有生產和管理模式，對生產管理更加精細化，生產過程參數調整更加及時，數據共享更加準確、高效，提高了熔煉分廠整體信息化生產和管理水平，已在集團公司內部樹立了信息化建設的典范，起到了標桿示范作用，下一步將在現有報表數據積累的基礎上，深入挖掘生產數據的價值，幫助企業管理人員對企業生產做出更精準的管理。