基于FineReport 的生产报表自动化系统设计与实现

魏凯锋，刘伟何，盛建村，李荻妍，蔡昊天

（1.金川集团股份有限公司数字中心，甘肃 金昌；2.金川集团信息与自动化工程有限公司，甘肃 金昌）

在流程行业企业生产过程中，存在大量与生产、能耗、化验等相关的数据均由人工记录、分析与存档，大批量的Excel 报表设计、数据录入、统计分析给岗位人员和企业管理人员在企业生产和管理过程中带来了极大的不便。本研究以某集团公司熔炼分厂为背景，以FineReport 报表工具为基础，提出一套基于工业实时历史数据库和关系库的生产报表自动化实现方案。通过生产报表的自动化设计与实现，有助于提高岗位人员工作素养及工作质量，加强企业管理人员对企业生产的管理，进一步提高企业信息化水平。

1 需求及建设目标

某集团熔炼分厂各工序存在大批量的日报、月报等由人工编制的Excel 统计报表，通常由岗位人员对分厂各工序生产过程中产生的数据按小时进行记录并分析，管理和技术人员通过分析结果对其生产采取相应的管控措施。然而，各种复杂报表的编制及大量数据的记录给岗位人员工作造成沉重的负担，同时人为因素引起的数据记录不准确以及统计分析结果的滞后性导致管理和技术人员无法对生产做到精准、及时的管控[1]。因此，建立一套生产报表自动化系统，可规范数据采集及录入标准、加强数据统计分析工作、提高工作效率，强化企业生产管理。

结合熔炼分厂各工序实际业务需求，生产报表自动化系统涵盖DCS/PLC、无线终端设备、能源、检化验等数据的自动采集与存储，生产报表按时间自动生成并记录数据，对关键三区指标数据可进行红、黄、绿三区报警和批注，同时可对日数据、月数据进行统计分析形成相应的分析结果。

2 系统架构

根据熔炼分厂生产报表自动化系统实际业务需求，系统架构见图1，总体可分为数据层、业务层以及用户层。

图1 熔炼分厂生产报表自动化系统架构

数据层主要为报表业务提供多源数据源，通过工业隔离网闸PSL-A1081 对现场DCS/PLC、DTU/RTU、智能装备等设备采用相应的通信协议将所需数据采集至隔离网关，并通过Modbus、CommServer 等协议将数据上传至工业实时历史数据库pSpace 进行存储。通过ODBC Router 转储工具可将实时库数据按需转储至关系库，从而为后续业务的开展提供数据保障。

业务层主要为业务报表的开发，包括生产运行参数报表、关键设备运行参数报表、能源报表、关键三区报表、检化验报表等生产统计报表。

用户层主要为用户开放，完成对系统参数、用户及用户权限等参数进行配置，同时给用户提供报表操作及展示的平台。

3 关键技术及实现

3.1 数据采集与存储 依据熔炼分厂业务需求，需对现场不同品牌的DCS/PLC、大量的能源计量仪表以及智能装备等相关数据按需采集并存储。工业隔离网闸PSL-A1081 支持多种品牌DCS/PLC 以及各种无线仪器仪表数据的采集与转发，对工业控制网络和生产网络起到“防火墙”的作用，可确保工控系统的正常运行。工业实时历史数据库pSpace 可对网闸采集与转发的数据进行存储，存储周期按需可达5-10 年。

3.2 数据转储 为便于生产报表自动化系统对实时数据的应用，需将采集存储在实时数据库的数据转换为结构化的实时数据，从实时数据库转移到关系数据库存储，形成结构化实时数据[2-3]。ODBCRouter 是实时数据库pSpace 与关系数据库的衔接组件，支持实时数据与管理数据的交互。按熔炼分厂报表业务需求，需确定数据转储频率；对照数据转储标准，对实时数据进行结构化存储。为方便报表开发及后续修改，在Postgresql 中转储生成的结构化实时数据表与业务关系表之间需建立insert触发器和触发函数。

3.3 表结构设计 熔炼分厂生产报表以前一天20 点开始，当天20 点结束为当天报表数据，因此需对当天20点后数据进行时间逻辑处理以满足报表需求。建立select_year()、select_month_day()等函数对数据采集时间处理，select_month_day()部分实现逻辑如下：

熔炼分厂铜合成炉中央控制室生产原始记录表结构见表1。

表1 铜合成炉中央控制室生产原始记录表结构

3.4 生产报表开发与实现 FineReport 是由帆软自主研发的一款用于报表制作、分析和展示的报表开发工具，秉持零编码的理念，易学易用，功能强大，以“专业、简捷、灵活”著称，仅通过简单的拖拽操作便可制作中国式复杂报表，轻松实现报表的多样化展示、交互分析、数据录入、权限管理、定时调度、打印输出、门户管理和移动应用等需求[4-5]。

熔炼分厂生产报表种类繁多，格式复杂，通过FineReport 报表开发工具可简化报表开发流程，缩短报表设计与开发时间。FineReport 报表开发界面见图2。

图2 FineReport 报表开发界面

熔炼分厂生产报表主要包括生产运行参数报表、关键三区报表、关键设备运行参数报表、能源报表以及检化验分析报表，除检化验分析报表数据来源于第三方LIMS 系统外，其余报表数据均来自现场设备或系统，因现场原因无法采集的数据，将以人工录入方式录入。

熔炼分厂生产报表一般按照每小时记录一次的方式定时将实时数据转储至关系库并在报表中展示，同时根据不同时间维度，自动生成相关数据的日报、月报、季报以及年报等统计数据，并以图形的形式进行展示。通过超链接的方式可实现关键三区报表异常数据的报警与批注，但需对数据提前设定相应的三区范围。

熔炼分厂生产报表开发完成后，通过链接的方式可嵌入FinforWorx信息化生产管控平台，相关人员可在平台上对报表执行相应的操作，也可对熔炼分厂生产报表设置对应的权限，按实际需求设置熔炼分厂报表填报权限和熔炼分厂报表只读权限即可。图3 为熔炼分厂铜合成炉中央控制室生产原始记录。

图3 熔炼分厂铜合成炉中央控制室生产原始记录

合成炉生产运行监控大屏主要对当日和当月数据进行统计分析后以图形的形式直观展示分厂生产运行情况，主要对合成炉作业率、负荷率、电单耗、氧单耗、能源（电耗、风、氧）以及生产（干/湿精矿处理量、放铜/渣量）等数据进行日数据和月数据的统计结果展示。

4 系统应用效果

4.1 多源数据实时共享 熔炼分厂生产报表自动化系统的开发打破了分厂各工序生产经营数据“信息孤岛”现象，打通分厂内部上下游数据共享通道，通过分厂多源异构数据的统一采集与存储，实现了数据的长期存储，为将来分厂数字化业务的开展提供有效的数据支撑。

4.2 生产报表自动生成 通过FineReport 报表开发工具完成各种报表的开发，可根据日期自动生成相关内容，避免了报表“月月做，天天改”的现象。通过报表与关系库的实时交互，实现数据定时自动上传，较之前纸质报表人工录入而言，最大限度地提高了数据记录的准确性和及时性，同时数据录入更加快捷、方便，岗位人员由原来4 人缩减至1 人即可完成现有数据录入工作，进一步降低了分厂人工成本。

4.3 生产数据自动分析 根据熔炼分厂生产报表需求开发对应的日报、月报、年报，对于分厂产量或能耗等数据的统计分析可通过系统后台算法实现实时统计，并将分析结果以图形的方式直观地展示。生产数据的自动分析提高了工作人员的工作效率，减少了劳动强度，对熔炼分厂日常生产起到辅助决策的作用。

4.4 生产管理精准及时 通过熔炼分厂生产报表自动化系统的开发与应用，打通了分厂内部实时数据共享通道，通过生产报表自动生成与生产情况实时分析，分厂管理和技术人员对生产的管控更加精准、高效，生产匹配化更加完善。

5 结论

基于FineReport 开发的生产报表自动化系统在熔炼分厂的成功建设与应用，改变了分厂原有生产和管理模式，对生产管理更加精细化，生产过程参数调整更加及时，数据共享更加准确、高效，提高了熔炼分厂整体信息化生产和管理水平，已在集团公司内部树立了信息化建设的典范，起到了标杆示范作用，下一步将在现有报表数据积累的基础上，深入挖掘生产数据的价值，帮助企业管理人员对企业生产做出更精准的管理。