大型在線設(shè)備管理中自動圖表的設(shè)計

郭　銳

(廣東理工學(xué)院 信息工程系，廣東 肇慶 526100)

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大型在線設(shè)備管理中自動圖表的設(shè)計

郭銳

(廣東理工學(xué)院 信息工程系，廣東 肇慶 526100)

摘要：大型在線設(shè)備通常工作在生產(chǎn)線或重要的流水線上，因此在實際的工作過程中對設(shè)備各部件的工作時間的要求非常嚴(yán)格，在設(shè)備的設(shè)計、生產(chǎn)、測試、監(jiān)控和維護(hù)過程中都需要對設(shè)備的工作時間進(jìn)行管理，傳統(tǒng)的方法是通過軟件將傳感器數(shù)據(jù)或運行日志直接在Excel中記錄時間數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)獲得方式直接且方便，但是不利于人員理解數(shù)據(jù)含義。為了提高管理效率，提出了利用VBA技術(shù)開發(fā)根據(jù)數(shù)據(jù)自動繪制甘特圖圖表的方法。此法能夠大幅提高數(shù)據(jù)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(guān)鍵詞：在線設(shè)備管理；甘特圖；VBA

0引言

大型的在線設(shè)備通常包括光學(xué)、機械、電控、算法等多方面硬件和軟件的協(xié)調(diào)工作，為了保證這些設(shè)備在生產(chǎn)線或流水線上能夠與其他銜接設(shè)備協(xié)同完成工作，在設(shè)計、生產(chǎn)、測試、監(jiān)控和維護(hù)大型在線設(shè)備的時候，當(dāng)前設(shè)備的各個模塊完成一個功能所需的時間、以及整個設(shè)備從開始到完成一個作業(yè)所用的時間都是生產(chǎn)方控制和管理的重中之重。工廠傳統(tǒng)的方法是設(shè)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(jié)束時間，通過對比，得出設(shè)備是否能滿足設(shè)計要求或工作狀態(tài)是否正常的結(jié)論。這種方法獲取數(shù)據(jù)的方式簡單合理，但是如果要根據(jù)原始數(shù)據(jù)得出數(shù)據(jù)含義則需要人工查找相關(guān)數(shù)據(jù)、再計算對比才能得出結(jié)論，效率較低，需要尋找更好的方法來輔助數(shù)據(jù)分析過程。

1需求分析

1.1傳統(tǒng)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(shù)據(jù)，并且容易實現(xiàn)，是設(shè)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(shù)字的表格，不能直觀地銜接和對比不同模塊中得到的數(shù)據(jù)，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(shù)據(jù)間的關(guān)系更直觀地表達(dá)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(yīng)用于對項目完成時間和完成順序的計劃和監(jiān)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(xù)時間。這種表示方式同樣適用于管理設(shè)備的工作時間，因此考慮在傳統(tǒng)的表格記錄方法的基礎(chǔ)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(jīng)典的表格軟件Excel中提供了很多圖表，但是由于甘特圖的數(shù)據(jù)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(shù)，實現(xiàn)在Excel中根據(jù)輸入數(shù)據(jù)自動地繪制時間單位可以自定義的甘特圖。

2概要設(shè)計

2.1數(shù)據(jù)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(dá)了一個活動所持續(xù)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(jié)束時間。為了提高工作效率，防止手動輸入過多冗余數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)應(yīng)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(shù)據(jù)定義

在線設(shè)備的工作模式通常是一臺或多臺相同設(shè)備并行工作、或者幾臺不同設(shè)備協(xié)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(zhǔn)確的表示或者更好的監(jiān)控設(shè)備運轉(zhuǎn)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(dá)出來。為了達(dá)到這種效果，還需要設(shè)置幾個參數(shù)，包括所需繪制的周期數(shù)、單個表格所表達(dá)的單位以及并行工作的工作對象數(shù)等關(guān)鍵值。

2.3顯示效果

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

3詳細(xì)設(shè)計

3.1標(biāo)志單元格

由于設(shè)備不盡相同，因此每次繪圖的活動對象數(shù)目和每個表格表達(dá)的單位都可能不同，因此待繪圖的源數(shù)據(jù)區(qū)域的大小也不是固定值，為了使操作更為靈活，在實現(xiàn)繪圖時，不能以固定的單元格區(qū)域(比如A1：G100區(qū)域)作為源數(shù)據(jù)區(qū)域，而應(yīng)該設(shè)定好如“CHARTDATA”字樣的指定關(guān)鍵字，并將單元格內(nèi)容與指定關(guān)鍵字相匹配的單元格確定為“標(biāo)志單元格”，以此標(biāo)志單元格作為要形成圖表所需源數(shù)據(jù)區(qū)域的第一個單元格，后續(xù)數(shù)據(jù)的查找都要基于此標(biāo)志單元格進(jìn)行。

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

3.2關(guān)鍵參數(shù)

圖表名、周期數(shù)、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(guān)鍵字和值的形式寫在與標(biāo)志單元格位置相對固定的單元格中。

3.3數(shù)據(jù)區(qū)域設(shè)置

稱標(biāo)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(nèi)列出其他所需設(shè)置的參數(shù)的特定關(guān)鍵字，在參數(shù)關(guān)鍵字列的下一行對應(yīng)的單元格里填寫參數(shù)值。第三行開始為正式的繪圖數(shù)據(jù)，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(xù)時間。以上內(nèi)容組成了繪圖所需的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)表。

3.3.1表　繪圖所需手工填寫的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)表示例

當(dāng)圖表是為了給開發(fā)人員或客戶展示設(shè)計效果時，程序?qū)⒏鶕?jù)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)表展開生成制定周期數(shù)中的所有開始和持續(xù)時間；當(dāng)圖表是為了監(jiān)控和維護(hù)而分析設(shè)備實際運行時間時，周期數(shù)目填寫為特定值，如“NULL”等關(guān)鍵字，則后續(xù)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(jìn)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(fā)從基礎(chǔ)數(shù)據(jù)表形成合適的完整源數(shù)據(jù)、以及后續(xù)的繪圖動作。

主要需要解決的技術(shù)問題有：指定活動工作表、獲取指定單元格數(shù)據(jù)、匹配單元格數(shù)據(jù)、按單元格填充顏色和文字、根據(jù)要求設(shè)置坐標(biāo)軸范圍、設(shè)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(shù)據(jù)準(zhǔn)備階段，這一階段的操作主要包括：

(1)按照數(shù)據(jù)的格式要求設(shè)置好標(biāo)志單元格和關(guān)鍵參數(shù)；

(2)根據(jù)時間安排表得到基礎(chǔ)數(shù)據(jù)表。

然后點擊繪圖按鈕觸發(fā)程序進(jìn)行自動繪圖，這一階段的內(nèi)容包括：

(1)先對活動工作表第一列進(jìn)行查找，找到標(biāo)志單元格；

(2)對標(biāo)志單元格右側(cè)的關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行匹配分析，將參數(shù)值讀入程序；

(3)若存在周期參數(shù)，則需根據(jù)參數(shù)兩列一組地計算出每個活動在每個周期中對應(yīng)的開始時間和持續(xù)時間，并填寫到基礎(chǔ)數(shù)據(jù)表右側(cè)的連續(xù)空白單元格中；

(4)準(zhǔn)備繪圖區(qū)，要設(shè)置背景顏色、網(wǎng)格線樣式和顏色，顯示的坐標(biāo)區(qū)域等；

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

3.6實現(xiàn)效果

3.6.1圖　圖示為某大型設(shè)備正常運行時的活動甘特圖

4結(jié)語

大型在線設(shè)備涉及到光機電算各模塊的協(xié)同工作，且要保證在生產(chǎn)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(shù)。本文基于實際的生產(chǎn)需求，研究了運用VBA技術(shù)，將時間數(shù)據(jù)自動繪制為甘特圖圖表，來輔助描述在線設(shè)備完成作業(yè)時的工作順序和工作時間的方法，改善了傳統(tǒng)純數(shù)據(jù)記錄方法不易閱讀的缺陷，降低了數(shù)據(jù)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(tǒng)設(shè)計、系統(tǒng)測試、規(guī)格制定、系統(tǒng)維護(hù)、產(chǎn)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(zé)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(xiàn)標(biāo)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(shè)備圖像處理算法、測試等方面研究。

收稿日期：2015-10-28