В данной статье мы рассмотрим программный продукт для создания производственной отчетности и аналитики Dream Report от компании Ocean Data Systems. Продукт прошел долгий путь развития от небольшой утилиты для создания отчетов, до самостоятельного решения для формирования производственной аналитики, отчетности и анализа эффективности предприятия.
Стоит отметить, что Dream Report присутствует на рынке решений автоматизации уже более 18 лет и много раз был удостоен премии Engineer’s Award Choice.
Главная идея программного продукта — дать возможность быстро создавать функциональные и эффективные отчеты для широкого профиля пользователей (операторы, ИТР, руководители различных уровней) без глубоких знаний в программировании, написании скриптов, работе с базами данных. Dream Report имеет широкие возможности по подключению к различным системам автоматизации, SCADA, MES-системам, базам данных различных производителей, контроллерам и различному производственному оборудованию.
Dream Report система 3 в 1
Стоит отметить, что ранее все воспринимали Dream Report как продукт исключительно для создания отчетов, который собирает и предоставляет данные в форме документов, и действительно — это одна из главных задач продукта. Однако, продукт непрерывно развивается и расширяет свой функционал.
Так, например, в последних версиях появился функционал web-дашбордов, использующий выделенный сервер для публикации живых данных в виде информационных панелей, которые позволяют вам отслеживать ключевые показатели в режиме реального времени.
Одно из нововведений в последних версиях — это сервер аналитики. Если ранее Dream Report являлся только потребителем информации, опрашивая устройства или смежные системы, и предоставлял по ним отчеты, то теперь при помощи сервера аналитики продукт может все собранные и рассчитанные аналитические данные предварительно отфильтровать, нормализовать и передавать во внешние системы по общепромышленным протоколам. Таким образом продукт является источником подготовленных аналитических данных для вышестоящих систем автоматизации.
Архитектура
Архитектуру решения можно представить в виде трёх уровней.
Первый уровень
На первом уровне архитектура Dream Report включает нативные драйвера для доступа к различным источникам, где продукт может работать с уже собранными архивными данными, например: сбор данных с Pi System, Aveva Historian, Honeywell и подобными. Для этого Dream Report обладает как драйверами для проприетарных протоколов, так и коннекторами к открытым промышленным протоколам, например OPC или Modbus, а также для работы с файлами (csv, xml, txt) и различными базами данных.
Подсистема сбора позволяет работать с данными реального времени, считывая необходимые данные с помощью собственных драйверов, как с исполнительного оборудования и контроллеров, так и с программных средств (SCADA, HMI). Отдельный набор коннекторов обеспечивает подключение к архивным данным, которые могут быть сохранены, как в реляционных базах данных, так и в проприетарных промышленных архивах (базах данных реального времени).
Более того, если в вашей системе автоматизации нет архива данных, то Dream Report может выполнять функцию «легкого» архива. Для этого в системе предусмотрен модуль архивации, который в качестве инфраструктуры базы данных может использовать Microsoft SQL сервер, MySQL, Oracle или Microsoft Access. Это позволяет построить недорогое решение по архивации событий и значений технологических параметров для несложных систем автоматизации.
Второй уровень
Это студия разработки отчетов, где происходит настройка всех подключений, создание отчетов и определение правил их генерации.
Студия представляет собой конфигуратор, который позволяет выполнять все настройки без написания каких-либо скриптов или SQL запросов, хотя инструменты для этого также присутствуют. В большинстве случаев создание отчетов происходит по принципу Drag-and-Drop с помощью готовых элементов — таблиц, графиков, одиночных значений или графических примитивов.
Студия позволят уменьшить рутинные операции, создавая шаблоны отчетов. Это позволяет один раз настроить всё оформление и использовать его, меняя только наполнение отчета данными.
Студия обладает библиотекой из 200 различных функций, например: максимальное и минимальное значение, метки времени, подсчеты отклонений счетчика за промежутки времени, потребление энергоресурсов и т.д.. Также, есть встроенные счетчики наработки или простоев оборудования, которые можно использовать для оценки общего коэффициента эффективности оборудования (OEE). Расчёты могут быть связаны как с абсолютными, так и с относительными периодами времени, например, среднее значение за последний час времени формирования отчета. Также расчёты могут быть связаны с функциями управления партиями (Batch-процессами), с метками начала и окончания партии, которые могут быть плавающими во времени.
Дополнительно, вы можете описать свои функции и далее использовать их как часть библиотеки.
Можно использовать один и тот же узел для разработки и для среды исполнения. Есть возможность удаленной разработки, когда Runtime компоненты стоит на одном сервере, а саму разработку Вы ведете со своего рабочего места. Также доступна многопользовательская разработка для сложных и крупных проектов, где Вы можете подключать более, чем одного разработчика и выполнять централизованный контроль над процессом разработки и отладки всего проекта.
Третий уровень
Это среда исполнения отчетов. Этот компонент отвечает за непосредственно сбор информации и генерацию отчетов.
Генерация отчетов может происходить как автоматически — по расписанию или внешнему событию, так и вручную — по запросу пользователя. Далее сгенерированные отчеты могут быть доставлены пользователю в нужную папку, по электронной почте, отправлены на печать или сразу же открыты в web-портале для мгновенного чтения. Формат отчетов может быть как текстовый (csv, pdf, xml, xls), так и в виде web-страниц.
Также, одна из интересных функций в Dream Report — это возможность ручного ввода данных через web-формы оператором для тех случаев, когда эту информацию невозможно собрать другим образом (например, ручной ввод параметров качества партии или причины простоя оборудования). Для подобных событий Вы можете разработать специализированные формы и вносить в них информацию через веб-интерфейс, которая будет попадать в базу данных Dream Report для дальнейшей аналитики.
Сервер аналитических данных
Сервер аналитических данных — это компонент, который предоставляет доступ к аналитической информации, рассчитанной заранее внутри платформы Dream Report для внешних систем. С помощью этого компонента Вы можете использовать аналитические данные в системах корпоративной отчетности, например, в более крупных BI системах корпоративного уровня.
На текущий момент реализован интерфейс OPC DA. В дальнейшем планируется предоставлять доступ к данным с помощью протоколов OPC UA, JSON, OPC HDA.
Web-портал Dream Report
Web-портал — это компонент, который предоставляет доступ к аналитической информации к отчетам через web-браузер.
Варианты работы:
- Предоставление отчетов в виде PDF в web-портале — статические отчеты, то есть один раз был сформирован, и мы его видим просто как pdf документ.
- Предоставление отчетов в формате живой картинки — как только данные меняются, они сразу же будут у Вас меняться и на экране Вашего ноутбука, либо мобильного устройства.
Web-портал для своей работы использует серверную инфраструктуру Microsoft Internet Information Server и позволяет отображать (встраивать) отчеты напрямую в формате HTML5. Например, Вы можете дашборды или графики встроить в свой корпоративный портал, либо встроить напрямую в SCADA систему. Например, такая возможность есть у CitectSCADA и у Aveva Intouch HMI.
Стоит отметить, что в портале информация будет выводиться в том виде, в каком она оформлена в Dream Report. Есть возможность кастомизировать оформление под себя, для того чтобы он совпадал с общим корпоративным стилем других интерфейсов.
Модуль расчета стоимости
Основная задача модуля — это выполнять подсчеты стоимости энергоресурсов в зависимости от тарифов на объекте. Здесь необходимо учитывать множество факторов: например, если электричество имеет несколько вариантов тарифного времени (днем дороже, вечером дешевле), то все эти правила можно задать в модуле расчета стоимости для того, чтобы он подсчитывал уже корректную стоимость электроэнергии за определенные промежутки времени.
Задачи модуля:
- Расчет потребления ресурсов, выставление счетов;
- Создание сложных правил расчета тарифов;
- Составление несколько правил для определения различных стоимостей;
- Гибкие периоды времени: все периоды, календарь (например, каждый день + выбранные дни недели), специальная дата (например, 1 мая, последний четверг Ноября и т.п.).
- Специальные условия расчета на основе значения тэга (например, коэффициент зависит от скорости потребления ресурса);
- Связь с узлами учёта (функция «Счётчик»).
Энергоэффективность
Возможности:
- Генерировать отчеты по различным событиям.
- Сравнение потребления энергоресурсов за различные промежутки времени. Например, по месяцам, по годам или по дням. На примере видим, что в июне 2022 года энергопотребление было выше, чем годом ранее.
- Сравнение реального потребления с планируемым («с энергетическим профилем»). Здесь видим, что желтыми столбиками это подсвечено реальное потребление, а синими планируемое потребление.
- Специальные графические элементы для отчетов по потреблению электроэнергии. Также могут использоваться специализированные символы, утвержденные европейски институтом по энергопотреблению.
Функции MES
Dream Report может выступать в качестве легкой MES системы с различными функция отчетности такими, как:
- Отчеты по количеству произведенной продукции/потребленным сырью и полуфабрикатам.
- Отчеты по партиям (когда, на чем, из чего и кем был выполнен производственный процесс). Возможно использование в качестве решения для формирования отчетов о прослеживаемости и генеалогии продукции.
- Возможность работы с SPC (статистическое управление процессом). Используется для контроля качества продукции.
Также у Dream Report есть функционал работы с партиями и считывание меток времени начала и окончания партии, а также фаз партии, с тэгов контроллера и выполнение расчетов по этим меткам.
Работа с ОЕЕ
Продукт предусматривает функции для расчета доступности, производительности и % брака с возможностью дальнейшего формирования ОЕЕ.
Dream Report может напрямую работать с тегами, например, если у Вас есть в составе производственной линии программное обеспечение, которое говорит о том, что сейчас линия находится в простое и есть определенная причина. Dream Report может сам на себя взять эту функцию при помощи web-портала, либо при помощи считывания параметров с ПЛК, определять, что оборудование сейчас встало по какой-то причине. В дальнейшем эти данные может сохранять в своей базе данных и по ним можно выполнять подсчеты аналитики.
Ниже приведен пример отчета, который содержит таблицу, а ниже круговую диаграмму, где можно увидеть длительность простоев и их частоту. Помимо этого, есть возможность выводить наиболее часто встречающиеся причины простоев, наибольший простой по времени, вести расчет параметров среднего времени восстановления/ремонт MTTR и среднего времени наработки на отказ MTBF.
Операторские журналы
В части операторских журналов Dream Report может частично заменять функционал SCADA системы, например, вести в своих базу данных журнала действий операторов. Для этого ему нужна связь со SCADA системами и контроль тегов, которые изменяются оператором. Это отчеты о действиях пользователей и отчеты, связанные с изменением уставок.
Все эти события могут быть записаны как в свою внутреннюю базу данных, так и считаны из базы данных самой SCADA системы. Также, есть возможность формировать сводки по аварийно-предупредительным сообщениям.
Выводы
Таким образом, в последних релизах, Dream Report может быть самостоятельным программным продуктом с базовым функционалом различных уровней автоматизации:
- Обладает частичным функционалом SCADA-системы, где в реальном времени может отображать изменения информации по производственным процессам в графическом представлении дашбордов в корпоративных системах или на своем web-портале, также использовать собственную базу данных для архивирования полученных данных от контроллеров и других программных продуктов от практически всех мировых вендоров (производителей).
- Включает возможности MES-системы с отчетами по партиям и качеству производимой продукции, а также имеет базовые функции удаленного контроля за производственным процессами, их статусами и сохранение их истории для последующего построения генеалогии.
- Может выполнять контроль простоев и эффективности работы оборудования предприятия за счет связи с контроллерами конвейерного и другого оборудования.
Дальнейший путь развития системы предполагает расширения спектра протоколов передачи данных и развитие самостоятельного функционала для реализации задач полностью автоматизированного программного продукта.
Авторы материала: Михаил Яблоков, руководитель отдела архитекторов решений и Леонид Решетников, менеджер по развитию.
