一种离散制造业生产数据坐标图的动态生成方法

1.本发明涉及一种离散制造行业生产时，在不同生产过程中产生的数据，通过查询并整理后，在其制造执行系统软件中动态生成坐标图的方法。


背景技术：

2.在现代的离散制造行业中，多数行业都是按照产品批次进行组织生产，不同批次在生产时，即有相似点，又有其特征存在。生产过程从生产计划开始到最终成为成品运送至目的地，在整个生产过程中需要对各个环节进行把控，以了解生产情况，及时处理生产过中产生的问题，避免生产事故的发生。生产完成后，需要对历史生产数据进行统计分析，为以后的生产提供参照和指导。
3.在信息化生产之前，都是通过纸质单据进行生产跟踪，并人为进行统计汇总，不仅工作效率低，失误率也会很高。在现代信息化生产中，通过计算机将数据录入数据库中，需要时可以及时提取历史数据，减少了人工查找的工作量。但是目前，多数生产数据展示都是通过报表和静态坐标图进行，不仅展示形式比较单一，跟踪查找起来较为繁琐，缺乏相互之间联系，软件复用性很低，图表展示方式的模型也没有太多规范化的指导，缺少灵活的动态展示方法。


技术实现要素：

4.针对上述技术不足，本发明的目的提供一种离散制造业生产数据坐标图的动态生成方法。该方法可以用在离散制造业中批次跟踪，以及后续的数据统计分析过程中。
5.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种离散制造业生产数据在坐标图中的动态生成方法，获取生产数据，在服务器上动态生成坐标图进行可视化，包括以下步骤：
6.1)通过控件绘制展示坐标图样式模板，形成图形模板库；
7.2)建立用于区分用户角色为用户分组并赋予查询权限的用户权限模型、用于描述整个生产过程的生产模块、用于区分展示数据类型的展示数据类型模块；
8.3)根据用户角色权限、生产模块中的生产过程数据和用户指定的筛选条件动态生成数据库查询语句并执行，得到查询结果集；
9.4)将查询结果集裂变为多个包含相同字段的二维数据表；其中维数代表字段个数，相同字段称为连接字段，以多个二维表的连接字段作为x坐标轴，其他字段作为y轴；当其他字段包含多种展示数据类型时，使用多y轴坐标系，建立多个y坐标轴；
10.5)根据x轴、y轴展示数据类型确定图形样式，从预先建立好的图形模板库中加载图形；
11.6)将查询结果集赋值到实体集中；当展示图的数据需要实时更新时，设置定时器解析缓存数据，将解析后的缓存数据与原实体集对比，如有不同更新实体集；
12.7)整理实体集并发送到前端，按照图形数据源绑定形式，将实体集绑定到图形的
坐标轴与系列上，得到最终的展示图。
13.根据用户角色权限加载展示图并整理数据进行展示，将不同角色分配给不同用户，根据每个用户的角色，限定其查询条件或查询过程方式，包括查询数据的范围、数据量、数据类型、聚合函数类型，以参数形式传递给查询sql语句或存储过程中，如参数传递形式不能满足不同角色的查询差异，为角色创建新的sql语句或存储过程，最终根据角色执行不同的查询语句得到不同的查询结果。
14.根据展示数据类型同匹配得到相应的展示图类型，加载展示图并整理数据进行展示，包括以下步骤：
15.确定展示数据字段，字段类型，展示维度；其中展示维度表示展示数据包含的字段数量；
16.对于大于3个维度的数据，将其裂变成包含同一字段的多个2维度数据，同一字段作为连接字段：字段1(时间类型)*字段2(数值类型)*字段3(数值类型)，裂变后转化为字段1(时间类型)*字段2(数值类型)、字段1(时间类型)*字段3(数值类型)；
17.用相同字段作为坐标系x轴，不同字段作为y轴，绘制坐标系，如不同字段存在展示数据类型不一致，采取多y轴形式表示，根据用户需求使用极坐标系；
18.确定坐标图样式，其中包含时间类型使用折线图，时间类型*数值类型使用k线图，类目类型*数值类型使用柱状图，数值类型*数值类型使用散点图，类目类型*类目类型使用热力图；
19.整理数据，生成展示图。
20.所述整理数据，生成展示图，包括以下步骤：
21.执行sql查询语句，查询数据库，得到查询结果集；对于生产模块中需要实时更新的数据，定时将查询结果放在缓存中；
22.建立查询实体集保存查询结果；
23.在实体处理逻辑单元中根据不同的展示图样式，整理实体集，根据需要对空字段赋0，长字段截取，删除冗余数据，根据展示图插件绑定实体格式调整字段；多个展示图构成展示页面。
24.对于生产模块中需要实时刷新的数据，定时将查询结果放在缓存中，实时解析缓存中的数据与当前实体集比较，如果存在不同，赋值到实体集中，推送到前台。
25.多个展示图构成展示页面，调整展示图外观，页面布局，生成展示页面，根据展示图数据调整展示图外观，包括坐标范围、字体大小、系列参数，根据不同用户定制配色主题，对多个展示图合理布局，最终形成展示页面。
26.一种离散制造业生产数据在坐标图中的动态生成系统，包括，
27.前端，用于通过控件绘制展示坐标图样式模板，形成图形模板库；并按照图形数据源绑定形式，将实体集绑定到图形的坐标轴与系列上，得到最终的展示图；
28.后端，用于建立基础数据模型；根据用户角色权限、生产模块和用户指定的筛选条件动态生成数据库查询语句，从数据库获取查询结果集；将查询结果集裂变为多个包含相同字段的二维数据表；根据二维数据表中相同字段作为x轴，其他字段作为y轴；根据x轴、y轴展示数据类型确定图形样式，从预先建立好的图形模板库中加载图形；将查询结果集赋值到实体集中；当展示图的数据需要实时更新时，设置定时器解析缓存数据，将解析后的缓
存数据与原实体集对比，如有不同更新实体集；整理实体集并发送到前端；
29.数据库，存有生产数据，根据数据库查询语句执行，得到查询结果集反馈后端。
30.所述基础数据模型，包括：
31.用户权限模型，用于根据用户角色为用户分组，给用户角色赋予不同的查询权限；
32.生产模块，用于描述整个生产过程；
33.展示数据类型模块，用于设计展示数据的类型。
34.本发明具有以下有益效果及优点：
35.1.本发明方法可配置生产模块，对于不同生产阶段，定制了不同的数据展示方式，展示方式多样化。
36.2.本发明方法可根据用户权限，自动调整展示图形式、展示样式、以及展示数据范围。
37.3.本发明可动态生成坐标类展示图，增加了软件代码可复用性。
38.4.本发明给出了数据库数据到坐标图数据的统一转换方式，可适用于大多数坐标图的绘制。
39.5.本发明可适用于基于b/s、c/s的多数制造执行系统软件。
附图说明
40.图1是本发明的系统结构图；
41.图2是本发明的执行流程图；
42.图3、图4是具体实施效果成品图；
具体实施方式
43.下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。
44.离散制造业生产数据坐标图的动态生整体结构图1所示。
45.有的离散制造企业的制造执行系统使用c/s，即客户端/服务器的模式，也有的系统是网页/服务器的b/s模式，不论企业系统属于哪种模式，其整体架构都可视为mvc(model-view-control)模型，即包括视图层、模型层、控制层的结构，视图层属于系统前端，与客户进行交互，控制层在系统后端用来接收处理用户前端请求，模型层通常以实体的形式被定义，整个系统还包括基础数据层即数据库。
46.控制层所完成的任务有：首先接收前端查询请求(如图1中1所示)，并根据不同的请求生成不同的数据库查询语句，查询需数据库(如图1中2所示)，接收查询结果集(如图1中3所示)(对于需要实时更新的数据，定时将结果集写入缓存并定时解析，如图1中3.1、3.2所示)，然后将结果集赋值给实体集(如图1中4所示)，并从图形模板库中选择适合的展示图(如图1中5所示)，加载到前台(如图1中6所示)，最后将实体集绑定到展示图上，完成请求回应。
47.一种离散制造业生产数据在坐标图中的动态生成方法，包括以下步骤：
48.使用控件绘制展示坐标图基本样式模板，不同控件各类坐标图基本组成通常都为坐标轴加上系列，例如：折线图、柱状图、散点图、热力图、k线图，形成图形模板库。
49.建立生产数据统计分析展示的基础数据模型：
50.建立可配置生产模块基础数据模型，用来区分产品不同的生产阶段，例如：生产计划模块、车间生产模块、库房管理模块、质量模块。
51.建立可配置角色权限基础数据模型，用来区分不同用户、不同角色查看数据的权限。
52.建立可配置展示数据类型基础数据模型，用来区分不同的展示数据类型，例如：时间类型、数值类型、类目类型。
53.根据生产模块、展示数据类型、角色权限的不同匹配得到相应的展示图类型，加载展示图并整理数据进行展示。
54.根据生产模块加载展示图并整理数据进行展示，包括以下内容：
55.生产计划模块，作为指导生产的依据和标杆，与车间生产模块中的数据进行对比展示，时间维度包括：日、周、季度、年。即日计划与每日产量比较、月计划与月产量比较、年计划与年计划比较，指导生产，掌握企业计划完成情况。
56.车间生产模块，对于生产数据，其特征是需要数据及时有效的实时展示，借助高速缓存实时刷新数据，保证生产信息第一时间展现出来，建立生产实时监控图形样式，监控每一台生产设备数据。
57.库房管理模块，库房中对于出入库记录，其特征是单据类型多样，库存统计根据出入库记录与单据类型动态生成，每月结转当前库存，作为下月初始库存量，库存展示形式为类目类型与数值类型，其中类目类型为产品类目，数值类型为此产品库存量。
58.质量模块，其特征是多种数据类型相互组合，对于质量数据中离散数据，展示数据类型为类目类型*数值类型，例如某产品中合格品与不合格品数量，对于连续数据，展现数据类型通常为时间类型*数值类型，可以对比看出一段时间内，质量波动情况以及变化趋势。
59.根据角色权限加载展示图并整理数据进行展示，将不同角色分配给不同用户，根据每个用户的角色，限定其查询条件或查询过程方式，例如查询数据的范围、数据量、数据类型、聚合函数类型，以参数形式传递给查询sql语句或存储过程中，如参数传递形式不能满足不同角色的查询差异，为角色创建新的sql语句或存储过程，最终根据角色执行不同的查询语句得到不同的查询结果。
60.根据展示数据类型同匹配得到相应的展示图类型，加载展示图并整理数据进行展示，包括以下步骤：
61.确定展示数据字段，字段类型，展示维度，其中展示维度表示展示数据包含的字段数量。
62.对于大于3个维度的数据，将其裂变成包含同一字段的多个2维度数据，同一字段作为连接字段。例如：字段1(时间类型)*字段2(数值类型)*字段3(数值类型)，裂变后转化为字段1(时间类型)*字段2(数值类型)、字段1(时间类型)*字段3(数值类型)。
63.用相同字段作为坐标系x轴，不同字段作为y轴，绘制坐标系，如不同字段存在展示数据类型不一致，采取多y轴形式表示，有特殊要求下也可以使用极坐标系。
64.确定坐标图样式，其中包含时间类型使用折线图，时间类型*数值类型(包含最高最低)可使用k线图，类目类型*数值类型使用柱状图，数值类型*数值类型使用散点图，类目类型*类目类型使用热力图。
65.整理数据，生成展示图。
66.整理数据，生成展示图，包括以下步骤：
67.执行sql查询语句，查询数据库，得到查询结果集。对于生产模块中需要实时更新的数据，定时将查询结果放在缓存中。
68.建立查询实体集保存查询结果。
69.在实体处理逻辑单元(控制层)中根据不同的展示图样式，整理实体集，可根据需要对空字段赋0，长字段截取，删除冗余数据，根据展示图插件绑定实体格式调整字段，如某些插件展示图需要字段重命名为
‘
value’、热力图需要字段以坐标值(a,b,value)形式进行绑定。
70.多个展示图构成展示页面。
71.对于生产模块中需要实时刷新的数据，定时将查询结果放在缓存中，实时解析缓存中的数据与当前实体集比较，如果存在不同，赋值到实体集中，推送到前台。
72.多个展示图构成展示页面，需要调整展示图外观，页面布局，生成展示页面，根据展示图数据调整展示图外观，如坐标范围、字体大小、系列参数，也可根据不同用户定制配色主题，对多个展示图合理布局，最终形成展示页面。
73.本方法是在系统前端增加图形模板库，用来存储图形样式模板，在模板中只需要定义好坐标图的x、y坐标轴与图形系列。
74.离散制造业生产数据坐标图的动态生成流程图2所示，具体步骤如下：
75.1)建立基本图形模板库，可借助插件绘制，包含折线图、柱状图、散点图、热力图、k线图，其中坐标系可扩展包含多y轴直角坐标、极坐标、空间直角坐标等，在图形模板库中定义好坐标轴和系列。
76.2)建立系统管理模型，需要至少包括用户权限管理、生产模块管理、展示数据类型管理，用户权限可使用用户角色为用户分组，给用户角色赋予不同的查询权限；生产模块管理应涵盖产品整个生产过程，不同的生产模块可定制化单独的图形样式和查询方式；展示数据类型大致可分为数值类型、时间类型、类目类型，根据字段类型匹配展示数据类型。
77.3)根据用户角色权限，生产模块和用户指定的筛选条件动态生成数据库查询语句并执行，也可以调取数据库视图或存储过程，得到查询结果集，如果展示图数据需要实时更新，此时可以设置定时器，定时执行查询语句，将查询结果写入缓存。
78.4)将查询结果集裂变为n个包含相同字段的二维数据表，其中维数代表字段个数，相同字段称为连接字段，以多个二维表的连接字段作为x坐标轴，其他字段作为y轴，如果其他字段包含多种展示数据类型，需要使用多y轴坐标系，建立多个y坐标轴。
79.5)根据x轴，y轴展示数据类型确定图形样式，其中包含时间类型使用折线图，时间类型*数值类型(包含最高最低)可使用k线图，类目类型*数值类型使用柱状图，数值类型*数值类型使用散点图，类目类型*类目类型使用热力图，确定好图形样式后，从已经建立好的图形模板库中加载图形。
80.6)将查询结果集赋值到实体集中，如果需要展示图数据实时更新，可以设置定时器解析缓存数据，与原实体集对比，如有不同更新实体集。
81.7)整理实体集，发送到前端，按照图形数据源绑定形式，将实体集绑定到图形的坐标轴与系列上，得到最终的展示图。
82.8)可以根据展示图效果调整展示图外观，也可以为不同用户量身定制主题包和配色方案，以加载主题包的形式更改外观。最后，将不同的展示图通过合理化的布局生成展示页面。
83.下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明。
84.将某工厂质量模块监测数据生成坐标图。
85.图形模板库使用echarts插件已定义好图形的坐标轴和系列。
86.第一步，配置生产模块，此坐标图用于质量模块中每日质量检测数据。
87.第二步，配置人员权限，根据人员不同角色，配置其可查看数据范围、查看信息方式。
88.第三步，配置数据类型，源表数据字典如1所示：
89.[0090][0091]
第四步，确定展示字段，根据实际情况需要展示某一部门某一天所有机台的数据。根据要求，需要展示的字段包括：equipment_name、collectormonth、rcrj、sum、ok、rj、n1、n2、n3、n4、n5、n6、n7、n8、n9、n10、n11。
[0092]
第五步，建立人员权限查询字段查询条件，其中collectorday，ground_name，equipment_name字段作为人员权限筛选条件字段，即获取登陆人员信息，确定人员角色，根据人员不同的角色，限定其查询条件。例如，张三是一部工地班组长，他的查询权限限定为ground_name＝
‘
一部’，equipment_name为所有机台，collectorday为最近一个月，即他可以查询到一部所有机台最近30天的某一天机台数据；李四是一部部长，他的查询权限限定为ground_name＝
‘
一部’，equipment_name为所有机台，collectorday为最近半年，与张三不同的是，使用聚合函按月为其统计所有机台的数据总和。
[0093]
第六步，将多字段裂变为多个包含连接字段的二维数据表，张三使用equipment_name作为连接字段，裂变结果如下：equipment_name*rcrj、equipment_name*ok、equipment_name*rj、equipment_name*n1、equipment_name*n2、equipment_name*n3、equipment_name*n4、equipment_name*n5、equipment_name*n6、equipment_name*n7、equipment_name*n8、equipment_name*n9、equipment_name*n10、equipment_name*n11。李四则使用collectormonth作为连接字段，裂变结果如下：collectormonth*rcrj、collectormonth*ok、collectormonth*rj、collectormonth*n1、collectormonth*n2、collectormonth*n3、collectormonth*n4、collectormonth*n5、collectormonth*n6、
collectormonth*n7、collectormonth*n8、collectormonth*n9、collectormonth*n10、collectormonth*n11。
[0094]
第七步，确定坐标轴，选择相同字段，张三连接字段equipment_name作为x轴，李四collectorday作为x轴，其他字段作为y轴。
[0095]
第八步，确定坐标图样式，类目类型—数值类型使用柱状图，其中n1—n9作为不同的剔除品可以使用堆叠柱状图进行展示，将每一个剔除品的小柱堆叠到一起形成一个剔除品总量的柱子，即所有剔除品量值累加到一起为rj的量值。由于y轴字段中包含剔除率，使用百分数表示，区别于其他字段，因此使用双y轴展示形式，单独为剔除率建立百分数y轴，并用折线图表示，能突出展示出不同机台剔除率的变化趋势情况。
[0096]
第九步，定义程序后台用于展示的实体类，将实体类集合对应的属性绑定到图形x轴、y轴以及系列上。
[0097]
第十步，执行查询sql，如需要多表联合查询，可使用查询视图或调用存储过程，得到查询结果集，将结果集赋值到实体集中，从图形模板库中加载图形，绘制成图，张三看到最终效果如图3所示，李四看到最终效果如图4所示。
[0098]
第十一步，如果需要实时刷新数据，可以将查询结果保存在缓存redis中，并定时执行查询sql，更新redis中的查询结果。页面定时从redis中获取数据，赋值到实体集合中，凭借redis缓存，避免了多用户实时访问时，长时间占用数据库连接资源，提高了系统运行效率。