大型在线设备管理中自动图表的设计

郭　锐

(广东理工学院 信息工程系，广东 肇庆 526100)



大型在线设备管理中自动图表的设计

郭锐

(广东理工学院 信息工程系，广东 肇庆 526100)

摘要：大型在线设备通常工作在生产线或重要的流水线上，因此在实际的工作过程中对设备各部件的工作时间的要求非常严格，在设备的设计、生产、测试、监控和维护过程中都需要对设备的工作时间进行管理，传统的方法是通过软件将传感器数据或运行日志直接在Excel中记录时间数据，数据获得方式直接且方便，但是不利于人员理解数据含义。为了提高管理效率，提出了利用VBA技术开发根据数据自动绘制甘特图图表的方法。此法能够大幅提高数据的可读性，并大量减少人工工作量，为多个部门的管理、沟通工作带来极大方便。

关键词：在线设备管理；甘特图；VBA

0引言

大型的在线设备通常包括光学、机械、电控、算法等多方面硬件和软件的协调工作，为了保证这些设备在生产线或流水线上能够与其他衔接设备协同完成工作，在设计、生产、测试、监控和维护大型在线设备的时候，当前设备的各个模块完成一个功能所需的时间、以及整个设备从开始到完成一个作业所用的时间都是生产方控制和管理的重中之重。工厂传统的方法是设计出各个部件或各项工作正常的工作时间范围，然后通过记录每个部件或每项工作的开始时间和结束时间，通过对比，得出设备是否能满足设计要求或工作状态是否正常的结论。这种方法获取数据的方式简单合理，但是如果要根据原始数据得出数据含义则需要人工查找相关数据、再计算对比才能得出结论，效率较低，需要寻找更好的方法来辅助数据分析过程。

1需求分析

1.1传统方法的缺陷

对工作时间的管理，最常用的方法是用表格的方式记录，这种方法直接、明确、可以完整的记录一切所需的数据，并且容易实现，是设备管理中必不可少的重要工具。但是仅仅依靠充满文字与数字的表格，不能直观地衔接和对比不同模块中得到的数据，为管理者高效地提炼出想要的信息增加了难度，借助图表的帮助可以将数据间的关系更直观地表达出来，是符合此种需求的辅助工具。

1.2图表选择

项目管理方法中提供了一些用于时间管理的图表，甘特图是其中比较重要的一种，又称为横道图，通常应用于对项目完成时间和完成顺序的计划和监控工作。甘特图的表示形式是一张二维图表，其纵轴是活动列表，横轴是时间刻度，通过甘特图能够形象地表示出要完成某项目所需的一系列活动的顺序和每个活动的持续时间。这种表示方式同样适用于管理设备的工作时间，因此考虑在传统的表格记录方法的基础上，增加自动绘制甘特图的功能来辅助管理，提高效率。

1.3工具选择

经典的表格软件Excel中提供了很多图表，但是由于甘特图的数据含义不像柱形图、饼图那样直接，软件并没有直接提供，因此利用VBA编程技术，实现在Excel中根据输入数据自动地绘制时间单位可以自定义的甘特图。

2概要设计

2.1数据来源

由于甘特图是一种条形图，被绘制出的每个条形都表达了一个活动所持续的时间，因此绘制甘特图时，最简便的方法就是让程序方便的读取到每个活动的起始时间和结束时间。为了提高工作效率，防止手动输入过多冗余数据，这些数据应该从已有的“时间记录表格”中通过引用和简单计算得到。

2.2数据定义

在线设备的工作模式通常是一台或多台相同设备并行工作、或者几台不同设备协同工作，而这些工作一般都是以周期性的完成一系列活动组成的，因此为了更准确的表示或者更好的监控设备运转情况，可以画出并行的几个活动对象的前一个半到两个周期，以此将这种周期性表达出来。为了达到这种效果，还需要设置几个参数，包括所需绘制的周期数、单个表格所表达的单位以及并行工作的工作对象数等关键值。

2.3显示效果

为了避免需要上下滚动鼠标才能完全看到图表的问题，将绘制的甘特图与源数据分开，独立显示在一张图表上，背景色可以设置为较柔和浅淡的渐变色，以突出图表的重要内容，对多周期的情况，要将不同周期的条形用不同颜色标识。在一些情况下，一个周期所占的资源较多，可以通过设置显示的时间范围来调整要呈现给读者的数据量。

3详细设计

3.1标志单元格

由于设备不尽相同，因此每次绘图的活动对象数目和每个表格表达的单位都可能不同，因此待绘图的源数据区域的大小也不是固定值，为了使操作更为灵活，在实现绘图时，不能以固定的单元格区域(比如A1：G100区域)作为源数据区域，而应该设定好如“CHARTDATA”字样的指定关键字，并将单元格内容与指定关键字相匹配的单元格确定为“标志单元格”，以此标志单元格作为要形成图表所需源数据区域的第一个单元格，后续数据的查找都要基于此标志单元格进行。

同时为了提高效率，减少查找标志单元格的时间，将标志单元格设计在原“时间记录表”下方某一行的第一列。

3.2关键参数

图表名、周期数、并行工作对象的分隔位置、单元刻度代表的时间单位和待显示的横轴刻度范围也要分别以特定关键字和值的形式写在与标志单元格位置相对固定的单元格中。

3.3数据区域设置

称标志单元格所在行为第一行(下面第一行均为此定义)，则第一行第二列开始的单元格内列出其他所需设置的参数的特定关键字，在参数关键字列的下一行对应的单元格里填写参数值。第三行开始为正式的绘图数据，其中第一列为某活动的名称，第二列为其开始时间，第三列为其持续时间。以上内容组成了绘图所需的基础数据表。

3.3.1表　绘图所需手工填写的基础数据表示例

当图表是为了给开发人员或客户展示设计效果时，程序将根据基础数据表展开生成制定周期数中的所有开始和持续时间；当图表是为了监控和维护而分析设备实际运行时间时，周期数目填写为特定值，如“NULL”等关键字，则后续实际的周期时间都从时间记录表指定的单元格中获取。

3.4绘图方式

为使用VBA进行宏编程，需要保存为后缀名为“.xlsm”的工作簿，在其工作表上添加一个按钮，通过点击按钮来一键触发从基础数据表形成合适的完整源数据、以及后续的绘图动作。

主要需要解决的技术问题有：指定活动工作表、获取指定单元格数据、匹配单元格数据、按单元格填充颜色和文字、根据要求设置坐标轴范围、设置背景色、轮换不同周期颜色等。

3.5绘图流程

首先，是手动的数据准备阶段，这一阶段的操作主要包括：

(1)按照数据的格式要求设置好标志单元格和关键参数；

(2)根据时间安排表得到基础数据表。

然后点击绘图按钮触发程序进行自动绘图，这一阶段的内容包括：

(1)先对活动工作表第一列进行查找，找到标志单元格；

(2)对标志单元格右侧的关键参数进行匹配分析，将参数值读入程序；

(3)若存在周期参数，则需根据参数两列一组地计算出每个活动在每个周期中对应的开始时间和持续时间，并填写到基础数据表右侧的连续空白单元格中；

(4)准备绘图区，要设置背景颜色、网格线样式和颜色，显示的坐标区域等；

(5)读取成对的开始时间和持续时间，根据单元格的单位定义填充相应的单元格，并将持续时间显示在条形中心。

3.6实现效果

3.6.1图　图示为某大型设备正常运行时的活动甘特图

4结语

大型在线设备涉及到光机电算各模块的协同工作，且要保证在生产线中不影响整条流线的正常运作，因此其要完成各功能所需的时间是非常重要的考察参数。本文基于实际的生产需求，研究了运用VBA技术，将时间数据自动绘制为甘特图图表，来辅助描述在线设备完成作业时的工作顺序和工作时间的方法，改善了传统纯数据记录方法不易阅读的缺陷，降低了数据分析的难度，提高了信息展示的效率；同时，自动化绘制的方式大大降低了人工管理的工作量；在系统设计、系统测试、规格制定、系统维护、产品展示等多个方面也为各个部门提供了极大方便。

参考文献：

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责任编辑：程艳艳

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

中图分类号：TP391

文献标志码：A

文章编号：1009-3907(2016)04-0019-03

作者简介：郭锐(1982-)，女，吉林长春人，硕士，主要从事在线检测设备图像处理算法、测试等方面研究。

收稿日期：2015-10-28