Wonderware Information Server 2012 R2 Co je nového Pavel Průša Pantek (CS) s.r.o.
Strana 2 Úvod Wonderware Information Server je výrobní analytický a reportní informační portál pro publikaci výrobních dat do prostředí Internet/intranet. Wonderware Information Server je schopen integrovat výrobní data z různých zdrojů a umožňuje k nim snadný přístup všem klientským zájemcům z jejich běžného internetového prohlížeče (MS Internet Explorer) bez nutnosti instalovat a udržovat na těchto klientských počítačích jakýkoliv další software. Interakce s výrobním prostředím je tedy možná prakticky kdykoliv a odkudkoliv. Klienti mohou mít k dispozici grafické zobrazení aktuálního stavu výrobních technologií včetně dynamických animací (živá procesní vizualizace), aktuální i historické alarmy, historické průběhy procesních veličin a další informace o skutečném průběhu výrobních procesů a vyrobených produktech. Pokud mají příslušná oprávnění, mohou i zasahovat do chodu vzdáleně provozovaných technologických procesů. Analytické vlastnosti portálu Wonderware Information Server jsou dány možností logického propojení veškerých datových zobrazení a schopností předávat parametry mezi nimi. Uživatel tak může poklikáním získávat další a další informace související se zkoumanou problematikou. Data z různých zdrojů lze rovněž kombinovat v rámci jedné webové stránky s možností vzájemné komunikace jednotlivých webových částí. K dispozici je i aktivní.net komponenta Trend pro analýzu dat uložených v databázi Wonderware Historian, kterou je rovněž možné volat a parametrizovat z jiných datových zobrazení. Je možné analyzovat časové průběhy i závislosti jednotlivých veličin v XY grafu, možná je i online analýza (reálný trend). Výkonné reportní jádro je vystavěno na základně Microsoft SQL Server Reporting Services a umožňuje výběr dat z libovolné databáze, jejich zpracování a generování reportních sestav. Sestavy je možné publikovat na portál, tisknout, doručovat klientům prostřednictvím e-mailu nebo ukládat na sdílený datový prostor. Sestavy lze generovat událostně i podle časového plánu. Generování reportů lze rovněž řídit z Wonderware Application Serveru nebo od události definované v historizační databázi Wonderware Historian Server. Toto reportní jádro obsahuje rovněž řadu výkonnostních optimalizací a vyhoví i nejnáročnějším požadavkům zákazníka. Do portálu je integrován i systém Historian Client Reporting pro rychlou publikaci reportních sestav z aplikace Microsoft Excel. Wonderware Information Server umožňuje všechna publikovaná data zabezpečit a vhodně uspořádat, členit a dávat do souvislostí. Všichni oprávnění uživatelé mohou tedy komfortně analyzovat velkou škálu výrobních informací pro podporu rozhodovacích procesů zajišťujících průběžnou optimalizaci výrobního prostředí. Wonderware Information Server je přitom koncipován tak, že jeho administraci nemusí provádět osoba znalá webových technologií. Infrastruktura portálu je již předpřipravena a úlohou administrátora je pouze naplnit portál informacemi v souladu s požadavky uživatelů. Významným rozšířením nejnovější verze Wonderware Information Server 2012 R2 (označované též jako Wonderware Information Server 5.0) je nově přidaná analytická aplikace OverView, která umožňuje v jednotném zobrazení přehledně prezentovat různé typy informací v souvislostech. K hlavním novinkám verze Wonderware Information Server 2012 R2 patří: Nová analytická aplikace OverView Zjednodušení instalace a konfigurace Aktualizace podporovaných verzí operačních systémů Microsoft Windows a databáze Microsoft SQL Server Poznámka: Předchozí verze produktu měla označení Wonderware Information Server 2012 (nebo Wonderware Information Server 4.5).
Strana 3 Rostoucí požadavky uživatelů Výrobní technologie generují velké množství dat různých typů. Tato data jsou vytvářena různými aplikacemi a bývají i různě uchovávána, často na různých serverech a v různých databázích. Přitom tato různorodá data spolu obvykle souvisí, a tak je účelné je analyzovat v určitém kontextu - v kontextu zakázky, dávky, výrobní operace, výrobní šarže, směny, dne, apod. Portál Wonderware Information Server v předchozích verzích tento požadavek splňoval pouze do jisté míry: Prostřednictvím portálové aplikace Provázané tabulky je možný proklik na související informace s předáním parametrů (číslo dávky, číslo šarže, časový interval). Složené pohledy umožňují integrovat informace z různých zdrojů v rámci jedné webové stránky včetně parametrizace vložených komponent. A konečně reportní aplikace ArchestrA Reports umožňuje integrovat data z více zdrojů v rámci jedné reportní sestavy. Klienti portálu však žádají více a to sice analyzovat související data v jednotném zobrazení, nikoli jen integrovaná v jedné webové stránce nebo dokumentu. Tyto důvody vedly ke vzniku nové portálové analytické aplikace OverView. Analytická aplikace OverView 1. Informační model Aplikace OverView vychází z abstrakce datových struktur, které lze definovat v rámci Informačního modelu. Informační model popisuje datové zdroje, datové položky, datové informační vazby a pravidla výběru dat z databáze. V rámci informačního modelu tedy konsolidujeme data z různých zdrojů tím, že hledáme vztah mezi datovými položkami. Na příkladu dávkového procesu to naznačuje následující obrázek. Obrázek 2: Související data a jejich projekce do jednotného zobrazení
Strana 4 Výrobní dávka je určena jednotným identifikátorem a je ohraničena časově, tj. má začátek a konec a mohou s ní být svázány i další informace například o tom, co se vyrábí, na jakém výrobním zařízení apod. Informace o dávce jsou uloženy v produkční databázi. K informacím o dávce poté můžeme doplnit například informace o alarmních stavech tak, že dotážeme alarmní databázi pro alarmní oblast reprezentující výrobní zařízení, ve kterém byla dávka vyrobena v časovém intervalu vymezeném začátkem a koncem dávky. Obdobně můžeme přidávat další informace - komentáře, údaje o údržbě atd. Popišme si dále datové informační vazby výrobního systému na příkladu: Obrázek 1: Příklad datových informačních vazeb výrobního systému Historie pracovních příkazů se nachází v databázi výrobního systému a z hlediska informačního modelu jde o kmenovou datovou položku. Od této položky počínaje začíná analýza procesu. Po výběru konkrétního pracovního příkazu se odkážeme na seznam úloh, které se týkají vybraného pracovního příkazu. Pokud v rámci vykonávání konkrétní úlohy dojde k alarmnímu stavu, je tento stav v souladu s informačním modelem indikován indikátorem alarmu, který se odkazuje na konkrétní informace o alarmu. S úlohou jsou dále svázány procesní proměnné, jejichž historické průběhy jsou zobrazeny jako časový trend. I zde mohou být indikovány alarmní informace. Do zobrazení můžeme dále začlenit anotace (komentáře) apod. Můžeme rovněž indikovat změny stavů procesních proměnných. Odkaz na externí obsah se může týkat například vytvoření reportní sestavy popisující průběh pracovního příkazu nebo úlohy. 2. Klientská aplikace OverView Klientská aplikace pro zobrazování dat zpracovaných portálovou aplikací OverView se spouští jako plug-in prohlížeče Internet Explorer přímo z rozhraní portálu Wonderware Information Server. Aplikace nevyžaduje žádnou konfiguraci (tzv. Smart Client), informační model je načítán ze serveru a automaticky jsou zjišťovány změny modelu. Aplikace je vybavena základním menu, které umožňuje pohyb v aplikaci, aktualizaci zobrazení, uložení a otevření navoleného zobrazení a dále manipulaci s daty (např. vložení dat do Microsoft Excel) a sejmutí aktuálního zobrazení prostřednictvím schránky systému Windows. Obrázek 3: Ovládací menu aplikace OverView lokalizované do českého jazyka
Strana 5 3. Tabulkové zobrazení v aplikaci OverView Základním a výchozím zobrazením aplikace OverView je tabulka. Tabulka může být doplněna indikátory stavů a odkazy, jak naznačuje následující obrázek. Obrázek 4: Tabulkové zobrazení OverView s indikátory stavu a odkazy na související obsah V tabulce lze s daty dále pracovat, například seskupovat je podle vybraných sloupců a měnit pořadí sloupců. Vše se děje přetahováním záhlaví příslušného sloupce myší do příslušné pozice. Návrat do původního zobrazení je možný kliknutím na tlačítko Resetovat. Obrázek 5: Tatáž data jako v obrázku 4 seskupená podle výrobního zařízení a vyráběné látky v aplikaci OverView
Strana 6 4. Zobrazení dat v časovém trendu Dalším typicky používaným zobrazením dat v aplikaci OverView je časový trend. Do trendového zobrazení je možné doplnit procesní události a indikátory změn stavů. Na obrázku níže je opět příklad dávkového procesu. Křivky jsou načteny z databáze Wonderware Historian. Na nich jsou zvýrazněny úseky, ve kterých se nacházely procesní proměnné v alarmním stavu. Najetím myši nad zvýrazněnou oblast získáte popis stavu (trvání alarmu od-do, typ, priorita, alarmní komentář apod.). Dále jsou vyznačeny procesní události - v tomto příkladu jde o komentáře a potvrzení alarmů. Po najetí kurzoru myši nad symbol opět získáte popis dané události. Podobně můžete v grafu zobrazit jakékoliv informace, které jsou se sledovaným procesem v časovém kontextu. Obrázek 6: Grafické zobrazení OverView s indikátory stavu, odkazy, procesními událostmi a přechody stavů Ve spodní části okna je nástroj pro vypínání/zapínání per grafu se stavovými indikátory zobrazujícími sumární data. Z nich je možný proklik na detailní informace. Rovněž lze definovat odkazy na související zobrazení nebo externí obsah (zde Wonderware Historian Client Trend).
Strana 7 5. Stavební kameny aplikace OverView Analytická zobrazení aplikace OverView se skládají z grafických elementů, které se navazují na dotázaná data. Rozlišujeme 4 základní typy elementů, které lze ve výsledném zobrazení kombinovat: Indikátory stavu Časové posloupnosti (trendy) Procesní události Přechody stavů INDIKÁTORY STAVU Jde o zobrazení charakterizovaná ikonou a popisem. Mohou vyznačovat například skutečnost, že v dané úloze/operaci/dávce došlo k alarmu/údržbě zařízení/odstávce apod. Nápověda může zobrazovat například sumární data nebo detaily o typu stavu. Obrázek 7: Indikátory stavu v tabulkovém zobrazení aplikace OverView ČASOVÉ POSLOUPNOSTI (TRENDY) Jde obvykle o zobrazení dat z databáze Wonderware Historianu v křivkách. Obecně lze použít i jiné databáze s tabulkami, které obsahují hodnotu a časový údaj. Obrázek 8: Časová posloupnost (Trend) v aplikaci OverView
Strana 8 PROCESNÍ UDÁLOSTI Ikony, které se doplňují se do trendů a nesou informace o čase a detailech události (komentář aj.), která se váže s určitou procesní proměnnou. Obrázek 9: Procesní události vynesené do časového trendu PŘECHODY STAVŮ Zvýraznění ( halo ) určité oblasti křivky v trendech. Jsou doplněny popisem a časovým rozsahem (od-do) omezujícím vyznačovaný stav, např. alarm, fázi dávkového procesu, úlohu v rámci pracovního příkazu apod. Obrázek 10: Indikátory stavu v časovém trendu aplikace OverView 6. Přínos koncepce aplikace OverView Aplikace OverView nám umožňuje projektovat data z různých zdrojů generovaná různými aplikacemi do jednotného grafického zobrazení. Výsledkem je komplexní a skutečný obraz sledovaného procesu, který vám doposud žádná jiná aplikace nemohla nabídnout. Toto tvrzení si vysvětleme na příkladu úrovňového alarmu.
Strana 9 Obrázek 11: Vyznačení úrovňového alarmu v aplikaci OverView Na obrázku je vyznačen průběh proměnné v časovém kontextu (dávka, úloha, operace apod.) Na této proměnné vznikl alarm, neboť hodnota překročila limit. Určit ovšem počátek alarmu pouze na základě limitu nelze, neboť pro vznik alarmu může být definován časový odklad jak je v obrázku naznačeno. Limit se rovněž může ve sledovaném úseku změnit nebo může být alarm za určitých podmínek potlačen. Skutečné trvání alarmu je tedy možné zjistit pouze z alarmní databáze, do které se informace o vzniku, potvrzení a zániku alarmu přenesou z aplikace poskytovatele alarmů (InTouch nebo Aplikační server). Pouze nalezením souvislostí mezi daty Wonderware Historianu a alarmní databází naplněné relevantními informacemi a jejich integrací můžeme obdržet skutečný a komplexní obraz sledovaného procesu. Pro porovnání si uveďme příklad nevhodného zvýraznění alarmu v aplikaci Wonderware Historian Client. Obrázek 12: Vyznačení úrovňového alarmu v aplikaci Wonderware Historian Client Vyznačení alarmu v této aplikaci nemusí odpovídat skutečnosti, neboť limit byl importován z aplikace InTouch při zakládání proměnné ve Wonderware Historianu a nemusí být již platný, alarm může být za určitých podmínek potlačen nebo může mít definován časový odklad, což toto zobrazení rovněž nepostihuje. Dále zcela chybí informace o potvrzení alarmu.
Strana 10 7. Připravený obsah aplikace OverView Pro urychlení počátečního vývoje přidává Wonderware k aplikaci OverView předkonfigurovaný obsah pro určité typy řešení výrobních šarží (MES) nebo dávek (Batch). Poskytnutý obsah lze modifikovat a upravit na míru vlastním potřebám. Obrázek 13: Fáze dávkového procesu zvýrazněné indikátory přechodu stavů v aplikaci OverView
Strana 11 Zjednodušení instalace a konfigurace Instalace portálu Wonderware Information Server je integrována do jednotného instalátoru Wonderware System Platform 2012 R2. Instalační médium obsahuje veškerý podpůrný software, který portál potřebuje ke své činnosti. (Neplatí pro instalaci Microsoft SQL Server Standard, který musí být již předinstalován. Je k dispozici na zvláštním DVD dodaném v rámci Wonderware System Platform, Wonderware Historian nebo Wonderware Information Server). Konfigurace byla významně zjednodušena tak, aby bylo nutné provést pouze minimum konfiguračních kroků. V doporučeném operačním systému pro provoz aktuální verze portálu (Windows 2008 R2-64 bit) není třeba provádět žádná nastavení v Microsoft Internet Information Serveru (IIS 7), vše provede konfiguráto automaticky. Rovněž konfigurace portálových aplikací byla vylepšena s výsledkem zkrácení konfiguračního procesu. Podporované verze operačních systémů Microsoft Windows a Microsoft SQL Server Operačním systémem první volby pro Wonderware Information Server 2012 R2 je Windows 2008 Server R2 SP1 (64-bit) nebo Windows 2008 Server SP2 v obou bitovych verzích. Wonderware Information Server 2012 R2 je poslední verzí portálu, která ještě podporuje Windows 2003 (R2) SP2. Všechny zmíněné operační systémy jsou podporovány v edicích Standard a Enterprise. Pro testovací účely nebo vývoj aplikace je možné použít i Windows 7 SP1 v edicích Professional, Enterprise a Ultimate. Konfigurační databázi je možné zřídit v Microsoft SQL Serveru 2012 (32 nebo 64 bit), 2008 R2 SP1 (32 nebo 64 bit) a dále v Microsoft SQL Server 2008 SP3 (32-bit). Microsoft SQL Server může být v edicích Standard nebo Enterprise a pro nasazení ve Windows 7 SP1 postačí edice Express.
Strana 12