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# 普罗生物MES报警页面 - LabVIEW对接

> 版本：v1.0.46  
> 日期：2025-12-13  
> 状态：需求分析

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## 一、需求背景

建设基于参数判断的设备故障分析与预警系统，实现LabVIEW数据采集端与MES系统的对接，完成故障数据的记录、展示和趋势分析功能。

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## 二、系统架构

```
┌─────────────────┐     ┌─────────────────┐     ┌─────────────────┐
│    LabVIEW      │     │    数据库        │     │      MES        │
│  数据采集端      │ ──▶ │  故障记录表      │ ──▶ │   报警页面       │
│  (报警运算)      │     │                 │     │  (读取展示)      │
└─────────────────┘     └─────────────────┘     └─────────────────┘
```

**数据流向：**
1. LabVIEW采集设备传感器数据
2. LabVIEW进行报警运算（三次一致性确认）
3. 超限数据写入数据库故障记录表
4. MES读取数据库并展示

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## 三、数据库设计

### 3.1 故障记录表 (device_fault_record)

| 字段名 | 类型 | 说明 | 示例 | 来源 |
|--------|------|------|------|------|
| id | bigint | 主键ID | 1 | 自增 |
| device_name | varchar(100) | 设备名称 | 发酵罐1号 | LabVIEW |
| sensor_name | varchar(100) | 传感器名/通道 | 温度传感器-CH01 | LabVIEW |
| device_status | tinyint | 设备状态：0-停机，1-待机，2-生产 | 2 | LabVIEW |
| nominal_value | decimal(10,2) | 标称值（标准/理想值） | 25.00 | LabVIEW |
| normal_min | decimal(10,2) | 正常范围下限（下限） | 20.00 | LabVIEW |
| normal_max | decimal(10,2) | 正常范围上限（上限） | 30.00 | LabVIEW |
| lower_lower_limit | decimal(10,2) | 下下限（严重超限下限） | 15.00 | LabVIEW |
| upper_upper_limit | decimal(10,2) | 上上限（严重超限上限） | 35.00 | LabVIEW |
| actual_value | decimal(10,2) | 实测值 | 35.50 | LabVIEW |
| deviation_rate | decimal(10,2) | 偏离度(%)，MES计算 | 18.33 | MES计算 |
| fault_level | tinyint | 故障等级：1-轻微，2-一般，3-严重 | 2 | LabVIEW |
| fault_tag | varchar(200) | 故障标注/描述 | 温度超上限 | LabVIEW |
| analysis_type | tinyint | 分析类型：1-瞬态，2-趋势 | 1 | LabVIEW |
| fault_time | datetime | 故障发生时间 | 2025-12-13 10:00:00 | LabVIEW |
| creator | varchar(64) | 创建者（LabVIEW写入时可为系统） | labview | LabVIEW |
| create_time | datetime | 记录创建时间 | 2025-12-13 10:00:05 | LabVIEW |
| updater | varchar(64) | 更新者 | | MES |
| update_time | datetime | 更新时间 | | MES |
| deleted | bit | 是否删除 | 0 | 默认0 |

### 3.2 门限说明

```
门限层级（从内到外）：
├── 标称值 (nominal_value)：标准/理想值
├── 正常范围：normal_min ~ normal_max（一般报警）
└── 严重范围：lower_lower_limit ~ upper_upper_limit（严重报警）

故障等级判断：
- 实测值在 normal_min ~ normal_max 范围内：正常
- 实测值超出 normal 但在 upper_upper/lower_lower 范围内：一般故障
- 实测值超出 upper_upper_limit 或 lower_lower_limit：严重故障
```

### 3.3 偏离度计算公式（MES端计算）

```
偏离度(%) = (实测值 - 门限值) / 门限值 × 100

其中门限值：
- 实测值 > 正常上限时，门限值 = 正常上限 (normal_max)
- 实测值 < 正常下限时，门限值 = 正常下限 (normal_min)
- 实测值在正常范围内时，门限值 = 标称值 (nominal_value)
```

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## 四、MES功能设计

### 4.1 故障记录页面（含趋势分析）

**页面路径：** `/mes/device/fault-record`

**页面布局：**
```
┌─────────────────────────────────────────────────────────┐
│  查询条件：设备名、传感器名、设备状态、故障等级、时间范围  │
├─────────────────────────────────────────────────────────┤
│                    趋势分析图表区域                       │
│         （圆滑折线图，显示实测值走势和门限参考线）          │
├─────────────────────────────────────────────────────────┤
│                    故障记录列表区域                       │
│              （分页表格，展示故障详情）                    │
└─────────────────────────────────────────────────────────┘
```

**功能点：**
- [x] 列表展示故障记录
- [x] 支持分页查询
- [x] 支持条件筛选：设备名、传感器名、设备状态、故障等级、时间范围
- [x] 支持导出Excel
- [x] 趋势分析图表（圆滑折线图）

**列表字段：**
| 序号 | 字段 | 说明 |
|------|------|------|
| 1 | 设备名称 | device_name |
| 2 | 传感器/通道 | sensor_name |
| 3 | 设备状态 | 停机/待机/生产 |
| 4 | 标称值 | nominal_value |
| 5 | 正常范围 | normal_min ~ normal_max |
| 6 | 严重范围 | lower_lower_limit ~ upper_upper_limit |
| 7 | 实测值 | actual_value |
| 8 | 偏离度 | deviation_rate%（MES计算） |
| 9 | 故障等级 | 轻微/一般/严重（带颜色标识） |
| 10 | 故障标注 | fault_tag |
| 11 | 故障时间 | fault_time |

### 4.2 趋势分析图表（集成在故障记录页面）

**图表类型：** 圆滑折线图（smooth line chart）

**功能点：**
- [x] 设备下拉选择
- [x] 传感器/通道下拉选择（联动设备）
- [x] 时间范围选择（按天）
- [x] 圆滑折线图展示趋势
- [x] 显示门限参考线

**图表设计：**
```
Y轴：实测值
X轴：时间（按天聚合）
曲线：圆滑折线（smooth: true）
参考线：
  - 上上限（红色虚线）
  - 上限（橙色虚线）
  - 标称值（绿色实线）
  - 下限（橙色虚线）
  - 下下限（红色虚线）
数据点：每日平均值/最大值/最小值
```

### 4.3 故障预测（二期）

基于趋势数据的二次分析：
- 线性回归预测
- 异常趋势识别
- 预警通知

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## 五、接口设计

### 5.1 LabVIEW写入接口（数据库直连）

LabVIEW直接写入数据库表 `device_fault_record`，需提供：
- 数据库连接信息
- 表结构DDL脚本

### 5.2 MES读取接口

#### 5.2.1 故障记录分页查询

```
GET /admin-api/mes/device-fault-record/page

请求参数：
- deviceName: 设备名称（模糊查询）
- sensorName: 传感器名（模糊查询）
- deviceStatus: 设备状态
- faultLevel: 故障等级
- faultTimeStart: 故障时间开始
- faultTimeEnd: 故障时间结束
- pageNo: 页码
- pageSize: 每页条数

响应：
{
  "code": 0,
  "data": {
    "list": [...],
    "total": 100
  }
}
```

#### 5.2.2 设备列表（下拉用）

```
GET /admin-api/mes/device-fault-record/device-list

响应：
{
  "code": 0,
  "data": ["发酵罐1号", "发酵罐2号", ...]
}
```

#### 5.2.3 传感器列表（下拉用，按设备筛选）

```
GET /admin-api/mes/device-fault-record/sensor-list

请求参数：
- deviceName: 设备名称

响应：
{
  "code": 0,
  "data": ["温度传感器-CH01", "压力传感器-CH02", ...]
}
```

#### 5.2.4 趋势数据查询

```
GET /admin-api/mes/device-fault-record/trend

请求参数：
- deviceName: 设备名称（必填）
- sensorName: 传感器名（必填）
- startDate: 开始日期（yyyy-MM-dd）
- endDate: 结束日期（yyyy-MM-dd）

响应：
{
  "code": 0,
  "data": {
    "normalMin": 20.00,
    "normalMax": 30.00,
    "trendList": [
      {
        "date": "2025-12-01",
        "avgValue": 25.5,
        "maxValue": 28.0,
        "minValue": 23.0,
        "faultCount": 2
      },
      ...
    ]
  }
}
```

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## 六、LabVIEW端说明

### 6.1 报警运算逻辑

```
三次一致性确认机制：
├── 采集周期：10秒/次
├── 使用全局变量 + 移位寄存器
├── 连续3次超限才触发报警
└── 目的：抗干扰，避免误报
```

### 6.2 标准范围配置

- 存储位置：`.xls` 文件
- 便于现场升级和修订
- 包含字段：设备名、传感器名、正常下限、正常上限、故障等级规则

### 6.3 数据写入规范

LabVIEW写入数据库时需填写以下字段：
- device_name（必填）
- sensor_name（必填）
- device_status（必填）
- normal_min（必填）
- normal_max（必填）
- actual_value（必填）
- deviation_rate（必填，需计算）
- fault_level（必填）
- fault_tag（选填）
- analysis_type（必填，默认1-瞬态）
- fault_time（必填）
- creator（固定为 'labview'）
- create_time（当前时间）
- deleted（固定为 0）
- tenant_id（固定为 1）

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## 七、开发任务清单

### 7.1 后端开发

| 序号 | 任务 | 优先级 | 状态 |
|------|------|--------|------|
| 1 | 创建数据库表 device_fault_record | P0 | 待开发 |
| 2 | 创建实体类 DeviceFaultRecordDO | P0 | 待开发 |
| 3 | 创建 Mapper 接口 | P0 | 待开发 |
| 4 | 创建 Service 层 | P0 | 待开发 |
| 5 | 创建 Controller 接口 | P0 | 待开发 |
| 6 | 趋势数据聚合查询 | P1 | 待开发 |

### 7.2 前端开发

| 序号 | 任务 | 优先级 | 状态 |
|------|------|--------|------|
| 1 | 故障记录列表页面 | P0 | 待开发 |
| 2 | 查询表单组件 | P0 | 待开发 |
| 3 | 趋势分析图表 | P1 | 待开发 |
| 4 | 导出功能 | P2 | 待开发 |

### 7.3 对接工作

| 序号 | 任务 | 负责方 | 状态 |
|------|------|--------|------|
| 1 | 提供数据库连接信息 | MES | 待提供 |
| 2 | 提供DDL脚本 | MES | 待提供 |
| 3 | LabVIEW数据写入测试 | LabVIEW | 待测试 |
| 4 | 联调验证 | 双方 | 待联调 |

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## 八、后续规划（YIOT升级FIIH）

```
当前方案：YIOT数据采集 → LabVIEW处理 → 数据库 → MES
升级方案：FIIH（内置门限） → UMS软件处理 → 数据库 → MES
```

升级后优势：
- 门限参数内置于采集设备
- 减少中间处理环节
- 普罗生物定制UMS软件直接处理

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## 九、附录

### 9.1 设备状态枚举

```java
public enum DeviceStatusEnum {
    SHUTDOWN(0, "停机"),
    STANDBY(1, "待机"),
    PRODUCTION(2, "生产");
}
```

### 9.2 故障等级枚举

```java
public enum FaultLevelEnum {
    MINOR(1, "轻微"),
    NORMAL(2, "一般"),
    SEVERE(3, "严重");
}
```

### 9.3 分析类型枚举

```java
public enum AnalysisTypeEnum {
    TRANSIENT(1, "瞬态"),
    TREND(2, "趋势");
}
```