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# 普罗生物MES报警页面 - LabVIEW对接
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> 版本：v1.0.46
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> 日期：2025-12-13
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> 状态：需求分析
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## 一、需求背景
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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
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```
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┌─────────────────┐ ┌─────────────────┐ ┌─────────────────┐
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│ LabVIEW │ │ 数据库 │ │ MES │
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│ 数据采集端 │ ──▶ │ 故障记录表 │ ──▶ │ 报警页面 │
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│ (报警运算) │ │ │ │ (读取展示) │
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└─────────────────┘ └─────────────────┘ └─────────────────┘
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```
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**数据流向：**
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1. LabVIEW采集设备传感器数据
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2. LabVIEW进行报警运算（三次一致性确认）
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3. 超限数据写入数据库故障记录表
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4. MES读取数据库并展示
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## 三、数据库设计
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### 3.1 故障记录表 (device_fault_record)
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| 字段名 | 类型 | 说明 | 示例 | 来源 |
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|--------|------|------|------|------|
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| id | bigint | 主键ID | 1 | 自增 |
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| device_name | varchar(100) | 设备名称 | 发酵罐1号 | LabVIEW |
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| sensor_name | varchar(100) | 传感器名/通道 | 温度传感器-CH01 | LabVIEW |
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| device_status | tinyint | 设备状态：0-停机，1-待机，2-生产 | 2 | LabVIEW |
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| nominal_value | decimal(10,2) | 标称值（标准/理想值） | 25.00 | LabVIEW |
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| normal_min | decimal(10,2) | 正常范围下限（下限） | 20.00 | LabVIEW |
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| normal_max | decimal(10,2) | 正常范围上限（上限） | 30.00 | LabVIEW |
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| lower_lower_limit | decimal(10,2) | 下下限（严重超限下限） | 15.00 | LabVIEW |
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| upper_upper_limit | decimal(10,2) | 上上限（严重超限上限） | 35.00 | LabVIEW |
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| actual_value | decimal(10,2) | 实测值 | 35.50 | LabVIEW |
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| deviation_rate | decimal(10,2) | 偏离度(%)，MES计算 | 18.33 | MES计算 |
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| fault_level | tinyint | 故障等级：1-轻微，2-一般，3-严重 | 2 | LabVIEW |
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| fault_tag | varchar(200) | 故障标注/描述 | 温度超上限 | LabVIEW |
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| analysis_type | tinyint | 分析类型：1-瞬态，2-趋势 | 1 | LabVIEW |
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| fault_time | datetime | 故障发生时间 | 2025-12-13 10:00:00 | LabVIEW |
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| creator | varchar(64) | 创建者（LabVIEW写入时可为系统） | labview | LabVIEW |
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| create_time | datetime | 记录创建时间 | 2025-12-13 10:00:05 | LabVIEW |
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| updater | varchar(64) | 更新者 | | MES |
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| update_time | datetime | 更新时间 | | MES |
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| deleted | bit | 是否删除 | 0 | 默认0 |
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### 3.2 门限说明
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```
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门限层级（从内到外）：
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├── 标称值 (nominal_value)：标准/理想值
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├── 正常范围：normal_min ~ normal_max（一般报警）
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└── 严重范围：lower_lower_limit ~ upper_upper_limit（严重报警）
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故障等级判断：
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- 实测值在 normal_min ~ normal_max 范围内：正常
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- 实测值超出 normal 但在 upper_upper/lower_lower 范围内：一般故障
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- 实测值超出 upper_upper_limit 或 lower_lower_limit：严重故障
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```
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### 3.3 偏离度计算公式（MES端计算）
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```
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偏离度(%) = (实测值 - 门限值) / 门限值 × 100
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其中门限值：
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- 实测值 > 正常上限时，门限值 = 正常上限 (normal_max)
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- 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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```
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## 四、MES功能设计
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### 4.1 故障记录页面（含趋势分析）
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**页面路径：** `/mes/device/fault-record`
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**页面布局：**
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```
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┌─────────────────────────────────────────────────────────┐
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||
│ 查询条件：设备名、传感器名、设备状态、故障等级、时间范围 │
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├─────────────────────────────────────────────────────────┤
|
||
│ 趋势分析图表区域 │
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│ （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） │
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└─────────────────────────────────────────────────────────┘
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||
```
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**功能点：**
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- [x] 列表展示故障记录
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- [x] 支持分页查询
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- [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
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- [x] 支持导出Excel
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||
- [x] 趋势分析图表（圆滑折线图）
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**列表字段：**
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| 序号 | 字段 | 说明 |
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|------|------|------|
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| 1 | 设备名称 | device_name |
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| 2 | 传感器/通道 | sensor_name |
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| 3 | 设备状态 | 停机/待机/生产 |
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| 4 | 标称值 | nominal_value |
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| 5 | 正常范围 | normal_min ~ normal_max |
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| 6 | 严重范围 | lower_lower_limit ~ upper_upper_limit |
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| 7 | 实测值 | actual_value |
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| 8 | 偏离度 | deviation_rate%（MES计算） |
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| 9 | 故障等级 | 轻微/一般/严重（带颜色标识） |
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| 10 | 故障标注 | fault_tag |
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| 11 | 故障时间 | fault_time |
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### 4.2 趋势分析图表（集成在故障记录页面）
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**图表类型：** 圆滑折线图（smooth line chart）
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**功能点：**
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- [x] 设备下拉选择
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- [x] 传感器/通道下拉选择（联动设备）
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- [x] 时间范围选择（按天）
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||
- [x] 圆滑折线图展示趋势
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||
- [x] 显示门限参考线
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|
||
**图表设计：**
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```
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Y轴：实测值
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X轴：时间（按天聚合）
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曲线：圆滑折线（smooth: true）
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参考线：
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- 上上限（红色虚线）
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||
- 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）
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||
数据点：每日平均值/最大值/最小值
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||
```
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### 4.3 故障预测（二期）
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基于趋势数据的二次分析：
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- 线性回归预测
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- 异常趋势识别
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||
- 预警通知
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## 五、接口设计
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### 5.1 LabVIEW写入接口（数据库直连）
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LabVIEW直接写入数据库表 `device_fault_record`，需提供：
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- 数据库连接信息
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- 表结构DDL脚本
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### 5.2 MES读取接口
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#### 5.2.1 故障记录分页查询
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||
```
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GET /admin-api/mes/device-fault-record/page
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||
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||
请求参数：
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||
- deviceName: 设备名称（模糊查询）
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||
- sensorName: 传感器名（模糊查询）
|
||
- deviceStatus: 设备状态
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||
- 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
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||
|
||
响应：
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||
{
|
||
"code": 0,
|
||
"data": {
|
||
"list": [...],
|
||
"total": 100
|
||
}
|
||
}
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||
```
|
||
|
||
#### 5.2.2 设备列表（下拉用）
|
||
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||
```
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||
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）
|
||
|
||
```
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||
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
|
||
|
||
```
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||
GET /admin-api/mes/device-fault-record/trend
|
||
|
||
请求参数：
|
||
- deviceName: 设备名称（必填）
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||
- 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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||
```
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---
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## 六、LabVIEW端说明
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### 6.1 报警运算逻辑
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```
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三次一致性确认机制：
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├── 采集周期：10秒/次
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├── 使用全局变量 + 移位寄存器
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├── 连续3次超限才触发报警
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└── 目的：抗干扰，避免误报
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||
```
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### 6.2 标准范围配置
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- 存储位置：`.xls` 文件
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- 便于现场升级和修订
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- 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
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### 6.3 数据写入规范
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LabVIEW写入数据库时需填写以下字段：
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- device_name（必填）
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- sensor_name（必填）
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- device_status（必填）
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- normal_min（必填）
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- normal_max（必填）
|
||
- actual_value（必填）
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||
- deviation_rate（必填，需计算）
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||
- fault_level（必填）
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||
- fault_tag（选填）
|
||
- analysis_type（必填，默认1-瞬态）
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||
- fault_time（必填）
|
||
- creator（固定为 'labview'）
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||
- create_time（当前时间）
|
||
- deleted（固定为 0）
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- tenant_id（固定为 1）
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## 七、开发任务清单
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### 7.1 后端开发
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| 序号 | 任务 | 优先级 | 状态 |
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|------|------|--------|------|
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| 1 | 创建数据库表 device_fault_record | P0 | 待开发 |
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| 2 | 创建实体类 DeviceFaultRecordDO | P0 | 待开发 |
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| 3 | 创建 Mapper 接口 | P0 | 待开发 |
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| 4 | 创建 Service 层 | P0 | 待开发 |
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| 5 | 创建 Controller 接口 | P0 | 待开发 |
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| 6 | 趋势数据聚合查询 | P1 | 待开发 |
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### 7.2 前端开发
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| 序号 | 任务 | 优先级 | 状态 |
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|------|------|--------|------|
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| 1 | 故障记录列表页面 | P0 | 待开发 |
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| 2 | 查询表单组件 | P0 | 待开发 |
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| 3 | 趋势分析图表 | P1 | 待开发 |
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| 4 | 导出功能 | P2 | 待开发 |
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### 7.3 对接工作
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| 序号 | 任务 | 负责方 | 状态 |
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|------|------|--------|------|
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| 1 | 提供数据库连接信息 | MES | 待提供 |
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| 2 | 提供DDL脚本 | MES | 待提供 |
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| 3 | LabVIEW数据写入测试 | LabVIEW | 待测试 |
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| 4 | 联调验证 | 双方 | 待联调 |
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## 八、后续规划（YIOT升级FIIH）
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当前方案：YIOT数据采集 → LabVIEW处理 → 数据库 → MES
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升级方案：FIIH（内置门限） → UMS软件处理 → 数据库 → MES
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```
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升级后优势：
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- 门限参数内置于采集设备
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- 减少中间处理环节
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- 普罗生物定制UMS软件直接处理
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||
## 九、附录
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### 9.1 设备状态枚举
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```java
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||
public enum DeviceStatusEnum {
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||
SHUTDOWN(0, "停机"),
|
||
STANDBY(1, "待机"),
|
||
PRODUCTION(2, "生产");
|
||
}
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||
```
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||
### 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");
|
||
}
|
||
``` |