Apriso KPI配置和计算实现机制介绍

概述

在MOM项目实施过程中，经常需要进行关键绩效指标KPI(Key Performance Indicator)的统计计算和分析，通过MOM系统中的数据统计和分析，从而实现实时决策和驱动改进。Apriso提供了对应的解决方案，使我们能够创建、监控和可视化 KPls，为日常活动提供实时可见性，指导日常绩效监控和分析，从而提高生产力。

Apriso MOM解决方案中提供了完整的数据报表分析架构，包括MPI(ETL/CUBE)、PDA（Performance Dashboard Administration）、SPC、MTA/OMC、Dashboard Buider等等。本文着重介绍PDA（Performance Dashboard Administration）KPI配置和计算实现机制，整个机制可以在实际项目实施过程中直接使用，也可以借鉴这种设计思路和机制，通过客制化定制开发来满足项目客户在数据分析的需求

术语

1. KPI：关键绩效指标（Key Performance Indicator，简称KPI），在Apriso中KPI是通过由KPI Terms组成的表达式或公式来计算的，KPI同时连接一个KPI_Context上下文表进行描述，最终计算结果保存在KPI_Value表中，为了计算KPI，必须提供一个Context_Query上下文查询来定义计算的范围和条目
2. KPI Terms：KPI项，由KPI项的计算表达式组成KPI，KPI Term定义数据源及计算逻辑，必须首先计算返回值后才能计算KPI的值，Apriso中可以通过存储过程、业务组件、计算表达式、MDX Query、Operation标准操作来计算，KPI Terms必须返回时间Datatime或者数值Decimal类型的单个结果值
3. From/To Term:用来计算和确定KPI的计算范围（开始和结束时间）的一种KPI Term，可能是班次、日期、星期或者月的开始/结束时间，必须返回一个时间类型的单值
4. Context_Query:上下文描述查询，这个查询提供KPI计算条目范围，查询结果中每一行都会计算和存储一次KPI的值，查询结果可以通过匹配，并作为KPI Terms参数输入值进行计算，提供这个KPI值对应的关键信息列（Key）的值，如工厂、产线、设备等，并保存到KPI_Value表中
5. Tolerances：KPI值容差，可以定义每个KPI的目标值、上下限，如果KPI值超出上下限，则可以通过配置发出报警等信息
6. KPI Grid：用于定义在性能仪表板运行时显示KPI值的属性，并用于不同KPI进行分组中KPI计算结果值显示的一个表格，绑定KPI后，可以直接显示计算结果。
7. Client：客户端，客户端的引入是为了支持多工厂场景，数据可以通过XML Manager在不同的Apriso系统之间发送，一个系统中只能配置一个Client作为主系统。Client可以通过客户端配置（Client Configuration）界面进行配置。

PDA组成

PDA主要由管理、计算和监控仪表盘三部分组成

1. 管理：配置和定义KPI Terms、KPI、KPI Grid，配置入口菜单Desktop Client->浏览器->PD管理员（Performance Dashboard Administration）,用户需要具备“Performance Dashboard Administrator ”角色权限。
2. 计算：可以通过Job Scheduler、Apriso Operation并调用业务组件KpiCalculateAndPersist_v94进行计算
3. 显示：通过KPI Grids或者性能仪表板（Performance Dashboard Monitoring Screen）页面进行KPI指标查询，通常这部分展示需要客制化开发

KPI Terms和KPI配置

一、KPI Terms配置

KPI Terms是KPI计算的基础，应该首先配置KPI Terms。KPI Terms使用MOM生产、物流、设备、质量中事实数据，通过调用业务组件、存储过程等进行数值指标计算，根据KPI指标的复杂程度，可以定义一个或多个KPI Terms。

• 客户：客户端，默认使用主（Master）客户端
• 上下文：上下文分类，只有相同的上下文才能在KPI计算中使用
• 类型：支持脚本、存储过程、业务组件、MDX Query、标准操作Operation多种类型，类型不同具体配置的界面可能不一样
• 外部输入列表：操作的输入参数列表，这些参数输入值需要从KPI Term所附加的KPI传递值给它们

二、KPI配置

KPI Terms配置完成后，可以进行KPI的配置，

1、KPI属性配置

• 名字：KPI名称
• 客户：KPI所属的客户端，默认为主客户端
• 上下文：用于筛选KPI Terms的KPI上下文，以便可以使用某些术语进行计算。例如，如果使用生产上下文，则只能在计算中使用生产KPI Terms。在Apriso Desktop Client中没找到配置界面，可能需要在数据库层级进行维护（KPI_Context表）
• 种类：KPIs的种类定义，在Apriso Desktop Client中没找到配置界面，可能需要在数据库层级进行维护（KPI_Category表）
• 关键性能指标表达式：用于计算KPI的数学公式。这可以用Javascript、c#或VB编写，也可以包含要在计算中使用的KPI Terms。不能将KPI Terms命名为与编码语言中使用的关键字一致。例如，Math.Random()是一个有效的Javascript代码行，因此您不能有一个名为“Math”或“Random”的KPI Term。双击“高级表达式编辑器”可以进入公式编辑页面

输入批量Grid中显示相同上下文下可以使用的KPI Terms，双击Terms则可以直接进入脚本中的表达式。上下文是一个可选字段，如果设置了上下文，则只能使用相同上下文的术语或没有上下文的术语。

• 设计模式：当这个值为True时，保存KPI时不执行任何验证。这样就可以在不设置所有所需值的情况下保存KPI的配置，当“设计模式”为“False”时，才会计算KPI
• 启用消息：当这个值为True时，会生成报警信息，并且发送主题ALERTS/KPI为的AprisoMessage消息。

2、KPI查询配置

1. 按钮：
   1. 验证查询：验证上下文查询。弹出消息将显示查询是否有效
   2. 校验表达式：验证KPI表达式是否有效。弹出消息将显示表达式是否有效
   3. ValidateKPI：验证KPI配置。计算KPI，但不持久化以确定任何配置问题
   4. CalculateKPI：计算并存储KPI值。KPI不应处于设计模式以进行计算
2. 关键列映射：关键列映射用于将上下文查询结果与KPI值表的关键列进行映射。在上面的示例中，“Facility”将存储在Key_Value表的Key1中，“WorkCenter”将存储在Key_Value表的Key2中
3. 数据库：指定上下文查询描述连接的数据库
4. 上下文查询描述：在计算KPI时，向KPI定义中使用到KPI Terms定义的输入提供数据，查询结果中每一行将进行一次KPI Terms的计算，这个查询语句中不支持输入参数定义，如果需要进行动态的计算，则可以在调用KpiCalculateAndPersist_v94业务组件时，动态赋值CalculationEntitySelectQuery参数来实现
5. 输入匹配：输入映射网格列出了KPI条款所需的所有输入。如果在上下文查询中找到了输入，则Mapped设置为True。不会检测到类型为脚本“Script”的KPI Term的输入。

3、KPI容差配置

配置KPI目标值和规格上下限（USL和LSL），控制上下限（UCL和LCL）则从数据中通过统计计算而来，容差本身不参与计算，但是会和KPI值一起保存到KPI_Value和KPI_Value_History表中。

可以配置KPI的默认容差，可以使用可编辑网格创建或修改不同Key值下的容差来覆盖默认工厂公差。

4、KPI时间配置

时间配置用于定义KPI和KPI Terms计算时的开始时间和结束时间(KPI计算时间段并不是从上下文查询中输入的)。“开始时间”和“结束时间”值可以使用KPI Terms或时间表达式。时间KPI Terms和其他KPI Terms相同从上下文查询中接收输入计算并输出时间类型值，时间表达式由时间字面值组成，可用于指定时间，并从中添加或减去(天、小时、分钟等)，以设置time from和time to值。

网格中提供了可用时间文字的列表，双击一行将根据焦点中的最后一个输入添加到输入字段中。“评估”Evaluate链接将计算并显示该值。这将提供在计算KPI时开始时间和结束时间值的概念。“评估”Evaluate按钮对于测试和理解时间字面量和表达式非常有用。

表达式必须始终以时间值字面值开始，例如CurrentTime，并且只能有一个时间值字面值。表达式只能有加法或减法运算符。

需要注意的是：

• 如果KPI Term中并没有要求输入开始时间和结束时间，则可以不进行KPI的时间配置
• 如果在KPI Term中需要启用开始时间和结束时间，则输入参数的名称固定为“TimeFrom”和“TimeTo”(存储过程输出参数也可以是“i_TimeFrom”和i_TimeTo)
• 如果计算时间段不固定，则可以在调用KpiCalculateAndPersist_v94业务组件时，动态赋值StartTime和EndTime参数来实现

KPI计算流程

KPI是通过调用KpiCalculateAndPersist_v94业务组件方法来计算的，允许根据计划计划任务Job Scheduler或按需从在标准操作Opeartion，流程Process，或在DELMIA Apriso的任何可以调用业务组件的地方。

下面的流程图描述了计算KPl所涉及的步骤：

1. 首先执行查询Context Query并获取结果，如果查询结果没有数据，则计算结束
2. 如果查询结果集中存在数据行，则循环每行记录进行一下计算
   • 传递开始时间FromTime、结束时间ToTime以及KPI定义中的“输入匹配”中匹配的参数值
   • 根据KPI Term定义的数据源和计算方式进行计算
   • 计算和返回KPI Terms结果值

   2.1 根据KPI中的时间配置获取开始时间FromTime、结束时间ToTime

   2.2 分析KPI定义中需要用到哪些KPI Terms，并循环计算每个KPI Term

3. 根据KPI计算表达式和KPI Terms返回值计算KPI结果
4. 保存到KPI_Value和KPI_Value_History表