WPF 工业视觉检测制造执行系统（MES）

前言

产线上的视觉检测和 MES 系统，不少工厂都在推，但推着推着就容易走偏——视觉那边跑了一套软件，MES 那边又是另一套系统，两边数据不通，出了问题还得靠人工来回翻。

这个项目的来源挺实在的：一个做非标自动化设备的团队，给客户做的产线质检项目里，发现每次都得把视觉检测、设备监控、工单管理、报表统计这几块东西重新写一遍，很费劲。于是他们花了大半年的时间，把共性部分抽出来，做成了这套 WPF 客户端。

整套东西不花哨，就是冲着车间现场能用、好用来做的。UI 用了深色主题，车间光线复杂的环境下看得清楚。功能上把视觉检测、PLC 通信、工单管理、数据统计都收进来了，形成一个桌面端的一体化方案。

项目介绍

一款基于 WPF（.NET 8.0）开发的工业级视觉检测制造执行系统桌面客户端。系统将机器视觉检测与制造执行管理整合在一起，面向产线质检场景，提供从设备监控、视觉检测、生产管理到统计分析的全流程解决方案。

客户端通过项目引用的方式集成 BLL 业务逻辑层、DAL 数据访问层、Models 实体层、Common 公共工具库、Communication 通信层和 Vision 视觉处理层，形成完整的分层架构。视觉部分基于 OpenCvSharp4，通信部分走 Modbus TCP 对接 PLC，数据存在 SQL Server，图表用 LiveCharts2 绘制。

项目功能

功能模块

具体说明

用户登录认证

多角色登录（管理员/工程师/操作员），不同角色展示不同功能权限

设备监控

PLC 设备实时状态监控，Modbus TCP 通信，2 秒轮询心跳检测，在线/离线指示灯

视觉检测

实时相机画面采集（OpenCV），缺陷检测与模板匹配，检测结果可视化叠加展示，数据自动记录

MES 生产管理

工单管理（创建/启动/完成/取消），产品管理，生产进度追踪与计数联动

报警中心

实时报警推送，历史报警记录查询与统计，异常快速定位

检测记录

完整检测数据记录，支持按时间/产品/结果筛选，Excel 报表导出（ClosedXML）

统计分析

良率趋势图（LiveCharts2），产量统计柱状图，合格率按颜色分级展示（绿/橙/红）

生产看板

大屏展示实时产量、合格率、当前工单信息，适合产线悬挂展示

产品管理

产品信息增删改查，检测参数配置（阈值、缺陷面积、最大缺陷数）

用户管理

用户账号增删改查，角色权限分配（Admin/Engineer/Operator）

系统配置

数据库连接字符串、PLC 通信地址等参数可视化配置

项目特点

视觉检测与 MES 深度绑定：很多项目里视觉检测和 MES 是两个独立系统，数据要靠人工导。这里从设计上就把两块揉在一起——检测结果自动关联当前工单，良品/不良品计数联动更新，不需要中间环节。

分层清晰，模块独立：BLL、DAL、Models、Common、Communication、Vision 各层分开，每个模块有明确的边界。视觉算法想换、PLC 协议要改、数据库要迁移，都在各自层里操作，不会牵一发动全身。

Modbus TCP 通信带心跳保活：2 秒一次的心跳检测，设备状态变化实时反馈到界面上。通信断了界面状态跟着变，现场人员不用猜设备到底在不在线。

Excel 报表一键导出：检测记录支持导出 Excel，用的是 ClosedXML，不用装 Office 也能生成文件。现场管理人员每天下班前点一下导出，当天数据就能带走做日报。

项目技术

技术项

具体内容

运行时

.NET 8.0

界面框架

WPF + MVVM

视觉处理

OpenCvSharp4（相机采集、缺陷检测、模板匹配）

图表可视化

LiveCharts2（SkiaSharp）

报表导出

ClosedXML（Excel .xlsx）

PLC 通信

Modbus TCP

数据库

SQL Server

主题样式

自定义 IndustrialDark（20000+ 行 XAML）

系统架构

项目结构├── App.xaml / App.xaml.cs # 应用程序入口├── Config/│ └── appsettings.json # 数据库连接 & PLC 配置├── Converters/│ └── Converters.cs # XAML 值转换器集合├── Themes/│ └── IndustrialDark.xaml # 工业深色主题样式（20000+ 行）├── ViewModels/ # MVVM ViewModel 层│ ├── ViewModelBase.cs # INotifyPropertyChanged 基类│ ├── RelayCommand.cs # ICommand 实现│ ├── MainWindowViewModel.cs # 主窗口（导航、PLC轮询、时钟）│ ├── LoginViewModel.cs # 登录认证│ ├── DeviceMonitorViewModel.cs # 设备状态监控│ ├── VisionInspectViewModel.cs # 视觉检测（核心）│ ├── MESViewModel.cs # MES 数据管理│ ├── AlarmRecordViewModel.cs # 报警记录│ ├── InspectionRecordViewModel.cs # 检测记录│ ├── StatisticsViewModel.cs # 统计分析│ ├── DashboardViewModel.cs # 生产看板│ ├── ProductManagerViewModel.cs # 产品管理│ ├── UserManagerViewModel.cs # 用户管理│ └── SystemConfigViewModel.cs # 系统配置└── Views/ # XAML 视图层├── LoginWindow.xaml(.cs) # 登录窗口├── MainWindow.xaml(.cs) # 主窗口（左侧导航栏）├── DeviceMonitorWindow.xaml # 设备监控├── VisionInspectWindow.xaml # 视觉检测界面├── MESWindow.xaml # MES 数据管理├── AlarmRecordWindow.xaml # 报警记录├── InspectionRecordWindow.xaml # 检测记录├── StatisticsWindow.xaml # 统计分析├── DashboardWindow.xaml # 生产看板├── ProductManagerWindow.xaml # 产品管理├── UserManagerWindow.xaml # 用户管理└── SystemConfigWindow.xaml # 系统配置项目效果