Die Vorteile einer relationalen Datenbank gegenüber einer historischen Datenbank

Unternehmen des verarbeitenden Gewerbes sammeln immer mehr Daten, und entsprechend wichtig ist es geworden, alle gespeicherten Daten zu erfassen, zu speichern und zur weiteren Verwendung zu verteilen. Der Zugriff auf diese Informationen bildet die Grundlage für schnellere Entscheidungen, höhere Produktivität und geringere Kosten.

In diesem Artikel geht George Walker, Geschäftsführer von Novotek UK & Ireland, näher auf den Unterschied zwischen einer Zeitreihen- oder Historikerdatenbank und einer relationalen Datenbank ein, um Ihnen bei der Auswahl der für Ihre Bedürfnisse am besten geeigneten Datenbank zu helfen.

Viele Industrieunternehmen verwenden relationale Datenbanken (RDBs), um die Produktivität zu steigern und die Kosten zu senken. Beziehungsdatenbanken sind dafür ausgelegt, kontextbezogene oder genealogische Informationen über den Produktionsprozess zu verarbeiten und zu speichern. Die Herausforderung besteht darin, dass sie oft nicht über die richtigen Funktionen verfügen, um große Mengen von Zeitreihen/Prozessdaten zu verarbeiten.

Historische Datenbanken hingegen sind für die Erfassung, Speicherung und Verteilung großer Mengen hochauflösender Zeitreihen-/Prozessdaten konzipiert. Sie rufen Zeitreihendaten vom lokalen System bis hin zur Unternehmensebene ab und geben Ihnen einen Überblick über den gesamten Produktionsprozess. Im Folgenden werden einige der wichtigsten Unterschiede und die relativen Vorteile der einzelnen Datenbanken näher betrachtet.

Implementierung

Relationale Datenbanken bieten keine integrierten Datenerfassungsfunktionen. Daher muss für jede Datenquelle ein eigener Code geschrieben werden. Diese Art von speziell angepasstem System kann die weitere Entwicklung und Aktualisierung kostspielig und zeitaufwändig machen. Das Fehlen einer webbasierten Schnittstelle bedeutet, dass der Import von Tags und die Wartung der Datenbank während geplanter Ausfallzeiten erfolgen muss. Darüber hinaus sind Sie auf die Erfahrung und Kompetenz innerhalb des Unternehmens beschränkt und haben nur wenige Möglichkeiten, Technologien von anderen Branchenakteuren zu nutzen.

Im Gegensatz dazu verfügen Historian-Systeme über eine integrierte Datenerfassung, die Daten von verschiedenen Sensoren und Systemen abrufen kann. Proficy Historian von GE Digital beispielsweise nutzt die Industriestandards OPC und OPC UA, die den Zugriff auf Daten über mehrere Geräte hinweg ermöglichen. Darüber hinaus verfügt Proficy Historian über vorgefertigte Schnittstellen, so dass keine kundenspezifische Programmierung oder Skripterstellung erforderlich ist. Die Daten werden nahtlos an einem sicheren, zentralen Ort gespeichert und verarbeitet. Dies bietet mehr Flexibilität, spart Zeit und reduziert die Kosten.

Geschwindigkeit

Da die Produktion in Echtzeit abläuft, ist es wichtig, dass Sie die Daten schnell erhalten. Relationale Datenbanken eignen sich gut zur Beantwortung von Abfragen wie Trends in Datenströmen, Temperaturen und anderen analogen Werten. Die Herausforderung ergibt sich, wenn die Abfragen große Datensätze oder längere Zeiträume betreffen. Dies bedeutet, dass die relationale Datenbank eine geringere Leistung erbringt.

Für eine schnellere Lese-/Schreibleistung und einen kontinuierlichen Zugriff auf Echtzeitdaten sollten Sie sich für eine Historian-Datenbank entscheiden. Historian-Datenbanken können große Mengen an Prozessdaten innerhalb von Millisekunden erfassen. Im Vergleich zu normalen relationalen Datenbanken ist Proficy Historian beim Lesen und Schreiben 100-1000 Mal schneller.

Komprimierung

Effiziente Datenspeicherung und -komprimierung ermöglichen eine hohe Leistung. Bei einer relationalen Datenbank erfolgt die Komprimierung manuell durch die Verwaltung von Archiven und Speicherplatz. Dies wird schnell zu einer zeitraubenden Aufgabe.

Historian verfügt über leistungsstarke Funktionen für die Komprimierung. Mit Proficy Historian werden die Daten zunächst auf dem Collector und dann erneut vor der Speicherung komprimiert. Archive können automatisch erstellt, gesichert und bereinigt werden, was eine längere Nutzung ohne einen Datenbankadministrator ermöglicht.

Verfügbarkeit und Redundanz

Es ist wichtig, dass die Produktionsdaten immer verfügbar sind. Relationale Datenbanken bieten eine hohe Verfügbarkeit für die durch Clustering gespeicherten Daten, sind aber anfällig für die Netzwerkverfügbarkeit. Je nachdem, wo sich der Collector befindet, in der Regel auf einem Server oder auf einer Prämisse in der Nähe der Datenquelle, wird die Datensammlung unterbrochen, wenn die Verbindung unterbrochen ist.

Die Historian-Technologie gewährleistet eine gute Verfügbarkeit durch Redundanz im Collector. Proficy Historian ist mit der Store & Forward-Technologie ausgestattet, die die Daten im Kollektor puffert, wenn eine Unterbrechung auftritt. Die Puffer werden schließlich hochgeladen, wenn der Server wieder online ist und die Verbindung automatisch wiederhergestellt wird.

Datensicherheit

Netze und Datenbanken sind ständigen Angriffen von Hackern und Viren ausgesetzt, von denen viele auf bekannte relationale Datenbanken abzielen. SQL-Injection/Insertion-Angriffe sind bei RDBs üblich.

Einige Historians sind gegen solche Angriffe immun, da sie das Einfügen, Aktualisieren oder Löschen von Daten über Standardschnittstellen nicht zulassen. Darüber hinaus verfolgen Historians alle Änderungen, einschließlich Zugriff, Konfigurationen, Sicherheitsverletzungen und Systemwarnungen. Einige Historianer wurden entwickelt, um strenge gesetzliche Anforderungen zu erfüllen, wie z. B. CFR Part 11 der FDA.

Das Urteil

Die Historian-Datenbank ist darauf ausgelegt, Datenmengen aus der gesamten Anlage zur Prozessvisualisierung zu sammeln. Ein anlagenweiter Historian verbindet sowohl "Inseln" von Automatisierungsdaten in der Fertigung als auch den Anlagenbetrieb mit den Geschäftssystemen. Sie können frühere Produktionsläufe vergleichen und Daten vor Ausfallzeiten analysieren, so dass Sie Trends und Ursachen leicht erkennen und Verbesserungen umsetzen können.

Für das Sammeln, Speichern und Verteilen großer Mengen hochauflösender Prozessdaten bietet ein Historian den besten Einblick. Relationale Datenbank vs. Historian-Datenbank? Sie würden sich natürlich für eine leistungsfähige historische Datenbank entscheiden?