MES系統中的數據庫優化結構研究與設計

摘要

工業4.0智能制造改革大潮下，傳統制造企業需要進行自動化,數字化,智能化的升級改造.需要納入MES（Manufacturing Execution System，制造執行系統）系統，是用來幫助企業從接獲訂單、進行生產、流程控制一直到產品完成，主動收集及監控制造過程中所產生的生產資料，以確保產品生產質量的應用軟件。

企業需要整合更多維度的數據，就需要更多的系統。要促使系統產生最大價值就需要系統與系統無縫協作。

我們以往采用軟件和軟件對接，依靠BI去整合的模式有很大局限性。與其被動打通系統與系統之間的壁壘，更好的

做法是以數據為中心，構建統一的數據源模型，倒逼各個業務系統集成。（新的系統集成模式）

企業需要處理數據的算法符合企業的核心價值，這對軟件的快速迭代和個性化持續交付有更高要求。

目前通過合同約定式的軟件交付模式，必然導致系統交付的敏捷性降低。（以往的IT架構模式要改變）。

流程企業在我國的國民經濟中占有重要地位,流程企業在發展壯大的同時,對信息技術和綜合自動化系統的需求也在持續變化。MES作為ERP系統的執行機構,對從生產命令下發到產品完成的整個生產過程進行優化管理,并實時的將生產過程信息反饋給ERP系統,從而將生產活動與管理活動信息有效的集成起來,在企業的綜合自動化中起到了承上啟下的作用,是整個流程工業綜合自動化技術發展的關鍵,其中實時數據庫又是連接MES與PCS的橋梁。

對于流程制造型化工企業，設備裝置24h/d連續不停地運轉，生產制造過程中每秒鐘都會有大量數據信息產生和變化，有鑒于此，“快速、準確、可靠”就構成了對MES系統最基本的要求。而從技術層面搭建MES系統，首先要解決的就是如何讓數據流在整個MES系統中“快速、準確、可靠”地暢通流動，也就是MES系統中數據的實時性問題。

智能工廠的智能化本質上體現為數據的計算能力（數據是根本），通過關系式數據庫(RDBMS)、內存數據庫(NoSql)、大數據(big data) 等數據庫存取方式，圖示化使用界面(BI)，開放式架構(Open Platform)等信息相關技術。

MES 系統是一個環境也是一個架構，它將實時的信息和其他信息系統（如生產流程規劃系統等）結合，使得企業、工廠或流程控制系統之間的鴻溝得以連結起來。

我們研究的目的，在MES需以大型關系型數據庫技術為設計基礎，以便于大量實時數據的存儲、比對、運作等環境下，怎樣合理構建異構數據庫。

關鍵詞　MES 工業4.0  智能制造  數據庫優化 RDBMS  NoSql big-data

目錄

摘要1

第一章 緒論3

1.1  制造執行系統（MES）研究背景3

1.1.1  信息化是制造業的必然之路3

1.1.2  企業信息化的內容4

1.1.3  企業信息化的發展歷程6

1.2  制造執行系統的產生7

1.3  制造執行系統（MES）的發展歷程8

第二章 MES的定義及功能10

2.1  MES系統簡介10

2.2  MES的功能結構11

2.2.1  MES在企業系統中的定位11

2.2  MES的現狀13

2.2.1  國內MES產業政策13

2.2.2  國內MES的行業會議14

2.2.3  MES的技術現狀16

2.2.4  國內 MES存在的問題19

2.3  MES系統主要模塊功能簡介20

2.4  集控MES 集成開發平臺22

2.4.1 平臺介紹22

Agile-X Platform智慧工廠技術平臺22

2.4.2 MES 系統總體架構26

2.4.3 MES 系統子系統CPS 信息物理架構27

第三章RDBMS關系型數據庫定義及功能28

3.1  RDBMS關系型數據庫簡介28

3.2  RDBMS關系型數據庫優點28

3.3  RDBMS關系型數據庫缺點29

第四章 NoSql內存數據庫定義及功能30

4.1  NoSql內存數據庫簡介30

4.2  NoSql內存數據庫優點30

4.3  NoSql內存數據庫缺點31

第五章 總結與展望32