Vorteile einer Zeitreihendatenbank

Produzierende Unternehmen sammeln zunehmend mehr Daten und es wird immer wichtiger, alle gespeicherten Daten zu erfassen, zu speichern und zur weiteren Verwendung verteilen zu können. Der Zugriff auf diese Informationen bildet die Grundlage für schnellere Entscheidungen, höhere Produktivität und geringere Kosten.

Viele industrielle Unternehmen verwenden für diese Aufgabe relationale Datenbanken (RDB). Relationale Datenbanken sind für die Verwaltung und Speicherung kontextbezogener oder genealogischer Informationen über den Produktionsprozess konzipiert. Die Herausforderung besteht darin, dass sie oft nicht über die richtige Funktionalität verfügen, um grosse Mengen von Zeitreihen/Prozessdaten zu verarbeiten.

Ein Historian hingegen ist für die Erfassung, Speicherung und Verteilung grosser Mengen an hochauflösenden Zeitreihen-/Prozessdaten konzipiert. Er ruft Zeitreihen- und A&E-Daten von lokalen Systemen bis hin zur Unternehmensebene ab und gibt Ihnen einen Überblick über den gesamten Produktionsprozess. 
In diesem Artikel befassen wir uns mit den Unterschieden zwischen einer Zeitreihendatenbank und einer relationalen Datenbank, damit Sie die Datenbank wählen können, die Ihren Anforderungen entspricht.

Relationale Datenbanken verfügen nicht über integrierte Funktionen für die Datenerfassung. Stattdessen muss für jede Datenquelle ein angepasster Code geschrieben werden. Diese Art von System macht die Weiterentwicklung, Skalierung und Aktualisierung oft kostspielig und zeitaufwändig. Das Fehlen einer webbasierten Schnittstelle bedeutet, dass der Import von Tags und die Pflege der Datenbank während geplanter Ausfallzeiten durchgeführt werden müssen. Darüber hinaus ist das System auf die Erfahrung und das Fachwissen innerhalb des Unternehmens beschränkt, und es gibt kaum Möglichkeiten, Technologien von anderen Unternehmen aus der Industrie zu nutzen.
 

Im Gegensatz zu relationalen Datenbanken verfügen Zeitreihen-Datenbanken über eine integrierte Datenerfassung, die Daten von verschiedenen Sensoren und Systemen abrufen kann. Proficy Historian von GE Digital nutzt die Industriestandards OPC und OPC UA und ermöglicht den Zugriff auf Daten aus vielen Systemen. Darüber hinaus verfügt Proficy Historian über vorgefertigte Schnittstellen, so dass keine eigene Programmierung oder Skripterstellung erforderlich ist. Die Daten werden an einem sicheren und zentralisierten Ort gespeichert und verarbeitet. Dies sorgt für mehr Flexibilität, Zeitersparnis und geringere Kosten.

Da die Produktion in Echtzeit erfolgt, ist es wichtig, dass Sie die Informationen schnell erhalten. Relationale Datenbanken eignen sich gut zur Beantwortung von Fragen wie Trends in Datenströmen, Temperaturen und anderen analogen Werten. Problematisch wird es, wenn die Fragen grosse Datenmengen oder längere Zeiträume betreffen. Das bedeutet, dass Sie mit einer relationalen Datenbank weniger Leistung erhalten.

Für eine schnellere Lese-/Schreibleistung und kontinuierlichen Zugriff auf Echtzeitdaten wählen Sie eine Zeitreihendatenbank – und sammeln Sie grosse Mengen an Prozessdaten in Millisekunden. Im Vergleich dazu ist Proficy Historian beim Lesen und Schreiben 100–1000-mal schneller als eine standardmässige relationale Datenbank.

Effiziente Datenspeicherung und -komprimierung ermöglichen eine hohe Leistung. Bei einer relationalen Datenbank erfolgt die Komprimierung manuell, durch Archivierung und Speicherplatzverwaltung. Dies wird schnell zu einer zeitraubenden Aufgabe.

Historian-Datenbanken verfügen über leistungsstarke Komprimierungsfunktionen. Mit Proficy Historian werden die Daten zunächst lokal und dann noch einmal zentral komprimiert, bevor sie in der Datenbank gespeichert werden. Archive werden automatisch erstellt, gesichert und bereinigt, sodass Sie keinen Datenbankadministrator benötigen.

Das Diagramm zeigt einen Vergleich zwischen Proficy Historian und einer relationalen Datenbank, wobei Proficy Historian auch ohne Komprimierung eine deutlich bessere Speicherplatznutzung aufweist.

Es ist wichtig, dass die Produktionsdaten immer verfügbar sind. Relationale Datenbanken bieten eine hohe Verfügbarkeit der in Clustern gespeicherten Daten, sind aber anfällig für Netzwerkausfälle. Je nach Standort der RDB-Sammlung, in der Regel auf einem lokalen Computer an der Datenquelle, wird die Datensammlung unterbrochen.

Die Historian-Technologie gewährleistet eine gute Verfügbarkeit mit Kollektorredundanz. Proficy Historian verfügt über eine “Store & Forward”-Technologie, die im Falle einer Unterbrechung die Daten im Kollektor lokal an der Quelle puffert. Die gepufferten Daten werden dann auf den zentralen Server übertragen, wenn das Netzwerk wiederhergestellt ist, so dass kein Datenverlust entsteht.

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

Einige Zeitreihendatenbanken sind gegen solche Angriffe immun, da sie nicht zulassen, dass Daten über Standardschnittstellen eingefügt, aktualisiert oder gelöscht werden. Darüber hinaus verfolgen sie alle Änderungen, einschliesslich Benutzerzugriffe, Konfigurationsänderungen, Sicherheitsverletzungen und Systemwarnungen.

Ausserdem unterstützen einige Zeitreihendatenbanken, wie z. B. Proficy Historian, gesetzliche Anforderungen, wie z. B. FDA 21 Part 11. Diese Funktion wird von relationalen Datenbanken nicht angeboten.

Ein Historian ist darauf ausgelegt, Datenmengen aus dem gesamten Prozess für die Prozessvisualisierung zu sammeln. Eine “umfassende Datenbank zur Anlagenhistorie”, die sowohl “Inseln” von Automatisierungsdaten in der Anlage als auch Betriebsdaten mit Geschäftssystemen verbindet. Sie können vergangene Produktionsaufträge vergleichen und Daten vor einem Stillstand analysieren, so dass Sie leicht Trends erkennen, Ursachen identifizieren und Verbesserungsmassnahmen umsetzen können.

Für die Erfassung, Speicherung und Verteilung grosser Mengen hochauflösender Prozessdaten bietbietet ein Historian die beste Lösung.

Mit der von GE Digital entwickelten Prozessdatenbank zur Verwaltung von Produktionsdaten steht Ihnen die leistungsstärkste Lösung auf dem Markt zur Verfügung.
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