MES系统中的数据库优化结构研究与设计

摘要

工业4.0智能制造改革大潮下，传统制造企业需要进行自动化,数字化,智能化的升级改造.需要纳入MES（Manufacturing Execution System，制造执行系统）系统，是用来帮助企业从接获订单、进行生产、流程控制一直到产品完成，主动收集及监控制造过程中所产生的生产资料，以确保产品生产质量的应用软件。

企业需要整合更多维度的数据，就需要更多的系统。要促使系统产生最大价值就需要系统与系统无缝协作。

我们以往采用软件和软件对接，依靠BI去整合的模式有很大局限性。与其被动打通系统与系统之间的壁垒，更好的

做法是以数据为中心，构建统一的数据源模型，倒逼各个业务系统集成。（新的系统集成模式）

企业需要处理数据的算法符合企业的核心价值，这对软件的快速迭代和个性化持续交付有更高要求。

目前通过合同约定式的软件交付模式，必然导致系统交付的敏捷性降低。（以往的IT架构模式要改变）。

流程企业在我国的国民经济中占有重要地位,流程企业在发展壮大的同时,对信息技术和综合自动化系统的需求也在持续变化。MES作为ERP系统的执行机构,对从生产命令下发到产品完成的整个生产过程进行优化管理,并实时的将生产过程信息反馈给ERP系统,从而将生产活动与管理活动信息有效的集成起来,在企业的综合自动化中起到了承上启下的作用,是整个流程工业综合自动化技术发展的关键,其中实时数据库又是连接MES与PCS的桥梁。

对于流程制造型化工企业，设备装置24h/d连续不停地运转，生产制造过程中每秒钟都会有大量数据信息产生和变化，有鉴于此，“快速、准确、可靠”就构成了对MES系统最基本的要求。而从技术层面搭建MES系统，首先要解决的就是如何让数据流在整个MES系统中“快速、准确、可靠”地畅通流动，也就是MES系统中数据的实时性问题。

智能工厂的智能化本质上体现为数据的计算能力（数据是根本），通过关系式数据库(RDBMS)、内存数据库(NoSql)、大数据(big data) 等数据库存取方式，图示化使用界面(BI)，开放式架构(Open Platform)等信息相关技术。

MES 系统是一个环境也是一个架构，它将实时的信息和其他信息系统（如生产流程规划系统等）结合，使得企业、工厂或流程控制系统之间的鸿沟得以连结起来。

我们研究的目的，在MES需以大型关系型数据库技术为设计基础，以便于大量实时数据的存储、比对、运作等环境下，怎样合理构建异构数据库。

关键词　MES 工业4.0  智能制造  数据库优化 RDBMS  NoSql big-data

目录

摘要 1

第一章 绪论 3

1.1  制造执行系统（MES）研究背景 3

1.1.1  信息化是制造业的必然之路 3

1.1.2  企业信息化的内容 4

1.1.3  企业信息化的发展历程 6

1.2  制造执行系统的产生 7

1.3  制造执行系统（MES）的发展历程 8

第二章 MES的定义及功能 10

2.1  MES系统简介 10

2.2  MES的功能结构 11

2.2.1  MES在企业系统中的定位 11

2.2  MES的现状 13

2.2.1  国内MES产业政策 13

2.2.2  国内MES的行业会议 14

2.2.3  MES的技术现状 16

2.2.4  国内 MES存在的问题 19

2.3  MES系统主要模块功能简介 20

2.4  集控MES 集成开发平台 22

2.4.1 平台介绍 22

Agile-X Platform智慧工厂技术平台 22

2.4.2 MES 系统总体架构 26

2.4.3 MES 系统子系统CPS 信息物理架构 27

第三章RDBMS关系型数据库定义及功能 28

3.1  RDBMS关系型数据库简介 28

3.2  RDBMS关系型数据库优点 28

3.3  RDBMS关系型数据库缺点 29

第四章 NoSql内存数据库定义及功能 30

4.1  NoSql内存数据库简介 30

4.2  NoSql内存数据库优点 30

4.3  NoSql内存数据库缺点 31

第五章 总结与展望 32