實時數(shù)據(jù)庫與時序數(shù)據(jù)庫的對比分析

在“中國制造2025”和“工業(yè)4.0”合作對接的背景下，驅(qū)動傳統(tǒng)企業(yè)邁向智能制造的轉(zhuǎn)型與升級。基于數(shù)據(jù)庫的工業(yè)大數(shù)據(jù)存儲管理系統(tǒng)，完成對工業(yè)數(shù)據(jù)的高效處理。目前在多種數(shù)據(jù)庫中，實時數(shù)據(jù)庫與時序數(shù)據(jù)庫發(fā)展迅速，逐漸被大家廣泛關(guān)注，但是很多人對于這兩種數(shù)據(jù)庫的區(qū)別并不清楚，因此，本文主要對實時數(shù)據(jù)庫與時序數(shù)據(jù)庫的區(qū)別進行對比分析。

1. 一、數(shù)據(jù)庫定義

• 實時數(shù)據(jù)庫定義

實時數(shù)據(jù)：是指在收集后立即交付的數(shù)據(jù)信息，所提供的信息具有一定及時性。

實時數(shù)據(jù)庫：是一種采集、存儲和分析隨時間快速變化的海量數(shù)據(jù)的軟件產(chǎn)品，適用于處理不斷更新的快速變化的數(shù)據(jù)及具有時間限制的事務(wù)處理。

實時數(shù)據(jù)庫一般都帶有工廠模型，因此它不只是一個數(shù)據(jù)庫，更是一個系統(tǒng)，可以與工控軟件相結(jié)合，協(xié)議兼容性好，部署簡單，易上手，有成熟的解決方案，更適用于工廠企業(yè)級的應(yīng)用。

• 時序數(shù)據(jù)庫定義

時序數(shù)據(jù)：是指穩(wěn)定頻率或非固定周期頻率持續(xù)產(chǎn)生的一系列基于時間維度的指標監(jiān)測數(shù)據(jù)。由時間戳、標簽和指標三要素組成。

時序數(shù)據(jù)庫：是指用于保存海量時序數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫。

時序數(shù)據(jù)庫一般較少具有工廠模型，在應(yīng)用時需要相關(guān)二次開發(fā)廠家進行模型抽象才能匹配生產(chǎn)業(yè)務(wù)，對于后續(xù)一系列的開發(fā)成本較高，目前較為廣泛的應(yīng)用于互聯(lián)網(wǎng)、金融等場景。

1. 二、數(shù)據(jù)庫區(qū)別分析

實時數(shù)據(jù)庫的出現(xiàn)主要是因為現(xiàn)代工業(yè)在流程及大規(guī)模自動化的快速發(fā)展，導(dǎo)致大量的數(shù)據(jù)需要集成和存儲。時序數(shù)據(jù)庫是在關(guān)系數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)上進行改進的，實時數(shù)據(jù)庫和時序數(shù)據(jù)庫處理的都是時間序列數(shù)據(jù)，但他們的業(yè)務(wù)服務(wù)目標、產(chǎn)品定位、功能和用途并不完全一樣。

• 在開發(fā)模式上，實時數(shù)據(jù)庫可支持直接使用，只有深層功能需要相關(guān)開發(fā)人員進行封裝。時序數(shù)據(jù)庫類似關(guān)系數(shù)據(jù)庫的開發(fā)模式，需要開發(fā)人員根據(jù)業(yè)務(wù)的需求進行二次開發(fā)和封裝，才可投入應(yīng)用。

實時數(shù)據(jù)庫是融合工業(yè)現(xiàn)場各類設(shè)備場景，一般采用窄表設(shè)計，可以靈活掌控每個測點的時間戳和質(zhì)量戳，可以匹配OPC UA規(guī)范定義的十幾種質(zhì)量戳。時序數(shù)據(jù)庫往往采用的是寬邊設(shè)計，多個測點通過設(shè)備組的方式共享時間戳和質(zhì)量戳，不能靈活的對現(xiàn)場數(shù)據(jù)做前處理、清洗等工作。

• 在數(shù)據(jù)庫架構(gòu)上，實時數(shù)據(jù)庫采用的是單機設(shè)計冗余容錯模式支持冷溫熱三種模式，集群擴展的時候采用分布式架構(gòu)進行擴點和擴容，應(yīng)用場景支持從站控到多層調(diào)度多個環(huán)節(jié)。與之不同的是，時序數(shù)據(jù)庫通過橫向集成進行冗余容錯設(shè)計，點數(shù)可以無線擴展，但不完全匹配工業(yè)現(xiàn)場，適合調(diào)度場景。

• 在實際應(yīng)用時，部分場景對數(shù)據(jù)庫的響應(yīng)時效有著一定要求，實時數(shù)據(jù)庫有在規(guī)定時間內(nèi)實時響應(yīng)的硬要求，時序數(shù)據(jù)庫對于規(guī)定時間內(nèi)實時響應(yīng)的要求比較寬泛，因此不適合一體化智能管控場景的高度集成。

• 在商業(yè)模式上，兩種數(shù)據(jù)庫也有一定區(qū)別，實時數(shù)據(jù)庫因其配套齊全的特點，有很多模型庫和增值行業(yè)套件，是典型的商品化軟件的單機收費模式。時序數(shù)據(jù)庫的商業(yè)模式采用開源和商業(yè)相結(jié)合的模式，行業(yè)套件是空白，導(dǎo)致用戶資產(chǎn)價值提升有限，后續(xù)運維模式不一樣。

1. 三、實時數(shù)據(jù)庫介紹

雖然時序數(shù)據(jù)庫正在成長發(fā)展，但實時數(shù)據(jù)庫也在應(yīng)用中不斷升級迭代，下面將以力控pSpace實時數(shù)據(jù)庫為例，對實時數(shù)據(jù)庫展開具體的介紹：

力控pSpace實時數(shù)據(jù)庫結(jié)合管理系統(tǒng)和力控SCADA監(jiān)控組態(tài)軟件等產(chǎn)品覆蓋了企業(yè)的管理層、控制層、和監(jiān)控層等多方面，目前具有極強的市場競爭力和廣泛的市場影響。

在工業(yè)場景應(yīng)用的軟件中，信通院對數(shù)據(jù)庫預(yù)測的市場規(guī)模在2025年將達到700億左右，其中，億歐智庫對實時數(shù)據(jù)庫2025年的市場規(guī)模預(yù)測為269億。公開資料顯示，力控pSpace實時數(shù)據(jù)庫+SCADA產(chǎn)品的市場容量超300億。

力控pSpace實時數(shù)據(jù)庫可支持工業(yè)海量數(shù)據(jù)的高效采集和存儲，能夠充分滿足大規(guī)模工業(yè)現(xiàn)場對測點數(shù)量的需求。具備高效豐富的數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計功能，第三方系統(tǒng)可直接使用統(tǒng)計的結(jié)果數(shù)據(jù)，提升了整個系統(tǒng)的響應(yīng)速度?；趐Space實時數(shù)據(jù)庫的分布式架構(gòu)，其部署方式更為方便快捷。同時pSpace實時數(shù)據(jù)庫可以通過部署成群集以滿足大點數(shù)、大數(shù)據(jù)量的應(yīng)用需求。產(chǎn)品的冗余機制能夠很好地提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，幫助用戶構(gòu)建高可用性的系統(tǒng)。在數(shù)據(jù)安全性方面，力控pSpace實時數(shù)據(jù)庫提供的數(shù)據(jù)采集程序具有很好地斷線緩存功能，完整支持OPC協(xié)議中對時間戳、質(zhì)量戳的定義，并且具備歷史回補通知以保證客戶端數(shù)據(jù)的完整性和正確性。在平臺兼容方面，能夠很好地支持目前市場上主流的操作系統(tǒng)。

在工業(yè)領(lǐng)域，企業(yè)的主要需求即在獲取生產(chǎn)流程所需全部信息的基礎(chǔ)上，將分散的控制系統(tǒng)、生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)和管理決策系統(tǒng)有機的集成起來。力控pSpace實時數(shù)據(jù)庫的系統(tǒng)設(shè)計正是體現(xiàn)的這一思想，提供開放式的分散控制、集中管理架構(gòu)，形成不同領(lǐng)域和行業(yè)的解決方案。

當然，實時數(shù)據(jù)庫和時序數(shù)據(jù)庫兩者之間在眾多方面的還存在不同的特點及需求，本文關(guān)于這方面的介紹還不夠全面，后續(xù)將繼續(xù)針對實時數(shù)據(jù)庫和時序數(shù)據(jù)的應(yīng)用領(lǐng)域、相關(guān)廠商產(chǎn)品等方面展開介紹。