CN103778176B - 用于mes系统中数据长期归档的系统、方法及计算机可用介质 - Google Patents

Abstract

一种在MES系统中将待归档数据从运行时数据库发送到长期归档数据库中的方法和系统，包括a）另外的数据库，用作针对所选待归档数据记录集合的缓冲数据库；c）针对运行时表子集的每个表，将所选待归档记录子集复制到临时数据库的临时表集合中与其对应的表中；d）针对临时表集合的每个表，将所选待归档的记录子集复制到长期归档数据库的长期归档表子集的与其对应的表中；e）针对临时表集合的每个表创建临时删除表；f）在运行时数据库中针对具有临时删除表集合的对应临时删除表的每个运行时表，删除具有与对应临时表的主关键字集合的主关键字匹配的主关键字的每个记录；项c）、项d）和步骤e）在同一事务下执行，项f）在另一事务下执行。

Description

用于MES系统中数据长期归档的系统、方法及计算机可用介质

技术领域

本发明涉及一种根据独立权利要求的前序部分所述的、用于在MES系统中将待归档的数据从运行时数据库发送到长期归档数据库中的方法和系统。

背景技术

在现今的工业自动化领域，为了增加竞争力，制造企业需要同时减少上市时间，增加过程的可视性和生产的灵活性，优化预测和安排，以及减少废品、库存水平和停工期；所有上述都同时要确保全球设备中的最佳质量和生产效率。

因此，为了满足这些需求目标，制造企业需要帮助其在全球范围内并且如果有必要则实时地进行协调生产的集成IT基础设施。制造执行系统(Manufacturing ExecutionSystem，MES)通常被认为是集成了业务系统(如ERP)和生产控制系统的IT层。

西门子公司在其产品系列中提供了一系列MES产品。

如制造企业解决方案协会(国际MESA)所定义的那样，MES系统是通过管理“从订单释放进入制造这一点到产品交付成加工好的商品这一点的生产操作”进行管理以及通过提供“把关于生产活动的关键任务信息通过双向通信跨过组织和供应链提供给其他人”来“驱动制造工作有效执行的动态信息系统”。用于开发MES系统的国际标准通常被称为ISA-95或者S95。

在长期归档(Long Term Archive，LTA)过程中，需要把旧的数据从运行时数据库发送到归档数据库。已知LTA过程具有其通常是消耗资源的任务这一缺点，尤其是在运行时数据库含有大量数据并且/或者运行时数据库被频繁访问时，如同在MES系统中通常的情况那样。在这种情况下，可能存在降低性能以及数据不一致的问题。事实上，在归档过程中，为了选择已经存在于归档数据库中的必须要从运行时数据库中删除的数据，可能存在与运行时数据库和长期归档数据库的对应的表内的交叉检查(cross check)。这种检查会阻碍数据插入在表中，并且同时可能改变一些数据。例如，随着运行时环境中性能的下降，来自比1.1.2012更老的命令表的命令已经存在于长期归档数据库中并且必须对在运行时数据库和归档数据库中的命令表进行交叉检查，以确定运行时表中要被删除的命令。例如，可能会由于归档过程中产生的不一致性而错误地改变命令细节。

在现有技术中，在其中需要频繁访问运行时数据库的情况下，已知的解决方案是在生产可能停止或者减缓的给定的调度时间执行归档过程，以使得在生产期间的生产难关的风险被最小化。

然而，不幸的是，在MES领域中，存在一些其中不能停止或者减缓生产的制造情况。

发明内容

因此，本发明的目的是通过提供一种用于在MES系统中将待归档的数据从运行时数据库发送到长期归档数据库的、使得运行时数据库上的负载最小化的方法和系统来克服上述缺点、即性能降低以及数据不一致。

通过用于在MES系统中将待归档的数据从运行时数据库发送到长期归档数据库中的方法和系统来实现上述目的，其中：

-运行时数据库包括运行时表的集合，各运行时数据库表涉及一种MES组件且具有特定的数据结构，

-长期归档数据库包括长期归档表的集合，该长期归档表的集合对运行时表的集合进行镜像，意即各长期归档表与其对应的运行时表具有相同的数据结构；

-根据具体归档标准选择在运行时数据库中待归档的数据记录的集合，通过将所选记录集合从运行时表的子集发送到与其对应的长期归档表的子集来执行数据归档。

本发明包括：

a)提供另外的数据库，下文中称为临时数据库，该另外的数据库用作针对所选的待归档的数据记录集合的缓冲数据库；

b)针对所述运行时表子集中的每个表，在临时数据库中创建对应的匹配表，从而生成临时表的集合；

c)针对运行时表子集中的每个表，将所选的待归档的记录子集复制到临时数据库中的临时表集合中与其对应的表中；

d)针对临时表集合中的每个表，将所选的待归档的记录子集复制到长期归档数据库中的长期归档表子集中与其对应的表中；

e)如果步骤d)的复制成功，则针对临时表集合中的每个表，创建临时删除表，该临时删除表包括要从运行时数据库(RB_DB)中删除的记录的主关键字集合，所述主关键字集合从临时表提取，从而在临时数据库内生成临时删除表的集合；

f)在运行时数据库中，针对具有临时删除表的集合中的对应的临时删除表的每个运行时表，删除具有与其对应的临时表的主关键字集合中的主关键字相匹配的主关键字的每个记录；

-其中，项c)、d)和步骤e)在同一事务(transaction)下被执行，以及其中项f)在另一事务下被执行。

另外，可以提供计算机程序元件，该计算机程序元件包括用于在被加载到计算装置的数字处理器中时执行根据上述方法的步骤的计算机程序代码。

此外，可以提供存储在计算机可用介质上的计算机程序产品，该计算机程序产品包括用于使得计算装置执行上述方法的计算机可读程序代码。

本发明的实施方式使得能够通过减轻运行时数据库上的负载来提高性能并且使得能够在免去了运行时数据库的过多工作的同时对数据的一致性进行检查。

附图说明

将参考附图在优选但不排他的实施方式中描述本发明，在附图中：

图1是示意性地示出根据本发明的示例性实施方式的数据库相互作用的框图。

具体实施方式

根据本发明，如图1所示在MES系统中要将数据从运行时数据库RT_DB归档到长期归档数据库LTA_DB。运行时数据库RT_DB包括运行时表的集合，其中各运行时数据库表与MES组件有关并且具有特定的数据结构。

例如，用下述简单的情况来描述示例性实施方式：运行时数据库RT_DB包括以下在表1、表2和表3中所分别示出的产品生产规则表、生产分段表和材料规格表。在这样的表中存在的数据是非常简化的。各MES组件表具有包括主关键字(参见表1、表2和表3中的列PK)以及其他具体数据的数据结构。例如：

-如表1所示，产品生产表(称为PPR_表_运行时)的具体数据是给定产品生产规则的ID、状态以及最后日期。

-如表2所示，生产分段表(称为PS_表_运行时)的具体数据是给定的生产分段的对应的产品生产规则的主关键字(PPR_PK)以及给定生产分段的ID。

-如表3所示，材料规格表(称为MatSpec_表_运行时)的具体数据是对应的生产分段的主关键字(PS_PK)以及材料规格的ID。

表1：运行时数据库中的产品生产规则表

表2：运行时数据库中的生产分段表

表3：运行时数据库中的材料规格表

长期归档数据库LTA_DB包括长期归档表的集合，是运行时表的集合的镜像，意即各长期归档表与其对应的匹配的运行时表具有相同的数据结构。

因此，针对以上简单的示例性情况：

-长期归档数据库LTA_DB中的产品生产规则表(称为PPR_表_lta,未示出)应该具有包括PK、ID、状态以及最后日期的数据结构；

-长期归档数据库LTA_DB中的生产分段表(称为PS_表_lta，未示出)应该具有包括PPR_PK、PK以及ID的数据结构；

-长期归档数据库LTA_DB中的材料规格表(称为MatSpec_表_lta，未示出)应该具有包括PS_PK、PK以及ID的数据结构；

需要注意的是，为了清楚起见，运行时数据库和长期归档数据库中的表被分别以后缀“_运行时”和“_lta”命名，然而在实现时后缀通常是没有必要的，这是因为表位于不同的数据库中。根据一些具体归档标准，在运行时数据库RT_DB中的一些MES组件表中选择要被归档的数据记录的集合。针对以上简单的情况，待归档的数据记录是具有最早日期的用“斜体”和“下划线”格式突出显示的两个数据记录。

为了对所选择的数据记录的集合执行数据归档，需要将所选择的记录集合从运行时数据库RT_DB中的运行时表的子集发送给长期归档数据库LTA_DB中的长期归档表中与其对应的子集。

根据所提出的发明，提供另外的数据库，称为临时数据库TMP_DB，该另外的数据库用作针对待归档的所选数据记录集合的缓存数据库。

当在运行时数据库RT_DB中选择了待归档的记录数据集合时，针对包含这种已选记录数据中的至少之一的运行时表子集中的每个表，创建在临时数据库TMP_DB中的对应的匹配表，从而生成初始为空的临时表的集合。具有初始为空的临时表的优点是以更快的方式执行步骤STc，减少了对主关键字复制进行的控制的需要，该主关键字复制是然后在后续阶段对长期归档数据库LTA_DB执行的。

因此，针对以上简单的示例性情况：

-创建在临时数据库TMP_DB中的空的临时产品生产规则表(称为PPR_表_temp，未示出)，该表应该具有包括PK、ID、状态及最后日期的数据结构；

-创建在临时数据库TMP_DB中的空的生产分段表(称为PS_表_temp，未示出)，该表应该具有包括PPR_PK、PK及ID的数据结构；

-在临时数据库TMP_DB中的空的材料规格表(称为MatSpec_表_temp，未示出)，应该具有包括PS_PK、PK及ID的数据结构。

根据所提出的发明，在步骤STc中，针对运行时表子集中的每个表，将所选待归档的记录子集复制到临时数据库TMP_DB中的临时表集合中与其对应的匹配的表中。

因此，针对以上简单的示例性情况，如下执行步骤STc：

-将突出显示的所选择的数据记录即具有主关键字3和主关键字6的数据记录从运行时数据库RT_DB的运行时表PPR_表_运行时复制到临时数据库TMP_DB中对应的临时表PPR_表_临时中；

-将突出显示的所选择的数据记录即具有主关键字4、5和6的数据记录从运行时数据库RT_DB的运行时表PS_表_运行时复制到临时数据库TMP_DB中对应的临时表PS_表_temp中；

-将突出显示的所选择的数据记录即具有主关键字4、5和6的数据记录从运行时数据库RT_DB的运行时表MatSpec_表_运行时复制到临时数据库TMP_DB中对应的临时表MatSpec_表_temp中。

在步骤STd中，针对临时表集合中的每个表，将所选待归档的记录子集复制到长期归档数据库LTA_DB的长期归档表子集中与其对应的表中。

因此，针对以上简单的示例性情况，如下述执行步骤STd：

-将所选择的数据记录即具有主关键字3和主关键字6的数据记录从临时数据库TMP_DB的临时表PPR_表_临时复制到长期归档数据库LTA_DB中对应的长期归档表PPR_表_lta中；

-将所选择的数据记录即具有主关键字4、5和6的数据记录从临时数据库TMP_DB的临时表PS_表_临时复制到长期归档数据库LTA_DB中对应的长期归档表PS_表_lta中；

-将所选择的数据记录即具有主关键字4、5和6的数据记录从临时数据库TMP_DB的临时表MatSpec_表_temp复制到长期归档数据库LTA_DB中对应的长期归档表MatSpec_表_lta中。

根据所提出的发明，执行检查来评价步骤STd的复制是否成功，即没有如数据库崩溃或者手动处理失误这样的错误发生从而导致产生不一致。

如果步骤STd的复制成功，那么在步骤STe中，针对临时表集合中的每个表，创建临时删除表，该临时删除表包括要从运行时数据库RT_DB中删除的记录的主关键字的集合，这些主关键字从临时表提取，从而在临时数据库TMP_DB内生成临时删除表的集合。

因此，针对以上简单的示例性情况，假设步骤STc成功，然后如下述执行步骤STe：

-在临时数据库TMP_DB中创建(例如通过C sequel语言编写的输出命令)3个删除表(称为PPR_表_del、PS_表_del和MatSpec_表_del，分别在下面的表4、表5和表6中示出)，其中PPR_表_del具有PK3和PK6；PS_表_del具有PK4、PK5和PK6；并且MatSpec_表_del具有PK4、PK5和PK6。例如，在其中使用MS SQL服务器的实施方式中，可以通过在用于将数据从“*_temp”表插入到“*_lta”表的T-SQL查询中使用输出子句，来创建删除表“*_del”。

PPR_表_del
	K
3
	6

表4

PS_表_del
	PK
4
	5
6

表5

MatSpec_表_del
	PK
4
	5
6

表6

根据所提出的发明，在运行时数据库RT_DB中，针对具有临时删除表的集合中的对应的临时删除表的每个运行时表，在步骤STf中，删除具有与其对应的临时表的主关键字集合中的主关键字相匹配的主关键字的每个记录。

因此，针对以上简单的示例性情况，如下执行步骤STf：

-在运行时数据库RT_DB的运行时表PPR_表_运行时中，删除(例如，用连接命令)具有主关键字3和主关键字4(参见PPR_表_del中)的数据记录；

-在运行时数据库RT_DB的运行时表PS_表_运行时中，删除具有主关键字4、主关键字5和主关键字6(参见PS_表_del中)的数据记录；

-在运行时数据库RT_DB的运行时表MatSpec_表_运行时中，删除具有主关键字4、主关键字5和主关键字6(参见MatSpec_表_del中)的数据记录。

因此，根据所提出的发明，以根据可以被称为输入(即步骤STc)、输出(即步骤STd和步骤STe)以及删除(即步骤STf)的三个主要操作阶段，在存储的程序中执行适当的一组查询。

通过将归档程序分解成上述三个阶段/操作实现了几个技术优势。可以根据生产需要在输入操作和输出操作之后的方便的时间对删除操作进行有利的安排。

例如，通过遵循具体的生产要求，在24/5的制造模式的情况下，为了不减缓运行时数据库的活动，可以每周中每天地安排若干小数量的数据被输入和输出，而可以通过对运行时数据库RT_DB中的已被成功地复制在长期归档数据库LTA_DB中的所有数据记录进行删除，来在周六或者周日安排删除操作(当不访问运行时数据库时)。注意，在实际情况中可能会经常出现下述情况：输入操作和输出操作比删除操作耗时少。事实上，输入操作和输出操作涉及从运行时数据库的单次读取且涉及到长期归档数据库中的插入，长期归档数据库比运行时数据库更少被访问。相反，除了正常运行时数据库活动外通常还执行删除操作。

分解的另一个优势是：根据本发明的实施方式，要在归档过程中执行的通常控制(例如检查关键字重复、数据一致性以及约束条件)主要集中在输入操作和输出操作期间，使得运行时数据库RT_DB上的负载最小化。

方便地，可以设计复杂的特设控制(ad-hoc control)。

此外，通过使用具有待删除的数据的主关键字的删除表，运行时数据库RT_DB中的删除操作变得更快。事实上，在这种方式中需要对运行时数据库中的表以及唯一地包含待删除数据的临时数据库中的表之间的差异进行交叉检查，而现有技术的程序中，需要对运行时表和长期归档表之间进行交叉检查，其中，运行时表和长期归档表两者都包括所有归档数据，而不像临时数据库中的表的情况那样只包括要在单次操作中归档的数据。

根据所提出的发明，输入操作STc和输出操作STd、STe是在同一事务下被执行的，并且删除操作STf是在另一事务下被执行的。如本文所用，事务是可以全部同时成功执行或全部同时失败并且不能部分地执行的一组数据库语句，从而确保了数据一致性的保持。

因此，在失败的情况下，在事务下进行操作期间，需要整体的重新运行。可以通过弹出窗口或者日志文件来报告错误通知。在成功归档的情况下，由于临时数据库的数据包含最后传输中被清除的数据，所以可以根据需要对临时数据库的数据进行删除或者将临时数据库的数据保持为“应急资源”。

此外，根据本发明的实施方式：

-因为在输出阶段可能只存在简单的已过滤的“选择进入”传输并且管理和检查仅涉及临时数据库和长期归档数据库，从而节约了不必要的工作的运行时间，所以运行时数据库RT_DB的压力大大减小。因此，减少了对运行时数据库访问的次数并且缩短了所采用的时间。

-由于临时数据库包含只具有待清除的数据的主关键字的删除表，所以节约了运行时数据库中用于删除的时间和连接。

虽然已经特别参照优选的实施方式对本发明进行了描述，但对本领域的技术人员明显的是，本发明不限于此，还可以在不脱离所附权利要求定义的本发明的范围的情况下进行进一步的变化和修改。

Claims (3)

1.一种用于在MES系统中将待归档的数据从运行时数据库(RT_DB)发送到长期归档数据库(LTA_DB)中的方法，其中：

-所述运行时数据库(RT_DB)包括运行时表的集合，每个运行时数据库表与MES组件有关并且具有特定的数据结构，

-所述长期归档数据库(LTA_DB)包括长期归档表的集合，所述长期归档表的集合对所述运行时表的集合进行镜像，意即每个长期归档表与其对应的运行时表具有相同的数据结构；

-根据特定的归档标准，选择所述运行时数据库(RT_DB)中待归档的数据记录的集合，通过将所选择的所述记录集合从运行时表的子集发送到其对应的长期归档表的子集来执行数据归档；

所述方法的特征在于所述方法包括下述步骤：

a)提供另外的数据库，下文中称为临时数据库(TMP_DB)，所述另外的数据库用作针对所选择的待归档的数据记录的集合的缓冲数据库；

b)针对所述运行时表子集中的每个表，在所述临时数据库(TMP_DB)中创建对应的匹配的表，从而生成临时表集合；

c)针对所述运行时表子集中的每个表，将所选择的所述待归档的记录子集复制到所述临时数据库(TMP_DB)中的所述临时表集合中与其对应的表中；

d)针对所述临时表集合中的每个表，将所选择的所述待归档的记录子集复制到所述长期归档数据库(LTA_DB)中的所述长期归档表的子集中与其对应的表中；

e)如果所述步骤d)的复制成功，则针对所述临时表集合中的每个，创建(STe)临时删除表，所述临时删除表包括要从所述运行时数据库(RT_DB)中删除的所述记录的主关键字集合，所述主关键字集合提取自所述临时表，从而在所述临时数据库(TMP_DB)内生成临时删除表的集合；

f)在所述运行时数据库(RT_DB)中，针对具有所述临时删除表的集合中的对应的临时删除表的每个运行时表，删除(STf)具有与和所述运行时表对应的临时表的所述主关键字集合的所述主关键字相匹配的主关键字的每个记录；

-其中，所述步骤c)、步骤d)和步骤e)在同一事务下被执行，且其中所述步骤f)在另一事务下被执行。

2.一种用于在MES系统中将待归档的数据从运行时数据库发送到长期归档数据库中的系统，其具有用于执行根据权利要求1所述的方法中的步骤的装置。

3.一种存储有计算机程序产品的计算机可用介质，所述计算机程序产品包括用于使得计算装置执行根据权利要求1所述的方法的计算机可读程序代码。