I vantaggi di un database relazionale rispetto a un database storico

Le aziende manifatturiere raccolgono sempre più dati e di conseguenza è diventato più importante raccogliere, salvare e distribuire tutti i dati memorizzati per un uso successivo. L'accesso a queste informazioni pone le basi per decisioni più rapide, aumento della produttività e riduzione dei costi.

In questo articolo, George Walker, amministratore delegato di Novotek UK & Ireland, analizza più da vicino la differenza tra un database di serie temporali o storico e un database relazionale, per aiutarvi a scegliere quello più adatto alle vostre esigenze.

Molte aziende industriali utilizzano i database relazionali (RDB) per aumentare la produttività e ridurre i costi. I database relazionali sono costruiti per gestire e memorizzare informazioni contestuali o genealogiche sul processo produttivo. La sfida è che spesso non hanno le funzioni adatte per gestire grandi quantità di serie temporali/dati di processo.

I database storici, invece, sono progettati per la raccolta, l'archiviazione e la distribuzione di grandi quantità di dati di serie temporali/processo ad alta risoluzione. Recuperano i dati delle serie temporali dal sistema locale fino al livello aziendale, offrendo una panoramica dell'intero processo produttivo. Ecco un'analisi più approfondita di alcune delle principali differenze e dei relativi vantaggi di ciascun database.

Implementazione

I database relazionali non offrono funzionalità di raccolta dati integrate. Pertanto, è necessario scrivere codice personalizzato per ogni fonte di dati. Questo tipo di sistema specificamente adattato può rendere costosi e lunghi gli ulteriori sviluppi e aggiornamenti. La mancanza di un'interfaccia web significa che l'importazione dei tag e la manutenzione del database devono essere effettuate durante i tempi di inattività programmati. Inoltre, si è limitati all'esperienza e alle competenze presenti all'interno dell'azienda, con poche opportunità di utilizzare la tecnologia di altri operatori del settore.

Al contrario, gli storici sono dotati di una raccolta dati integrata, in grado di recuperare i dati da vari sensori e sistemi. Proficy Historian di GE Digital, ad esempio, utilizza gli standard industriali OPC e OPC UA, che consentono l'accesso ai dati su più dispositivi. Inoltre, Proficy Historian è dotato di interfacce precostituite, senza necessità di codifica o scripting personalizzati. I dati vengono archiviati ed elaborati senza problemi in un'unica posizione centrale e sicura. Questo garantisce una maggiore flessibilità, un risparmio di tempo e una riduzione dei costi.

Velocità

Poiché la produzione opera in tempo reale, è importante ricevere i dati velocemente. I database relazionali sono adatti a rispondere a interrogazioni quali le tendenze dei flussi di dati, le temperature e altri valori analogici. La sfida si presenta quando le interrogazioni riguardano grandi serie di dati o periodi di tempo più lunghi. Ciò significa che il database relazionale offre prestazioni inferiori.

Per ottenere prestazioni di lettura/scrittura più rapide e un accesso continuo ai dati in tempo reale, si dovrebbe scegliere un database storico. Gli storici possono raccogliere grandi quantità di dati di processo in pochi millisecondi. Rispetto ai normali database relazionali, Proficy Historian è 100-1000 volte più veloce in lettura e scrittura.

Compressione

Un'efficiente archiviazione e compressione dei dati consente di ottenere prestazioni elevate. Per un database relazionale, la compressione viene effettuata manualmente, attraverso la gestione degli archivi e dello spazio su disco. Questo sta diventando un lavoro che richiede molto tempo.

Historian è dotato di potenti funzioni di compressione. Con Proficy Historian, i dati vengono compressi prima sul collettore e di nuovo prima dell'archiviazione. Gli archivi possono essere creati, sottoposti a backup e cancellati automaticamente, consentendo un utilizzo prolungato senza la necessità di un amministratore di database.

Disponibilità e ridondanza

È importante che i dati di produzione siano sempre disponibili. I database relazionali offrono un'elevata disponibilità per i dati archiviati attraverso il clustering, ma sono vulnerabili alla disponibilità di rete. A seconda di dove si trova il collettore, di solito su un server, o su un dispositivo vicino all'origine dei dati, la raccolta dei dati si interrompe se la connessione è interrotta.

La tecnologia Historian garantisce una buona disponibilità grazie alla ridondanza del collettore. Proficy Historian è dotato della tecnologia Store & Forward, che bufferizza i dati presso il collettore in caso di interruzione. I buffer vengono infine caricati quando il server torna online con una riconnessione automatica, garantendo così l'assenza di perdite di dati.

Sicurezza dei dati

Le reti e i database sono sottoposti a continui attacchi da parte di hacker e virus, molti dei quali hanno come obiettivo i famosi database relazionali. Gli attacchi di SQL Injection/Insertion sono comuni con i database relazionali.

Alcuni storici sono immuni da questi attacchi perché non consentono l'inserimento, l'aggiornamento o la cancellazione dei dati attraverso interfacce standard. Inoltre, gli storici tengono traccia di tutte le modifiche, compresi gli accessi, le configurazioni, le violazioni della sicurezza e gli avvisi di sistema. Alcuni storici sono progettati per rispondere a requisiti normativi rigorosi, come il CFR Part 11 della FDA.

Il verdetto

Il database storico è progettato per raccogliere quantità di dati dall'intero impianto per la visualizzazione dei processi. Uno storico a livello di impianto collega sia le "isole" di dati di automazione a livello di impianto, sia le operazioni dell'impianto fino ai sistemi aziendali. È possibile confrontare i cicli di produzione precedenti e analizzare i dati prima dei tempi di inattività, in modo da identificare facilmente le tendenze, le cause principali e implementare i miglioramenti.

Per la raccolta, l'archiviazione e la distribuzione di grandi quantità di dati di processo ad alta risoluzione, uno storico vi fornirà le migliori informazioni. Quindi, database relazionale o database storico? Scegliereste ovviamente un potente database storico?