7 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)及其在工業(yè)綜合自動(dòng)化中的應(yīng)用

1、7 工業(yè)自動(dòng)化中常用的數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù),內(nèi)容回顧,數(shù)據(jù)庫(kù)基本概念 電子商務(wù) 企業(yè)信息自動(dòng)化 數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù) 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù) 工廠生產(chǎn)過程控制 電力或數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)管理 證券交易等,本課程主要討論的現(xiàn)代數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù),分布式數(shù)據(jù)庫(kù) 電子商務(wù) 企業(yè)信息自動(dòng)化 數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù) 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù) 工廠生產(chǎn)過程控制 電力或數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)管理 證券交易等,現(xiàn)代數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用要求,數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用正在并將繼續(xù)從傳統(tǒng)領(lǐng)域不斷地迅速向新的現(xiàn)代領(lǐng)域擴(kuò)展： CAD/CAM/CIMS或工廠自動(dòng)化、過程控制等工程應(yīng)用； 數(shù)據(jù)通信、電力調(diào)度、電話交換等網(wǎng)絡(luò)管理； 電子銀行事務(wù)、證券股票交易、電子商務(wù)； 雷達(dá)跟蹤、空中交通管制、武器制導(dǎo)、指揮系統(tǒng)； 圖像處理與模式識(shí)別、實(shí)時(shí)仿

2、真等。,現(xiàn)代應(yīng)用的對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的要求,強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)建模能力 新的查詢?cè)O(shè)施 支持元數(shù)據(jù)處理 強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與共享能力 高級(jí)的現(xiàn)代事務(wù)管理 先進(jìn)的圖形設(shè)施 “識(shí)時(shí)”的系統(tǒng)執(zhí)行 觸發(fā)器或主動(dòng)能力,現(xiàn)代數(shù)據(jù)庫(kù)研究,現(xiàn)代數(shù)據(jù)庫(kù)就是支持現(xiàn)代應(yīng)用、滿足上述現(xiàn)代應(yīng)用要求的數(shù)據(jù)庫(kù)，它是一個(gè)范疇，不是一類數(shù)據(jù)庫(kù)，更不是一種數(shù)據(jù)庫(kù)（像Oracle，SQL Server）。 知識(shí)表示：語(yǔ)義模型、過程模型、事件模型、時(shí)態(tài)模型 體系結(jié)構(gòu)：面向?qū)ο蟆r(shí)態(tài)、實(shí)時(shí)、主動(dòng) 事務(wù)模型：系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)、語(yǔ)義 執(zhí)行模型： 資源模型,現(xiàn)代數(shù)據(jù)庫(kù)的研究領(lǐng)域,現(xiàn)代數(shù)據(jù)庫(kù)就是支持現(xiàn)代應(yīng)用、滿足其除傳統(tǒng)應(yīng)用要求以外還有特殊要求的數(shù)據(jù)庫(kù)。 整體系統(tǒng)方面

3、：面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫(kù)、時(shí)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)、主動(dòng)數(shù)據(jù)庫(kù) 體系結(jié)構(gòu)方面：內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)、分布式數(shù)據(jù)庫(kù)、并行數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù) 應(yīng)用方面：工程數(shù)據(jù)庫(kù)、科學(xué)與統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)、超文檔數(shù)據(jù)庫(kù)、演繹數(shù)據(jù)庫(kù)等,分布式數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù),分布式數(shù)據(jù)庫(kù)自20世紀(jì)80年代以來一直是數(shù)據(jù)庫(kù)與信息系統(tǒng)中的一個(gè)重要而熱門領(lǐng)域，是數(shù)據(jù)庫(kù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相互滲透有機(jī)結(jié)合的結(jié)果。克服了集中式數(shù)據(jù)庫(kù)的許多缺點(diǎn)，適合于一般企業(yè)的分散型結(jié)構(gòu)。 一個(gè)分布式數(shù)據(jù)庫(kù)由一系列的場(chǎng)地組成，通過某種通信網(wǎng)絡(luò)連接在一起 每個(gè)場(chǎng)地自身有一個(gè)完全的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng) 所有場(chǎng)地都可以協(xié)同工作,分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的特點(diǎn),從“集中計(jì)算”到“分布計(jì)算” “分布計(jì)算”的概念 處理分布 數(shù)據(jù)是集

4、中的，處理是分布的。網(wǎng)絡(luò)上的結(jié)點(diǎn)用戶從同一個(gè)DB中存取數(shù)據(jù)，然后在各自的結(jié)點(diǎn)上作應(yīng)用處理。 數(shù)據(jù)分布 數(shù)據(jù)是分布的，物理上分布在不同的結(jié)點(diǎn)，邏輯上是一個(gè)整體。 每個(gè)結(jié)點(diǎn)可以存取其他結(jié)點(diǎn)上的數(shù)據(jù)。 功能分布 C/S模式。服務(wù)器完成事務(wù)處理和數(shù)據(jù)訪問控制，客戶機(jī)專門處理用戶的應(yīng)用程序。,客戶/服務(wù)器模式數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù),客戶/服務(wù)器模式的結(jié)構(gòu),客戶/服務(wù)器模式數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù),邏輯結(jié)構(gòu),例如ODBC JDBC等,客戶/服務(wù)器模式數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù),擴(kuò)充的客戶/服務(wù)器模式數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù),客戶/服務(wù)器模式數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù),B/S結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù),該結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)思路是客戶/服務(wù)器結(jié)構(gòu)的擴(kuò)展。在用戶和應(yīng)用服務(wù)器之間加入WWW服務(wù)器，以H

5、TML形式將數(shù)據(jù)展現(xiàn)給用戶,信息的分散+計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,分布式數(shù)據(jù)庫(kù)指的是由一組數(shù)據(jù)組成，這些數(shù)據(jù)物理上分散在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的不同地點(diǎn)上，邏輯上是屬于同一個(gè)系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)結(jié)點(diǎn)具有獨(dú)立處理能力，可以執(zhí)行局部應(yīng)用。同時(shí)，每個(gè)結(jié)點(diǎn)也能通過網(wǎng)絡(luò)通信子系統(tǒng)執(zhí)行全局應(yīng)用,分布式數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)結(jié)構(gòu),將查詢請(qǐng)求分成到不同服務(wù)器上的子查詢請(qǐng)求,子查詢結(jié)果,分布式數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)重點(diǎn),1、數(shù)據(jù)分片：實(shí)現(xiàn)將整體的數(shù)據(jù)庫(kù)分成多個(gè)不相交的片段，分別存放在不同的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器中。,2、全局到局部的映射：用戶給出的是一個(gè)查詢語(yǔ)句，但需要分成多個(gè)不同的子查詢語(yǔ)句，并能分別在不同的片段上執(zhí)行。,3、查詢優(yōu)化：查詢的代價(jià)是 I/O代價(jià)

6、+CPU代價(jià)+通信代價(jià)。要考慮在網(wǎng)絡(luò)中傳輸數(shù)據(jù)的大小。,4、分布式事務(wù)處理：為了保證數(shù)據(jù)庫(kù)的完整性和安全性，提供2PC協(xié)議實(shí)現(xiàn),分布式數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用技術(shù),網(wǎng) 絡(luò),分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的特點(diǎn),什么是分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)（DDBMS） 分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)是地理上分布在網(wǎng)絡(luò)的不同結(jié)點(diǎn)而邏輯上屬于同一個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。,局部應(yīng)用，全局應(yīng)用 分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的特點(diǎn) 1. 數(shù)據(jù)是分布的 2. 數(shù)據(jù)是邏輯相關(guān)的 3. 結(jié)點(diǎn)自治性,計(jì)算機(jī),計(jì)算機(jī),計(jì)算機(jī),通信網(wǎng)絡(luò),數(shù)據(jù)庫(kù),數(shù)據(jù)庫(kù),數(shù)據(jù)庫(kù),分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)與集中式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的比較 集中控制與局部自治 數(shù)據(jù)獨(dú)立性：邏輯獨(dú)立性、物理獨(dú)立性、分布透明性 數(shù)據(jù)冗余 數(shù)據(jù)的一致性、

7、可串行性、可恢復(fù)性,分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的特性 1自治性好； 不同部門的數(shù)據(jù)可按需定制、局部控制 2效率高，可用性好； 就近存放、多副本增加可用性 3提高資源利用率； 可以將已有數(shù)據(jù)庫(kù)聯(lián)合成DDB 4結(jié)構(gòu)靈活，易于擴(kuò)充。 新應(yīng)用增加新結(jié)點(diǎn)，勿擴(kuò)充原系統(tǒng),分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的特點(diǎn),同構(gòu)（數(shù)據(jù)模型相同）系統(tǒng)、異構(gòu)系統(tǒng),分布式數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的組成 1局部數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)(LDBMS) 2全局?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)(GDBMS) 3全局?jǐn)?shù)據(jù)字典GDD 4網(wǎng)絡(luò)通信管理CM,分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的特點(diǎn),分布式數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù),分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)是數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)兩者相互滲透和有機(jī)結(jié)合的結(jié)果。 概念：分布式數(shù)據(jù)庫(kù)由一組數(shù)據(jù)組成，這

8、些數(shù)據(jù)物理上分布在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的不同結(jié)點(diǎn)上，邏輯上屬于同一個(gè)系統(tǒng)。 特點(diǎn)：分布性、邏輯整體性,分布式數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù),所謂的“分布式數(shù)據(jù)庫(kù)”實(shí)際上是一種虛擬的數(shù)據(jù)庫(kù)，它的各個(gè)組成部分物理地存儲(chǔ)在許多不同場(chǎng)地上的不同數(shù)據(jù)庫(kù)中。,為什么要實(shí)施分布式數(shù)據(jù)庫(kù),企業(yè)自身經(jīng)常就是分布是的，一個(gè)企業(yè)在邏輯上和地理上被分為公司、部門、工作組等等。 每個(gè)部門都會(huì)有自己的數(shù)據(jù)。這樣，企業(yè)的整個(gè)信息資源就被分裂成信息孤島。 分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)正是為把這些孤島聯(lián)系在一起的橋梁。 使數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)構(gòu)能夠反映企業(yè)的結(jié)構(gòu)。,實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù),現(xiàn)實(shí)世界中，有許多應(yīng)用包含了對(duì)數(shù)據(jù)的“定時(shí)”存取和對(duì)“短暫有效”數(shù)據(jù)的存取。這些應(yīng)用一方面需要維護(hù)

9、大量共享數(shù)據(jù)和控制知識(shí)；另一方面其應(yīng)用活動(dòng)有很強(qiáng)的時(shí)間行們要求在一定的時(shí)刻和一定的時(shí)間期限內(nèi)從外部采集數(shù)據(jù)，按比例之間的聯(lián)系存取已獲得的數(shù)據(jù)和處理采集的數(shù)據(jù)，再及時(shí)作出響應(yīng)。 同時(shí)需要數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理技術(shù),實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù),實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)就是其事務(wù)和數(shù)據(jù)都可以具有定時(shí)特性或顯式的定時(shí)限制的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。 數(shù)據(jù)庫(kù)研究工作的動(dòng)機(jī)在于利用數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的特點(diǎn)或優(yōu)點(diǎn)來解決實(shí)時(shí)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)管理問題；實(shí)時(shí)系統(tǒng)研究工作則為給實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)提供時(shí)間驅(qū)動(dòng)調(diào)度和資源分配算法。,實(shí)時(shí)應(yīng)用要求,結(jié)構(gòu)復(fù)雜性 可計(jì)劃性 分布規(guī)律性 實(shí)時(shí)特性 可預(yù)報(bào)性 合作性 不可逆性 應(yīng)急計(jì)劃,數(shù)據(jù)庫(kù)與實(shí)時(shí)系統(tǒng),數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的主要功能：數(shù)

10、據(jù)描述、數(shù)據(jù)正確性維護(hù)、有效的數(shù)據(jù)庫(kù)存取、查詢與事務(wù)的正確執(zhí)行、數(shù)據(jù)的安全和可靠性保護(hù) 當(dāng)前實(shí)時(shí)系統(tǒng)處理的信息量很大，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的功能要求也越來越迫切。但這種數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)不適合于實(shí)時(shí)應(yīng)用，關(guān)鍵在于沒有考慮與數(shù)據(jù)及其處理相聯(lián)系的定時(shí)限制。 系統(tǒng)的性能目標(biāo)是吞吐量和平均響應(yīng)時(shí)間。,數(shù)據(jù)庫(kù)與實(shí)時(shí)系統(tǒng),實(shí)時(shí)系統(tǒng)所支持的應(yīng)用具有很強(qiáng)的時(shí)間性要求，其處理活動(dòng)與數(shù)據(jù)都是定時(shí)性的。 實(shí)時(shí)系統(tǒng)強(qiáng)調(diào)的是定時(shí)性，系統(tǒng)目標(biāo)是滿足各種時(shí)間限制。 數(shù)據(jù)庫(kù)與實(shí)時(shí)系統(tǒng)的結(jié)合導(dǎo)致了實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的產(chǎn)生。,實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的特征,一個(gè)典型的實(shí)時(shí)系統(tǒng)包括 被控系統(tǒng)：考慮的應(yīng)用過程、外部環(huán)境/物理世界 執(zhí)行控制系統(tǒng)：監(jiān)視被控系統(tǒng)的狀態(tài)、協(xié)調(diào)和

11、控制它的活動(dòng) 數(shù)據(jù)系統(tǒng)：有效地存儲(chǔ)、操縱與管理實(shí)時(shí)（準(zhǔn)確和及時(shí)）的信息,實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的特征,數(shù)據(jù)以記錄的結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)在內(nèi)存中 特點(diǎn)： 高速的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和恢復(fù) 使用預(yù)定義的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可加快實(shí)施進(jìn)度 嵌入式的數(shù)據(jù)進(jìn)程處理，如數(shù)據(jù)時(shí)間標(biāo)簽、變化率的計(jì)算、報(bào)警上下限的監(jiān)測(cè)。,實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的記錄結(jié)構(gòu),一個(gè)記錄是一組各相關(guān)數(shù)據(jù)的集合。每一個(gè)記錄必須有一個(gè)為宜的名字，每一個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)在記錄中作為一個(gè)域存儲(chǔ)。記錄中的每個(gè)域包括： 絕對(duì)時(shí)間 時(shí)間間隔 指向其它記錄或域的指針 整型、字符型、浮點(diǎn)型,當(dāng)前主流的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)品,OSIsoft PI Honeywell PHD AspenTech Infoplus.21 Wonder

12、ware InSQL,衡量一個(gè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn),性能和穩(wěn)定性 服務(wù)器端管理工具 客戶端工具 數(shù)據(jù)收集接口 與關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)和管理軟件的連接 支持的數(shù)據(jù)類型,實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)體系結(jié)構(gòu),實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)在工業(yè)控制中的應(yīng)用,近年來，各種控制系統(tǒng)在電力、化工、鋼鐵、造紙、水泥、煙草等流程工業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用，在這些控制系統(tǒng)中蘊(yùn)含著大量的生產(chǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)是企業(yè)生產(chǎn)狀況的實(shí)際體現(xiàn)，同時(shí)也是分析、優(yōu)化運(yùn)行和管理的基礎(chǔ)。因此，如何消除企業(yè)內(nèi)部的信息孤島，建立全廠統(tǒng)一的生產(chǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)平臺(tái)，就成了流程企業(yè)今后生產(chǎn)信息化的關(guān)鍵。,工業(yè)應(yīng)用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的主要功能,功 能： 1提供企業(yè)級(jí)的生產(chǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)平臺(tái) 2優(yōu)異的跨平臺(tái)性

13、3良好的可管理性和維護(hù)性 4隨時(shí)隨地享用生產(chǎn)信息,工業(yè)過程的分類,工業(yè)過程大致可以分為： 連續(xù)過程工業(yè)：主要包括石油化工、煉油、電力、冶金、化工、建材、制藥、造紙等。連續(xù)流動(dòng)著的物料，可測(cè)量，但不可點(diǎn)數(shù)，有誤差 離散過程工業(yè)：機(jī)械制造業(yè)、汽車裝配等。單獨(dú)的零部件組成最終產(chǎn)成品的方式。因?yàn)槠洚a(chǎn)成品的最終形成是以零部件的拼裝為主要工序，所以裝配自然就成了重點(diǎn) 間隙過程工業(yè)：批量生產(chǎn)過程,工業(yè)過程控制的“金字塔”,工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展,機(jī)械繼電器、電氣繼電器組成的邏輯控制系統(tǒng) 控制器、PLC初步 大型PLC，DCS 現(xiàn)場(chǎng)總線，先進(jìn)控制、模糊控制、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、智能技術(shù)與專家系統(tǒng)，CIMS 200

14、0年，“集成化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化”,流程工業(yè)的企業(yè)綜合自動(dòng)化,綜合自動(dòng)化(CIPS，流程工業(yè)的CIMS )是流程企業(yè)提高核心競(jìng)爭(zhēng)力的重要技術(shù)手段之一，是企業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。 企業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展概況 70年代以前，自動(dòng)化孤島模式的階段，其控制目標(biāo)只能是保證生產(chǎn)平穩(wěn)和少出事故。 7080年代分布式工業(yè)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(DCS)得到大力的發(fā)展，為實(shí)現(xiàn)先進(jìn)控制創(chuàng)造了條件，多變量預(yù)測(cè)控制等先進(jìn)控制方法的應(yīng)用，使自動(dòng)化達(dá)到了新的水平，在實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低消耗的控制目標(biāo)方面前進(jìn)了一大步。,流程工業(yè)的特點(diǎn),流程工業(yè)是加工業(yè)的一個(gè)大類。泛指煉油、石化、化工、冶金、制藥、電力等原材料加工和能源工業(yè)行業(yè)，其特點(diǎn)是對(duì)

15、生產(chǎn)原料的連續(xù)加工過程，一般伴有化學(xué)、物理等物性變化的過程。 流程工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占主導(dǎo)地位的行業(yè)，全球500強(qiáng)企業(yè)中，有70余家。,流程工業(yè)的特點(diǎn),流程工業(yè)的生產(chǎn)過程是連續(xù)進(jìn)行的，不能中斷。原材料按照一定的工藝流程連續(xù)不斷地通過一系列設(shè)備和裝置，被加工處理成產(chǎn)品?；ぁ捰?、造紙、制藥、煉鋼等流程生產(chǎn)過程的典型。,流程工業(yè)的特點(diǎn),生產(chǎn)過程連續(xù)，生產(chǎn)批量大，加工能力強(qiáng)。 生產(chǎn)工藝復(fù)雜，涉及多種化學(xué)變化與物理變化，生產(chǎn)控制技術(shù)要求高，信息量大。 生產(chǎn)環(huán)境苛刻，如高溫、高壓、低溫、低壓、易燃易爆等。 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)復(fù)雜，除了主產(chǎn)品外，還會(huì)產(chǎn)生大量副產(chǎn)品和中間產(chǎn)品。 產(chǎn)品種類繁多，同一類產(chǎn)品根據(jù)規(guī)格可以細(xì)

16、分為不同的產(chǎn)品，不同規(guī)格的產(chǎn)品相互混合可以產(chǎn)生更多規(guī)格的產(chǎn)品。,流程工業(yè)的特點(diǎn),對(duì)產(chǎn)品的存儲(chǔ)要求較高，大部分產(chǎn)品不允許混裝，存儲(chǔ)的時(shí)候需要保持一定的溫度和壓力。 對(duì)公用工程的供應(yīng)要求較高，需要大量不同形式的水、汽、風(fēng)等能源的供應(yīng)。 基礎(chǔ)自動(dòng)化水平比較高，對(duì)自動(dòng)化的依賴性比較強(qiáng)，絕大部分的物料變量依靠?jī)x表進(jìn)行測(cè)量或間接獲得，少量人工計(jì)量。 生產(chǎn)以安全、穩(wěn)定、長(zhǎng)周期、滿負(fù)荷、優(yōu)質(zhì)、均衡、高產(chǎn)、低耗和減少污染為主要目標(biāo)。,企業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展概況,80年代后期，隨著多學(xué)科間的相互滲透與交又，人工智能和智能控制被引入實(shí)際的過程控制中。信號(hào)處理技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)、通訊技術(shù)以及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展為實(shí)現(xiàn)高水平的自動(dòng)控制

17、提供了強(qiáng)有力的技術(shù)工具。工業(yè)自動(dòng)化開始突破自動(dòng)化孤島的傳統(tǒng)模式，采用計(jì)算機(jī)集成制造的思想和方法來組織、管理和指揮整個(gè)生產(chǎn)過程，出現(xiàn)了集控制、優(yōu)化、調(diào)度、管理于一體的新模式。在連續(xù)工業(yè)中，也將這種模式稱為綜合自動(dòng)化CIMS或CIPS ( Computer integrated process system ) 。,企業(yè)綜合自動(dòng)化的結(jié)構(gòu),ERP的概念,ERP（Enterprise Resource Planning）：是20世紀(jì)90年代的一種企業(yè)管理理論，其當(dāng)今國(guó)際上先進(jìn)的企業(yè)管理模式，其目標(biāo)是對(duì)企業(yè)的人力、資金、材料、設(shè)備、工藝方法、信息、時(shí)間等資源進(jìn)行綜合平衡和優(yōu)化。注重產(chǎn)品和批次，以分鐘、小

18、時(shí)為單位跟蹤產(chǎn)品的制造過程。面向市場(chǎng)，協(xié)調(diào)企業(yè)各部門圍繞市場(chǎng)導(dǎo)向開展業(yè)務(wù)活動(dòng)，使企業(yè)能夠在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中全面發(fā)揮各種資源的作用，從而獲得最佳經(jīng)濟(jì)效益。 處于企業(yè)綜合自動(dòng)化的最上層，經(jīng)營(yíng)計(jì)劃系統(tǒng)以產(chǎn)品的生產(chǎn)和銷售為處理對(duì)象，聚焦于定貨、交貨期、成本、和顧客的關(guān)系等，以月、周、日為單位。,MES基本概念,Manufacturing Execution System，MES 制造執(zhí)行系統(tǒng) 美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)(NIST)對(duì)“MES”的定義: “從生產(chǎn)計(jì)劃/工單下達(dá)到成品產(chǎn)出的整個(gè)過程中，采集所有過程信息的數(shù)據(jù)，從而使我們能夠完成生產(chǎn)管理以及生產(chǎn)優(yōu)化。是生產(chǎn)過程控制PCS與管理信息集成BPS的重要橋梁和紐帶。

19、 ” “它以生產(chǎn)行為信息為核心，為企業(yè)決策系統(tǒng)提供直接的支持” (MESA 1997),其他功能模塊,其它功能模塊,庫(kù)存管理模塊,訂單/工單管理系統(tǒng),采購(gòu)模塊,生產(chǎn)計(jì)劃模塊,ERP,辦公室,生產(chǎn)執(zhí)行,MES,生產(chǎn)過程控制,企業(yè)綜合自動(dòng)化數(shù)據(jù)流,做什么,如何做,做了什么（ 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)）,做了什么（信息-決策依據(jù)）,企業(yè)管理信息化的需求,如何利用現(xiàn)有的DCS系統(tǒng)、遠(yuǎn)距離抄表系統(tǒng)和電氣監(jiān)督系統(tǒng)，將過程實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和生產(chǎn)信息集成，解決生產(chǎn)運(yùn)行中的問題 如何連續(xù)跟蹤各套生產(chǎn)裝置的實(shí)時(shí)信息，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)成本計(jì)算，在迅速變化的市場(chǎng)環(huán)境下獲取機(jī)會(huì)利潤(rùn),企業(yè)管理信息化的需求,如何將商品的銷售、價(jià)格狀況與生產(chǎn)的實(shí)時(shí)工況結(jié)合

20、起來，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化調(diào)度 如何連續(xù)監(jiān)視、跟蹤生產(chǎn)過程，將采集到的大量生產(chǎn)數(shù)據(jù)經(jīng)加工提煉和挖掘，在更高的層次上提供決策支持，實(shí)現(xiàn)管理信息系統(tǒng)與生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的無縫連接 將管理者設(shè)定的各類生產(chǎn)指標(biāo)（單耗、能耗、關(guān)鍵參數(shù)穩(wěn)定性等）在MES環(huán)境下進(jìn)行連續(xù)跟蹤和績(jī)效考核，提升操作技能和運(yùn)行水平,實(shí)施企業(yè)綜合自動(dòng)化帶來的效益,MESA協(xié)會(huì)近期調(diào)查結(jié)果表明, 實(shí)施MES所帶來的效益： 生產(chǎn)周期縮短 數(shù)據(jù)輸入工作減少 半成品的積壓減少 交接班的紙面工作減少 次品減少 交貨時(shí)間縮短,企業(yè)的信息流和物流 縮短信息流和物流之間的時(shí)間差，是度量管理信息系統(tǒng)功能優(yōu)劣的重要指標(biāo)。,實(shí)施企業(yè)綜合自動(dòng)化的關(guān)鍵技術(shù),實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù) 關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)

21、 信息集成平臺(tái),企業(yè)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中的數(shù)據(jù),在企業(yè)綜合自動(dòng)化體系結(jié)構(gòu)中，各層次之間關(guān)聯(lián)的關(guān)鍵在于各類信息的有序流動(dòng)，需要將正確的數(shù)據(jù)在正確的時(shí)間以正確的格式送到正確的地方。在流程工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)中中，各類信息一般分為兩類，一類是與生產(chǎn)過程直接相聯(lián)系的稱之為實(shí)時(shí)信息。 另一類是與各職能部門相聯(lián)系的稱之為管理信息。與這兩類不同性質(zhì)的數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)也分別由實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)和關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)兩部分組成。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)是綜合自動(dòng)化體系結(jié)構(gòu)中的一個(gè)重要組成部分，它與關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)一起構(gòu)成了系統(tǒng)的信息集成環(huán)境。,實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù),實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)本身具有許多區(qū)別于管理數(shù)據(jù)的性質(zhì)，用戶在使用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)時(shí)有區(qū)別于管理數(shù)據(jù)的方式，特別指出，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)針對(duì)過程特點(diǎn)而設(shè)計(jì)，從結(jié)構(gòu)和功能上保證了從過程數(shù)據(jù)采集、傳輸、預(yù)處理到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、訪問、以及保證數(shù)據(jù)安全等各項(xiàng)任務(wù)的實(shí)現(xiàn)，從而有能力構(gòu)成過程監(jiān)控和先進(jìn)控制的支撐平臺(tái)。,實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的作用,數(shù)據(jù)管理功能 控制系統(tǒng)接口 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的管理 歷史數(shù)據(jù)的壓縮存儲(chǔ) 系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)視 系統(tǒng)安全 備份和轉(zhuǎn)儲(chǔ) 應(yīng)用程序接口 客戶端應(yīng)用,MES系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流、信息流,數(shù)據(jù)采集,數(shù)據(jù)庫(kù),信息共享平臺(tái),數(shù)據(jù)校正,MES功能模塊 （客戶端應(yīng)用）,數(shù) 據(jù)