MES(Manufacturing Execution System 的縮寫)是面向車間層的生產(chǎn)管理技術(shù)與實時信息系統(tǒng)，它提供從訂單投入到產(chǎn)品完成的各項生產(chǎn)活動的所需信息，并運用這些信息，及時而準確地指導、啟動、響應(yīng)并記錄工廠活動，從而提高公司運作過程的效率。作為ERP 系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)，MES 系統(tǒng)對從生產(chǎn)命令下發(fā)到產(chǎn)品完成的整個生產(chǎn)過程進行優(yōu)化管理，并實時地將生產(chǎn)過程信息反饋ERP 系統(tǒng)，從而將生產(chǎn)活動與管理活動信息有效地集成起來；MES 承擔著從PCS(過程控制系統(tǒng))取得實時數(shù)據(jù)，同時向ERP 的生產(chǎn)計劃模塊(PP)，物料供應(yīng)模塊(MM)，銷售分銷模塊(SD)提供各類生產(chǎn)數(shù)據(jù)。石化MES 系統(tǒng)實行7*24 h 不間斷運行，在分公司的綜合自動化中起到了承上啟下的作用，是整個流程工業(yè)綜合自動化技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵。
MES 的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是MES 系統(tǒng)的核心，它存儲了大量的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，為生產(chǎn)提供許多關(guān)鍵服務(wù)，因而其安全性顯得尤為重要。為保證數(shù)據(jù)安全，盡可能避免因系統(tǒng)故障造成數(shù)據(jù)丟失，必須采取相應(yīng)的備份方式和災(zāi)難恢復(fù)策略。數(shù)據(jù)庫恢復(fù)是否成功取決于兩個因素：精確性與及時性，而數(shù)據(jù)庫能夠恢復(fù)到何種程度取決于采取何種備份策略。
為了使石化MES 系統(tǒng)數(shù)據(jù)的備份與恢復(fù)做到嚴密細致，確保該系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定運行，石化公司信息管理部門采取了一系列備份和恢復(fù)策略，最大限度地維護數(shù)據(jù)庫的恢復(fù)性和保持最大的可用性。
1 MES 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)介紹
MES 生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)是一個基于統(tǒng)一軟硬件平臺的分布式的計算機系統(tǒng)，它主要采用工業(yè)PC/PLC/HMI 等設(shè)備作為車間內(nèi)各生產(chǎn)單元(生產(chǎn)區(qū)域)功能站的主要構(gòu)件，通過對各個生產(chǎn)單元的數(shù)據(jù)收集和反饋，組成覆蓋全廠或者整個流水線的、滿足閉環(huán)生產(chǎn)管理需要的開放式以太網(wǎng)絡(luò)。系統(tǒng)采用MES 數(shù)據(jù)庫服務(wù)器作為系統(tǒng)核心，進行實時數(shù)據(jù)存取和比照，以實現(xiàn)生產(chǎn)信息的監(jiān)視、控制和生產(chǎn)過程的管理。系統(tǒng)以大型關(guān)系型數(shù)據(jù)庫技術(shù)為設(shè)計基礎(chǔ)，便于大量實時數(shù)據(jù)的存儲、比對、運作，產(chǎn)生各類統(tǒng)計分析報表，并基于穩(wěn)定的Web 應(yīng)用，提供標準的網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)的瀏覽查詢和遠程資料索取。
石化 MES 系統(tǒng)主要由四臺生產(chǎn)服務(wù)器構(gòu)成，其中一臺IBM P630 的小型機做Oracle 9i 數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，其它三臺HP ML370服務(wù)器做應(yīng)用服務(wù)器，分別為裝置校正、油品移動、數(shù)據(jù)平臺。數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的操作系統(tǒng)為AIX 5.3，三臺應(yīng)用服務(wù)器的操作系統(tǒng)為Windows 2000 Advance Server。三臺應(yīng)用服務(wù)器通過基于。NET開發(fā)平臺與Web Service 技術(shù)的程序與數(shù)據(jù)庫服務(wù)器進行數(shù)據(jù)訪問與業(yè)務(wù)操作。車間操作員在客戶端通過數(shù)據(jù)平臺應(yīng)用服務(wù)器對系統(tǒng)進行統(tǒng)計平衡、裝置校正等業(yè)務(wù)操作，再通過應(yīng)用服務(wù)器把業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)存儲于數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。見圖1。
圖1 MES 系統(tǒng)數(shù)據(jù)服務(wù)器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
2 Oracle 數(shù)據(jù)庫的備份方法
Oracle 數(shù)據(jù)庫是一種適用于大型、中型和微型計算機的關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，以SQL(Structured guery language)作為它的數(shù)據(jù)庫語言，是目前最流行的客戶/服務(wù)器(CLIENT/SERVER)體系結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫之一。對于Oracle 數(shù)據(jù)庫，有三種標準的備份方法：導出/導入(EXP/IMP)、熱備份和冷備份。導出/導入是一種邏輯備份，冷備份和熱備份是物理備份。
2.1 導出/導入(Export/Import)
利用Export 將數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)庫提取出來，利用Import 則可將提取出來的數(shù)據(jù)送回到Oracle 數(shù)據(jù)庫中去。Oracle 支持三種方式類型的輸出：
(1)表方式(T 方式)，將指定表的數(shù)據(jù)導出。
(2)用戶方式(U 方式)，將指定用戶的所有對象及數(shù)據(jù)導出。
(3)全庫方式(Full 方式)，原數(shù)據(jù)庫中的所有對象導出。
2.2 冷備份
冷備份發(fā)生在數(shù)據(jù)庫已經(jīng)正常關(guān)閉的情況下。當數(shù)據(jù)庫正常關(guān)閉時系統(tǒng)會提供一個完整的數(shù)據(jù)庫，這時可通過冷備份將數(shù)據(jù)庫的所有控制文件、日志文件、數(shù)據(jù)文件拷貝到另外的位置。對于Oracle 信息而言，冷備份是最快和最安全的備份方法。
2.3 熱備份
熱備份(也稱為聯(lián)機備份)是在數(shù)據(jù)庫運行的情況下，采用archivelog方式備份數(shù)據(jù)庫的方法。所以，如果有一個冷備份而且又有熱備份文件，在發(fā)生問題時，就可以利用這些資料恢復(fù)更多的信息。熱備份要求數(shù)據(jù)庫在Archivelog 方式下操作，并需要大量的檔案空間。一旦數(shù)據(jù)庫在archivelog 狀態(tài)下運行，就可以做備份了，該備份方式步驟如下。
2.3.1 將數(shù)據(jù)文件表空間逐個備份
首先將該表空間設(shè)置為備份狀態(tài)，然后備份表空間的數(shù)據(jù)文件，最后恢復(fù)表空間為正常狀態(tài)；
2.3.2 備份歸檔日志文件
在備份數(shù)據(jù)庫歸檔日志文件時，臨時先停止數(shù)據(jù)庫的歸檔進程，然后記錄在archive redo log 目標目錄中的文件，再重新啟動數(shù)據(jù)庫的archive 進程，最后即可備份數(shù)據(jù)庫歸檔的redo log 文件；
2.3.3 用alter database backup controlfile 命令來備份拷貝文件。
3 石化MES 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫備份策略
石化 MES 系統(tǒng)采用了Oracle 9i 做數(shù)據(jù)庫平臺，裝置校正、油品移動、數(shù)據(jù)平臺三臺應(yīng)用服務(wù)器通過程序?qū)?shù)據(jù)庫進行數(shù)據(jù)訪問與修改。MES 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)日常采用的是按用戶方式導入/導出的邏輯備份方式，利用Export 可將數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)庫中導出，利用Import 則可將提取出來的數(shù)據(jù)導入到Oracle 數(shù)據(jù)庫中去。
3.1 MES 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫本地備份
MES 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的本地備份，即按照系統(tǒng)業(yè)務(wù)操作交接班的時間順序，把每個班次的數(shù)據(jù)備份的過程。石化MES 系統(tǒng)的業(yè)務(wù)交接時間分別為：11:30、16:30、23:30。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中共有十二個用戶， 分別為 MES_INF、MES_PLAN、MES_USER_CONFIG、PCITC2、LOGADMIN、MESYPYD、MATBLANCE、MES、Advisor3、MES_DATE、MES_ERP 以及MES_ERP20。我們在三個時間段分別把MES 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫按用戶方式以邏輯備份方式導出數(shù)據(jù)。操作時，在數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的操作系統(tǒng)中設(shè)置可執(zhí)行文件，即可執(zhí)行以上數(shù)據(jù)文件備份，其參數(shù)如下：
當執(zhí)行完該批處理文件，即可產(chǎn)生十二個備份文件，MES 系統(tǒng)分時段按用戶方式導出的本地備份完成。
3.2 MES 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫異地與異機備份
在大型生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)應(yīng)用中，備份系統(tǒng)數(shù)據(jù)是為了在發(fā)生意外時能夠恢復(fù)生產(chǎn)系統(tǒng)，如果備份數(shù)據(jù)文件存放不好，所有努力都可能前功盡棄。要避免此類情況，就必須采用異地備份，給數(shù)據(jù)以雙重保險，數(shù)據(jù)的異地容災(zāi)備份很重要，必不可少；MES 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)著生產(chǎn)數(shù)據(jù)的安全與穩(wěn)定，異地容災(zāi)備份十分重要，也必不可少。對MES 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫主機分時段按用戶做了本地備份以后，要把數(shù)據(jù)備份文件復(fù)制到異機做備份與備份文件做異地存放，以達到系統(tǒng)異地備份的安全。
對MES 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫分時段按用戶做了本地備份后，把數(shù)據(jù)庫備份文件通過FTP 拷貝方式分別傳輸?shù)饺_應(yīng)用服務(wù)器做異機保存，該異機備份方式時間表如表1。
表1 異機備份時間表
3.3 MES 系統(tǒng)數(shù)據(jù)備份文件異地存放
對 MES 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫分時段按用戶做了本地備份后，每個月還通過光盤刻錄方式把備份數(shù)據(jù)拷貝到光盤上，再存放到重要數(shù)據(jù)存放室保存。通過以上方式可以讓MES 系統(tǒng)數(shù)據(jù)做到的安全備份，也可以達到MES 系統(tǒng)數(shù)據(jù)備份文件的安全存放，MES 系統(tǒng)如出現(xiàn)了故障，可以及時取出最新的系統(tǒng)備份文件做恢復(fù)，保證了生產(chǎn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的安全。
4 石化MES 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器與應(yīng)用服務(wù)器操作系統(tǒng)的備份策略
4.1 MES 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器
MES 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的操作系統(tǒng)為AIX 5.3，我們用磁帶備份的方式對數(shù)據(jù)庫服務(wù)器操作系統(tǒng)進行備份。將一盤新磁帶或無用磁帶插入數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的磁帶機中，然后輸入AIX 操作系統(tǒng)命令：
在“備份設(shè)備或文件”中添入“/dev/rmt0”后回車。系統(tǒng)會運行很長時間，等到屏幕顯示OK 后拿出磁帶。這時候系統(tǒng)備份完成，對MES 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器操作系統(tǒng)的備份工作完成。
4.2 MES 系統(tǒng)應(yīng)用服務(wù)器
MES 系統(tǒng)應(yīng)用服務(wù)器的操作系統(tǒng)為Advance Windows 2000，其備份方式采用Ghost 克隆方式，當系統(tǒng)程序發(fā)生改動或者程序部署發(fā)生變更，我們會立即對該應(yīng)用服務(wù)器做克隆備份；如果系統(tǒng)以后發(fā)生硬件故障，我們在更換完硬件設(shè)備以后，把系統(tǒng)備份文件進行Ghost 恢復(fù)，即可恢復(fù)回原來的操作系統(tǒng)。經(jīng)過上述的本地備份、備份文件異機存放、備份文件異地存放、各服務(wù)器與應(yīng)用服務(wù)器的系統(tǒng)克隆與磁帶備份，石化MES 系統(tǒng)的備份達到了多層的保證，可以保證系統(tǒng)出現(xiàn)硬件故障或者出現(xiàn)系統(tǒng)崩潰的時候，可以準確與及時地提供系統(tǒng)備份文件，保證系統(tǒng)的數(shù)據(jù)得到及時恢復(fù)與穩(wěn)定運行。
5 MES 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的恢復(fù)策略
當 MES 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器發(fā)生系統(tǒng)故障或者硬件故障，我們可以更換完硬件設(shè)備以后，在新的硬盤上用數(shù)據(jù)庫服務(wù)器操作系統(tǒng)備份磁帶恢復(fù)AIX 操作系統(tǒng)，AIX 操作系統(tǒng)恢復(fù)較為簡單，只要將備份好的可引磁帶放入磁帶機，從磁帶啟動便可以在新的硬盤上恢復(fù)被損壞的操作系統(tǒng)。最后在恢復(fù)的操作系統(tǒng)上安裝數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)Oracle 9i，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器故障處理流程圖，如圖2。
圖2 數(shù)據(jù)庫服務(wù)器系統(tǒng)恢復(fù)處理流程
在 Oracle 數(shù)據(jù)庫中建立MES 系統(tǒng)的十二個數(shù)據(jù)庫用戶，分別為：MES_INF、MES_PLAN、MES_USER_CONFIG、PCITC2、LOGADMIN、MESYPYD、MATBLANCE、MES、Advisor3、MES_DATE、MES_ERP、MES_ERP20，并按原來的配置調(diào)設(shè)好相關(guān)的密碼與表空間。最后按生產(chǎn)系統(tǒng)實際情況，復(fù)制最新的系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫備份文件到MES 數(shù)據(jù)庫服務(wù)器上，采用按用戶方式以邏輯備份方式導入數(shù)據(jù)；在數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的操作系統(tǒng)中設(shè)置可執(zhí)行文件，即可執(zhí)行以上導入系統(tǒng)備份數(shù)據(jù)文件，其參數(shù)如下：
當執(zhí)行完該批處理文件，即可把十二個系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫備份文件導入Oracle 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，分時段按用戶方式導入的本地備份完成，MES 系統(tǒng)即可以恢復(fù)數(shù)據(jù)。
6 結(jié)束語
石化 MES 系統(tǒng)已經(jīng)成功地上線了，經(jīng)過長期的反復(fù)運行應(yīng)用，具有系統(tǒng)穩(wěn)定、操作簡便、界面清晰明了、功能強大、性能優(yōu)良等優(yōu)點，用戶反映良好。投用了該系統(tǒng)后，一改原來主要依靠手工管理的局面，實現(xiàn)管理的信息化，管理水平得到較大的提高。生產(chǎn)管理人員可以掌握各個罐區(qū)的當前的運行狀態(tài)，及時做出相應(yīng)的調(diào)整；可以及時了解分公司的油品情況，方便、快捷地開出規(guī)范、準確的單據(jù)，進行跟蹤、統(tǒng)計油品發(fā)送情況；車間操作員不僅可以方便、快捷地統(tǒng)計報表，還可以按進行快速查詢臺帳，一改原來手工查詢速度慢、不方便的缺點；上層管理人員可以通過WEB 瀏覽器，查詢分公司相關(guān)的各種生產(chǎn)數(shù)據(jù)信息，滿足決策的需要。
目前，石化MES 系統(tǒng)采用的本地備份、備份數(shù)據(jù)異地存放等方式，可以保證數(shù)據(jù)的安全與系統(tǒng)的穩(wěn)定運行；但是居于服務(wù)器硬件配置的局限性，數(shù)據(jù)只能保證按系統(tǒng)業(yè)務(wù)操作班次恢復(fù)的邏輯備份，還不能按照Oracle 數(shù)據(jù)庫采用archivelog mode 物理備份方式備份數(shù)據(jù)庫，恢復(fù)任意時間段的數(shù)據(jù)；所以邏輯備份方式就限制了恢復(fù)數(shù)據(jù)的時間精細度，對系統(tǒng)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)的恢復(fù)沒能提供最有力的保障。在以后對服務(wù)器的硬件配置進行提升，更需要改變MES 系統(tǒng)的備份策略，把邏輯備份改為物理備份，可以現(xiàn)實生產(chǎn)數(shù)據(jù)恢復(fù)的及時性。MES 系統(tǒng)是重要的大型生產(chǎn)系統(tǒng)，系統(tǒng)數(shù)據(jù)與生產(chǎn)密切關(guān)連，對該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)備份與恢復(fù)要做到嚴密細致，容不得出差錯，必須保證生產(chǎn)數(shù)據(jù)備份的及時與準確；MES系統(tǒng)是具有多種計算機系統(tǒng)的綜合性系統(tǒng)，它不僅包含有通常意義上的管理信息系統(tǒng)，還包含了實時數(shù)據(jù)庫、企業(yè)門戶等不同類型的系統(tǒng)，是多系統(tǒng)的混合體，它的成功實施對以后石化信息化的發(fā)展有著重大的指導意義。
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本文標題：石化MES系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫備份與恢復(fù)
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