Manufacturing Execution System and Process Control System – 跨国的钢铁公司

单位简介

浦项制铁是钢铁行业的全球领导者。

 

问题

因原有系统陈旧，影响了公司准时向客户交付产品。

• 公司要求内部的多个独立系统实现无缝操作，但其原有的数据库系统无法满足该要求。
• 公司的制造执行系统（MES）与过程控制系统（PCS）出现数据冗余、系统性能差和资源数据劣化的情况，导致系统运行效率低下。
• 因无法保证产品的准时交付，公司逐渐丧失在行业竞争中的领先地位。在订单处理过程中对产品相关数据采集、处理、监控的要求与日俱增，使该情况更加恶化。
• 解决该问题的关键步骤是整合制造执行系统（MES）和过程控制系统（PCS），这就需要升级公司的吊车控制系统。升级时，系统需要具有高可用性的数据库管理系统，该数据库系统需要支撑在5个冶炼高炉处的吊车正常运转，快速处理它们发送来的大量数据[1]。

 

解决方案

对Oracle与IBM公司的内存数据库产品TimesTen和SolidDB成功进行基准测试后，浦项制铁部署了ALTIBASE混合型数据库的内存数据库系统[2]。ALTIBASE混合型数据库具有高可用性[3]的特点，为公司提供连续、高速且可靠性超强的服务支撑能力。公司利用了ALTIBASE混合型数据库的灵活性，通过”ALTIBASE公司生产的针对Oracle磁盘数据库的连接适配器”，轻松整合了原有Oracle数据库和新增ALTIBASE内存数据库之间的数据[4]。

效果

• 浦项制铁承建改版后的新列车运行控制系统。建立在ALTIBASE HDB仅5个月的开发时间后，浦项制铁拥有业界领先的灵活性，可靠性和性能。
• 公司可完全控制其冶炼吊车，该吊车具备每秒存储和分析40,000比特的传感器上报数据的能力。约4000个轨道传感器收集并上报的数据，可立即被处理并呈现给各级操作维护人员。
• 公司准时向客户供应产品，且可根据需求变化轻松调整产量。
• 公司已开始整合制造执行系统（MES）和过程控制系统（PCS），新的系统用户界面易用性强，且具有高可用性和可靠性，省钱又省时。
• 制造执行系统（MES）和过程控制系统（PCS）的整合消除了冗余数据，且大幅减少了可能出现的技术故障点，使每年的项目成本节约额超过$300,000.00。

 

技术细节 - Manufacturing Execution System and Process Control System

浦项制铁利用ALTIBASE数据库系统的关键特性取得了巨大的成效，尤其在高性能的数据处理与系统高可用性方面。

 

性能

浦项制铁使用一套控制系统来控制冶炼高炉与生产线之间的熔融金属流程。原有控制系统的后端是一套硬盘数据库系统，控制系统对传感器收集信息的处理能力是400件事务/秒（TPS），不足以检测与响应金属冶炼过程中状态的实时变化。

公司决定用高性能的内存数据库系统代替传统的硬盘数据库系统。为了确定最佳替代技术，公司分别对Oracle TimesTen、IBM SolidDB和ALTIBASE HDB三种内存数据库进行了基准测试。基准测试的重点放在四项基本要求上：数据库系统实时处理数据的能力、与WebLogic应用服务器的交互能力、故障时的热切换能力、以及与Oracle硬盘数据库同步数据的交互能力。

经测试，ALTIBASE HDB在四个方面都达到或超过了其它两种内存数据库的处理能力，满足了用户对数据处理的各项基本要求。特别是在数据库系统实时处理数据的性能要求方面，ALTIBASE HDB为用户提供了高达2500件事务/秒（TPS）的超强处理能力。

于是，2011年8月，浦项制铁正式宣布将把ALTIBASE HDB用于生产和制造管理过程。之后，公司还在其它内部项目中使用了ALTIBASE HDB，包括吊车控制系统等。

 

高可用性（HA)

除性能上无法满足逐渐增加的事务量之外，浦项制铁原有IT系统的硬盘数据库还出现了可导致系统运行中断的可靠性与稳定性问题。

利用了ALTIBASE数据库系统内置的复制特性，公司以主-从热备份HA架构为基础部署了ALTIBASE数据库。在此架构下，ALTIBASE数据库系统的复制功能，可将数据实时备份保留到备用系统上。当主服务器出现意外的不可用情况时，备用服务器上一个完全相同的数据库可以立刻开始提供数据库服务。随着IT系统稳定性和容错性的提高，公司实现了一个不中断的生产操作环境。自2011年5月公司首次使用ALTIBASE数据库系统以来，它一直都能提供稳定的服务，从未发生故障。