Ventajas de una base de datos relacional frente a una base de datos histórica

Las empresas manufactureras recopilan cada vez más datos y, en consecuencia, se ha vuelto más importante recoger, guardar y distribuir todos los datos almacenados para su uso posterior. El acceso a esta información sienta las bases para tomar decisiones más rápidas, aumentar la productividad y reducir los costes.

En este artículo, George Walker, director general de Novotek UK & Ireland, analiza en detalle la diferencia entre una base de datos de series temporales o histórica y una base de datos relacional, para ayudarle a elegir la que mejor se adapte a sus necesidades.

Muchas empresas industriales utilizan bases de datos relacionales (RDB) para aumentar la productividad y reducir costes. Las bases de datos relacionales se construyen para manejar y almacenar información contextual o genealógica sobre el proceso de producción. El reto es que a menudo no disponen de las funciones adecuadas para manejar grandes cantidades de datos de series temporales/procesos.

Por otro lado, las bases de datos históricas están diseñadas para recoger, almacenar y distribuir grandes cantidades de datos de series temporales/procesos de alta resolución. Recuperan datos de series temporales desde el sistema local hasta el nivel de la empresa, ofreciéndole una visión general de todo el proceso de producción. A continuación se exponen algunas de las principales diferencias y las ventajas relativas de cada base de datos.

Implementación

Las bases de datos relacionales no incorporan funciones de recopilación de datos. Por lo tanto, hay que escribir código personalizado para cada fuente de datos. Este tipo de sistema adaptado específicamente puede hacer que el desarrollo y las actualizaciones posteriores sean costosos y lleven mucho tiempo. La falta de una interfaz basada en la web significa que la importación de etiquetas y el mantenimiento de la base de datos deben realizarse durante tiempos de inactividad planificados. Además, se está limitado a la experiencia y competencia que existe dentro de la empresa, con pocas oportunidades de utilizar tecnología de otros agentes del sector.

Por el contrario, los historiadores vienen con recogida de datos integrada, que puede recuperar datos de varios sensores y sistemas. Proficy Historian de GE Digital, por ejemplo, utiliza los estándares industriales OPC y OPC UA, que proporcionan acceso a los datos a través de múltiples dispositivos. Además, Proficy Historian viene con interfaces predefinidas, sin necesidad de codificación o scripts personalizados. Los datos se almacenan y procesan sin problemas en una ubicación central segura. Esto proporciona una mayor flexibilidad, ahorra tiempo y reduce costes.

Velocidad

Dado que la producción funciona en tiempo real, es importante que reciba los datos con rapidez. Las bases de datos relacionales son idóneas para responder a consultas como las tendencias de los flujos de datos, las temperaturas y otros valores analógicos. El reto surge cuando las consultas se refieren a grandes conjuntos de datos o a periodos de tiempo más largos. Esto significa que la base de datos relacional ofrece un rendimiento inferior.

Para obtener un rendimiento de lectura/escritura más rápido y un acceso continuo a los datos en tiempo real, hay que optar por una base de datos histórica. Los historiadores pueden recopilar grandes cantidades de datos de procesos en milisegundos. En comparación con las bases de datos relacionales normales, Proficy Historian es entre 100 y 1000 veces más rápido en lectura y escritura.

Compresión

El almacenamiento y la compresión eficientes de los datos permiten un alto rendimiento. En una base de datos relacional, la compresión se realiza manualmente, mediante la administración de archivos y espacio en disco. Esto se está convirtiendo rápidamente en un trabajo que consume mucho tiempo.

Historian incorpora potentes funciones de compresión. Con Proficy Historian, los datos se comprimen primero de forma prematura en el recopilador, y de nuevo antes del almacenamiento. Los archivos se pueden crear, respaldar y purgar automáticamente, lo que permite un uso prolongado sin necesidad de un administrador de bases de datos.

Disponibilidad y redundancia

Es importante que los datos de producción estén siempre disponibles. Las bases de datos relacionales ofrecen una alta disponibilidad para los datos almacenados mediante clustering, pero son vulnerables a la disponibilidad de la red. Dependiendo de dónde se encuentre el recopilador, normalmente en un servidor, o en prem cerca de la fuente de datos, la recopilación de datos se detendrá si la conexión se cae.

La tecnología Historian garantiza una buena disponibilidad con redundancia en el recopilador. Proficy Historian incluye la tecnología Store & Forward, que almacena los datos en el recopilador si se produce una interrupción. Los búferes se cargan finalmente cuando el servidor vuelve a estar en línea con reconexión automática, lo que garantiza que no haya pérdida de datos.

Seguridad de los datos

Las redes y las bases de datos están sometidas a constantes ataques de piratas informáticos y virus, muchos de los cuales se dirigen a bases de datos relacionales bien conocidas. Los ataques de inyección/inserción SQL son habituales en las bases de datos relacionales.

Algunos historiadores son inmunes a este tipo de ataques, ya que no permiten la inserción, actualización o eliminación de datos a través de interfaces estándar. Además, los historiadores rastrean todos los cambios, incluidos los accesos a los usos, las configuraciones, las violaciones de seguridad y las alertas del sistema. Algunos historiadores están diseñados para ayudar a cumplir estrictos requisitos normativos, como el CFR Parte 11 de la FDA.

El veredicto

La base de datos del historiador está diseñada para recopilar cantidades de datos de toda la planta para la visualización de procesos. Un historiador de toda la planta conecta tanto las "islas" de datos de automatización de la planta como las operaciones de la planta con los sistemas empresariales. Puede comparar procesos de producción anteriores y analizar los datos antes de que se produzcan paradas, de modo que puede identificar fácilmente tendencias, causas de origen e implantar mejoras.

Para recopilar, almacenar y distribuir grandes cantidades de datos de proceso de alta resolución, una base de datos histórica le proporcionará los mejores conocimientos. ¿Base de datos relacional o base de datos histórica? ¿Es obvio que elegiría una potente base de datos histórica?