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技术干货 | 支持多数据库的 MES 系统 实现之路

发布时间:2023-05-18    浏览人数:1人查看

在MES 系统中,数据库是一个很重要的元素,但这已经不是选哪一个数据库的问题了,这里还需要考虑 MES 系统的整体架构设计以及数据库是如何搭建的。PC加拿大官网在开始设计 MES 的时候,不仅要考虑支持不同的数据库(不同的客户,不同的行业,可以有更多适合的选择),同时更重要的是满足国内信创的要求。


在半导体/精密制造行业,已经不是单纯的使用简单的数据库架构(例如一主一备)可以解决的问题,否则硬件就是天花板了。


记得 15+ 年前,我们用在 12 寸晶圆厂的 MES 数据库的硬件是 32 颗 CPU (一颗 4 核),256G 的内存,这已经是天价的硬件规格了,记得当时跑得不太流畅的时候,惠普的顾问和应用材料讨论以后,建议我们把 CPU 加到 64 颗,内存升至 512G,我们当时就震惊了,要知道当年笔记本的上限是 8G。


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当然后期的数据库设计,加入了很多的元素,例如 Online/ODS/DWH 的三层资料库设计,这些设计也带来了很多的问题,例如资料库之间的同步机制,数据的可靠性等,这就考验了 MES 厂商的水准和素质。


目前大部分的主流的关系型数据库(不论是开源的或是商业的),基本上都可以满足做为 MES 数据库的使用。


半导体生产/精密加工行业的 MES 系统基本上使用的数据库不外乎 Oracle /SQLServer /DB2,说实话愿意使用 MySQL、PostGresSQL 等开源数据库的客户其实很少,原因很简单,没有人愿意为了数据库授权费用冒险,管理层才不会为了小几十万的数据库授权费用,冒险让几十亿投资的工厂停止生产。


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我在上家欧洲的MES公司的时候,当时的策略是明确的==》以微软做为单一的技术栈,所以自然而然的,使用 SQLServer 成为了唯一的选择。在那个 SQLServer 被黑的时代(早期的 SQLServer,数据超过 XX 万笔以后,性能会断崖式的下降),对于销售是很不容易的。我们每一次都要费一番口舌来说服客户,为什么 SQLServer 比 Oracle 好用,当然也因为这样,有几次我们连去投标的资格都没有。


说实话,当时其中一个卖点是便宜,在SQLServer 还可以用 Cal (连接数量)购买的年代,人民币五位数就有可能买到可以用的版本了,但是这个优势在 2014 以后就没有了(微软和甲骨文看齐,用 Core 数来卖了)。当年我们和研发沟通过很多次,为什么不能够兼容 Oracle 呢 ?我们不是用 ORM 吗,移植不应该是难事。但研发总是用一堆理由来说明这是不可能的,我们一直都觉得这是研发不想做事的理由,但我们无法影响研发。


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当然我们必须要说,SQLServer 在过去的十年真的有了很大的进展。特别是后期推出的 AlwaysOn 技术,让客户不再需要购买额外的储存硬件,就可以实现硬件的主备,和 Oracle RAC 收费相比,还真的是良心厂商。SQLReport Builder 和 PowerBI 都是加分项。但和微软的 Active Directory 权限绑定比较麻烦,无数次因为 AD 权限设定的问题,都花了很长的时间才能把系统装起来,特别是客户有自己的 AD 系统,AD 系统之间的权限同步问题实在不是一件容易的事。到最后,为了提供客户更好的服务,我们都会安排欧洲总部的专家来进行安装,因为实在是太费心力了。


来到PC加拿大官网以后,PC加拿大官网的 MES 生产运营系统设计在一开始就锁定要支持不同的数据库系统 (不想要再来一次单一技术栈的路)。


我们面对的第一个问题就是要选择哪一个数据库呢 ?


最直接的选择就是数据库排行榜的开源第一名 ==》 MySQL, 这是一个进可攻退可守的选择,一方面适合拥抱开源的客户,另一方面是愿意花钱的客户则依然买的到专业的维保服务,同时资源众多,客户也很容易在市场上找到懂数据库的开发和维护人员。


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在PC加拿大官网的MES生产运营系统进入 3.0 版本的时候,我们又重启支持多数据库的研发。


这个时候,我们考虑的事情也变得更多了,由于贸易战的关系,国产替代和信创更是重要的考虑因素之一。


从国产的数据库龙头中(TiDB,openGauss, PolarDB,OceanBase), 我们最终选择的是 openGauss, 最主要的原因是华为在打造的是一个生态,而不是只有数据库。还有一个最重要的点是,华为推荐了我们基于 openGauss 的数据库厂商 (海量),和海量团队讨论过后,他们打造的完善的管理和运维工具也是我们做决定的重要因素之一,这点保障了我们的客户有个能依靠的厂商。同时,国产数据库都是有一定特色的,例如 OceanBase/PolarDB 更是主打运营商的能力(租户管理等),也有缺点(例如 TiDB 不支持存储过程和外键),这些都是我们考量的点。


虽然PC加拿大官网的MES生产运营系统设计是基于ORM的模式,但是数据库移植也不是那么直接的,换个驱动就可以了。我们其实采取了两步走,第一步先移植至 PostGresSQL,然后再移植至 openGauss/海量,这是一石二鸟的规划。一方面满足国内信创要求,另一方面也兼顾了国外的需求(我们支持两大开源数据库!)


其中的细节还是满满的,我们花了一个月左右的时间,完成了整个系统的移植。


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