MES(Manufacturing Execution System 的縮寫)是面向車間層的生產管理技術與實時信息系統，它提供從訂單投入到產品完成的各項生產活動的所需信息，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 系統的執行機構，MES 系統對從生產命令下發到產品完成的整個生產過程進行優化管理，并實時地將生產過程信息反饋ERP 系統，從而將生產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)取得實時數據，同時向ERP 的生產計劃模塊(PP)，物料供應模塊(MM)，銷售分銷模塊(SD)提供各類生產數據。石化MES 系統實行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，是整個流程工業綜合自動化技術發展的關鍵。
MES 的數據庫系統是MES 系統的核心，它存儲了大量的生產數據，為生產提供許多關鍵服務，因而其安全性顯得尤為重要。為保證數據安全，盡可能避免因系統故障造成數據丟失，必須采取相應的備份方式和災難恢復策略。數據庫恢復是否成功取決于兩個因素：精確性與及時性，而數據庫能夠恢復到何種程度取決于采取何種備份策略。
為了使石化MES 系統數據的備份與恢復做到嚴密細致，確保該系統的安全與穩定運行，石化公司信息管理部門采取了一系列備份和恢復策略，最大限度地維護數據庫的恢復性和保持最大的可用性。
1 MES 系統結構介紹
MES 生產執行系統是一個基于統一軟硬件平臺的分布式的計算機系統，它主要采用工業PC/PLC/HMI 等設備作為車間內各生產單元(生產區域)功能站的主要構件，通過對各個生產單元的數據收集和反饋，組成覆蓋全廠或者整個流水線的、滿足閉環生產管理需要的開放式以太網絡。系統采用MES 數據庫服務器作為系統核心，進行實時數據存取和比照，以實現生產信息的監視、控制和生產過程的管理。系統以大型關系型數據庫技術為設計基礎，便于大量實時數據的存儲、比對、運作，產生各類統計分析報表，并基于穩定的Web 應用，提供標準的網際網絡的瀏覽查詢和遠程資料索取。
石化 MES 系統主要由四臺生產服務器構成，其中一臺IBM P630 的小型機做Oracle 9i 數據庫服務器，其它三臺HP ML370服務器做應用服務器，分別為裝置校正、油品移動、數據平臺。數據庫服務器的操作系統為AIX 5.3，三臺應用服務器的操作系統為Windows 2000 Advance Server。三臺應用服務器通過基于。NET開發平臺與Web Service 技術的程序與數據庫服務器進行數據訪問與業務操作。車間操作員在客戶端通過數據平臺應用服務器對系統進行統計平衡、裝置校正等業務操作，再通過應用服務器把業務數據存儲于數據庫服務器。見圖1。
圖1 MES 系統數據服務器系統結構圖
2 Oracle 數據庫的備份方法
Oracle 數據庫是一種適用于大型、中型和微型計算機的關系數據庫管理系統，以SQL(Structured guery language)作為它的數據庫語言，是目前最流行的客戶/服務器(CLIENT/SERVER)體系結構的數據庫之一。對于Oracle 數據庫，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 將數據從數據庫提取出來，利用Import 則可將提取出來的數據送回到Oracle 數據庫中去。Oracle 支持三種方式類型的輸出：
(1)表方式(T 方式)，將指定表的數據導出。
(2)用戶方式(U 方式)，將指定用戶的所有對象及數據導出。
(3)全庫方式(Full 方式)，原數據庫中的所有對象導出。
2.2 冷備份
冷備份發生在數據庫已經正常關閉的情況下。當數據庫正常關閉時系統會提供一個完整的數據庫，這時可通過冷備份將數據庫的所有控制文件、日志文件、數據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(也稱為聯機備份)是在數據庫運行的情況下，采用archivelog方式備份數據庫的方法。所以，如果有一個冷備份而且又有熱備份文件，在發生問題時，就可以利用這些資料恢復更多的信息。熱備份要求數據庫在Archivelog 方式下操作，并需要大量的檔案空間。一旦數據庫在archivelog 狀態下運行，就可以做備份了，該備份方式步驟如下。
2.3.1 將數據文件表空間逐個備份
首先將該表空間設置為備份狀態，然后備份表空間的數據文件，最后恢復表空間為正常狀態；
2.3.2 備份歸檔日志文件
在備份數據庫歸檔日志文件時，臨時先停止數據庫的歸檔進程，然后記錄在archive redo log 目標目錄中的文件，再重新啟動數據庫的archive 進程，最后即可備份數據庫歸檔的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 系統數據庫備份策略
石化 MES 系統采用了Oracle 9i 做數據庫平臺，裝置校正、油品移動、數據平臺三臺應用服務器通過程序對數據庫進行數據訪問與修改。MES 數據庫系統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 可將數據從數據庫中導出，利用Import 則可將提取出來的數據導入到Oracle 數據庫中去。
3.1 MES 系統數據庫本地備份
MES 系統數據庫的本地備份，即按照系統業務操作交接班的時間順序，把每個班次的數據備份的過程。石化MES 系統的業務交接時間分別為：11:30、16:30、23:30。數據庫系統中共有十二個用戶， 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 系統數據庫按用戶方式以邏輯備份方式導出數據。操作時，在數據庫服務器的操作系統中設置可執行文件，即可執行以上數據文件備份，其參數如下：
當執行完該批處理文件，即可產生十二個備份文件，MES 系統分時段按用戶方式導出的本地備份完成。
3.2 MES 系統數據庫異地與異機備份
在大型生產執行系統應用中，備份系統數據是為了在發生意外時能夠恢復生產系統，如果備份數據文件存放不好，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，給數據以雙重保險，數據的異地容災備份很重要，必不可少；MES 數據庫系統的數據關聯著生產數據的安全與穩定，異地容災備份十分重要，也必不可少。對MES 系統數據庫主機分時段按用戶做了本地備份以后，要把數據備份文件復制到異機做備份與備份文件做異地存放，以達到系統異地備份的安全。
對MES 系統數據庫分時段按用戶做了本地備份后，把數據庫備份文件通過FTP 拷貝方式分別傳輸到三臺應用服務器做異機保存，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 系統數據備份文件異地存放
對 MES 系統數據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據拷貝到光盤上，再存放到重要數據存放室保存。通過以上方式可以讓MES 系統數據做到的安全備份，也可以達到MES 系統數據備份文件的安全存放，MES 系統如出現了故障，可以及時取出最新的系統備份文件做恢復，保證了生產系統數據的安全。
4 石化MES 系統數據庫服務器與應用服務器操作系統的備份策略
4.1 MES 系統數據庫服務器
MES 系統數據庫服務器的操作系統為AIX 5.3，我們用磁帶備份的方式對數據庫服務器操作系統進行備份。將一盤新磁帶或無用磁帶插入數據庫服務器的磁帶機中，然后輸入AIX 操作系統命令：
在“備份設備或文件”中添入“/dev/rmt0”后回車。系統會運行很長時間，等到屏幕顯示OK 后拿出磁帶。這時候系統備份完成，對MES 系統數據庫服務器操作系統的備份工作完成。
4.2 MES 系統應用服務器
MES 系統應用服務器的操作系統為Advance Windows 2000，其備份方式采用Ghost 克隆方式，當系統程序發生改動或者程序部署發生變更，我們會立即對該應用服務器做克隆備份；如果系統以后發生硬件故障，我們在更換完硬件設備以后，把系統備份文件進行Ghost 恢復，即可恢復回原來的操作系統。經過上述的本地備份、備份文件異機存放、備份文件異地存放、各服務器與應用服務器的系統克隆與磁帶備份，石化MES 系統的備份達到了多層的保證，可以保證系統出現硬件故障或者出現系統崩潰的時候，可以準確與及時地提供系統備份文件，保證系統的數據得到及時恢復與穩定運行。
5 MES 系統數據庫的恢復策略
當 MES 系統數據庫服務器發生系統故障或者硬件故障，我們可以更換完硬件設備以后，在新的硬盤上用數據庫服務器操作系統備份磁帶恢復AIX 操作系統，AIX 操作系統恢復較為簡單，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被損壞的操作系統。最后在恢復的操作系統上安裝數據庫系統Oracle 9i，數據庫服務器故障處理流程圖，如圖2。
圖2 數據庫服務器系統恢復處理流程
在 Oracle 數據庫中建立MES 系統的十二個數據庫用戶，分別為：MES_INF、MES_PLAN、MES_USER_CONFIG、PCITC2、LOGADMIN、MESYPYD、MATBLANCE、MES、Advisor3、MES_DATE、MES_ERP、MES_ERP20，并按原來的配置調設好相關的密碼與表空間。最后按生產系統實際情況，復制最新的系統數據庫備份文件到MES 數據庫服務器上，采用按用戶方式以邏輯備份方式導入數據；在數據庫服務器的操作系統中設置可執行文件，即可執行以上導入系統備份數據文件，其參數如下：
當執行完該批處理文件，即可把十二個系統數據庫備份文件導入Oracle 數據庫系統，分時段按用戶方式導入的本地備份完成，MES 系統即可以恢復數據。
6 結束語
石化 MES 系統已經成功地上線了，經過長期的反復運行應用，具有系統穩定、操作簡便、界面清晰明了、功能強大、性能優良等優點，用戶反映良好。投用了該系統后，一改原來主要依靠手工管理的局面，實現管理的信息化，管理水平得到較大的提高。生產管理人員可以掌握各個罐區的當前的運行狀態，及時做出相應的調整；可以及時了解分公司的油品情況，方便、快捷地開出規范、準確的單據，進行跟蹤、統計油品發送情況；車間操作員不僅可以方便、快捷地統計報表，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，查詢分公司相關的各種生產數據信息，滿足決策的需要。
目前，石化MES 系統采用的本地備份、備份數據異地存放等方式，可以保證數據的安全與系統的穩定運行；但是居于服務器硬件配置的局限性，數據只能保證按系統業務操作班次恢復的邏輯備份，還不能按照Oracle 數據庫采用archivelog mode 物理備份方式備份數據庫，恢復任意時間段的數據；所以邏輯備份方式就限制了恢復數據的時間精細度，對系統的生產數據的恢復沒能提供最有力的保障。在以后對服務器的硬件配置進行提升，更需要改變MES 系統的備份策略，把邏輯備份改為物理備份，可以現實生產數據恢復的及時性。MES 系統是重要的大型生產系統，系統數據與生產密切關連，對該系統的數據備份與恢復要做到嚴密細致，容不得出差錯，必須保證生產數據備份的及時與準確；MES系統是具有多種計算機系統的綜合性系統，它不僅包含有通常意義上的管理信息系統，還包含了實時數據庫、企業門戶等不同類型的系統，是多系統的混合體，它的成功實施對以后石化信息化的發展有著重大的指導意義。
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本文標題：石化MES系統數據庫備份與恢復
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