MES(Manufacturing Execution System 的缩写)是面向车间层的生产管理技术与实时信息系统，它提供从订单投入到产品完成的各项生产活动的所需信息，并运用这些信息，及时而准确地指导、启动、响应并记录工厂活动，从而提高公司运作过程的效率。作为ERP 系统的执行机构，MES 系统对从生产命令下发到产品完成的整个生产过程进行优化管理，并实时地将生产过程信息反馈ERP 系统，从而将生产活动与管理活动信息有效地集成起来；MES 承担着从PCS(过程控制系统)取得实时数据，同时向ERP 的生产计划模块(PP)，物料供应模块(MM)，销售分销模块(SD)提供各类生产数据。石化MES 系统实行7*24 h 不间断运行，在分公司的综合自动化中起到了承上启下的作用，是整个流程工业综合自动化技术发展的关键。
MES 的数据库系统是MES 系统的核心，它存储了大量的生产数据，为生产提供许多关键服务，因而其安全性显得尤为重要。为保证数据安全，尽可能避免因系统故障造成数据丢失，必须采取相应的备份方式和灾难恢复策略。数据库恢复是否成功取决于两个因素：精确性与及时性，而数据库能够恢复到何种程度取决于采取何种备份策略。
为了使石化MES 系统数据的备份与恢复做到严密细致，确保该系统的安全与稳定运行，石化公司信息管理部门采取了一系列备份和恢复策略，最大限度地维护数据库的恢复性和保持最大的可用性。
1 MES 系统结构介绍
MES 生产执行系统是一个基于统一软硬件平台的分布式的计算机系统，它主要采用工业PC/PLC/HMI 等设备作为车间内各生产单元(生产区域)功能站的主要构件，通过对各个生产单元的数据收集和反馈，组成覆盖全厂或者整个流水线的、满足闭环生产管理需要的开放式以太网络。系统采用MES 数据库服务器作为系统核心，进行实时数据存取和比照，以实现生产信息的监视、控制和生产过程的管理。系统以大型关系型数据库技术为设计基础，便于大量实时数据的存储、比对、运作，产生各类统计分析报表，并基于稳定的Web 应用，提供标准的网际网络的浏览查询和远程资料索取。
石化 MES 系统主要由四台生产服务器构成，其中一台IBM P630 的小型机做Oracle 9i 数据库服务器，其它三台HP ML370服务器做应用服务器，分别为装置校正、油品移动、数据平台。数据库服务器的操作系统为AIX 5.3，三台应用服务器的操作系统为Windows 2000 Advance Server。三台应用服务器通过基于。NET开发平台与Web Service 技术的程序与数据库服务器进行数据访问与业务操作。车间操作员在客户端通过数据平台应用服务器对系统进行统计平衡、装置校正等业务操作，再通过应用服务器把业务数据存储于数据库服务器。见图1。
图1 MES 系统数据服务器系统结构图
2 Oracle 数据库的备份方法
Oracle 数据库是一种适用于大型、中型和微型计算机的关系数据库管理系统，以SQL(Structured guery language)作为它的数据库语言，是目前最流行的客户/服务器(CLIENT/SERVER)体系结构的数据库之一。对于Oracle 数据库，有三种标准的备份方法：导出/导入(EXP/IMP)、热备份和冷备份。导出/导入是一种逻辑备份，冷备份和热备份是物理备份。
2.1 导出/导入(Export/Import)
利用Export 将数据从数据库提取出来，利用Import 则可将提取出来的数据送回到Oracle 数据库中去。Oracle 支持三种方式类型的输出：
(1)表方式(T 方式)，将指定表的数据导出。
(2)用户方式(U 方式)，将指定用户的所有对象及数据导出。
(3)全库方式(Full 方式)，原数据库中的所有对象导出。
2.2 冷备份
冷备份发生在数据库已经正常关闭的情况下。当数据库正常关闭时系统会提供一个完整的数据库，这时可通过冷备份将数据库的所有控制文件、日志文件、数据文件拷贝到另外的位置。对于Oracle 信息而言，冷备份是最快和最安全的备份方法。
2.3 热备份
热备份(也称为联机备份)是在数据库运行的情况下，采用archivelog方式备份数据库的方法。所以，如果有一个冷备份而且又有热备份文件，在发生问题时，就可以利用这些资料恢复更多的信息。热备份要求数据库在Archivelog 方式下操作，并需要大量的档案空间。一旦数据库在archivelog 状态下运行，就可以做备份了，该备份方式步骤如下。
2.3.1 将数据文件表空间逐个备份
首先将该表空间设置为备份状态，然后备份表空间的数据文件，最后恢复表空间为正常状态；
2.3.2 备份归档日志文件
在备份数据库归档日志文件时，临时先停止数据库的归档进程，然后记录在archive redo log 目标目录中的文件，再重新启动数据库的archive 进程，最后即可备份数据库归档的redo log 文件；
2.3.3 用alter database backup controlfile 命令来备份拷贝文件。
3 石化MES 系统数据库备份策略
石化 MES 系统采用了Oracle 9i 做数据库平台，装置校正、油品移动、数据平台三台应用服务器通过程序对数据库进行数据访问与修改。MES 数据库系统日常采用的是按用户方式导入/导出的逻辑备份方式，利用Export 可将数据从数据库中导出，利用Import 则可将提取出来的数据导入到Oracle 数据库中去。
3.1 MES 系统数据库本地备份
MES 系统数据库的本地备份，即按照系统业务操作交接班的时间顺序，把每个班次的数据备份的过程。石化MES 系统的业务交接时间分别为：11:30、16:30、23:30。数据库系统中共有十二个用户， 分别为 MES_INF、MES_PLAN、MES_USER_CONFIG、PCITC2、LOGADMIN、MESYPYD、MATBLANCE、MES、Advisor3、MES_DATE、MES_ERP 以及MES_ERP20。我们在三个时间段分别把MES 系统数据库按用户方式以逻辑备份方式导出数据。操作时，在数据库服务器的操作系统中设置可执行文件，即可执行以上数据文件备份，其参数如下：
当执行完该批处理文件，即可产生十二个备份文件，MES 系统分时段按用户方式导出的本地备份完成。
3.2 MES 系统数据库异地与异机备份
在大型生产执行系统应用中，备份系统数据是为了在发生意外时能够恢复生产系统，如果备份数据文件存放不好，所有努力都可能前功尽弃。要避免此类情况，就必须采用异地备份，给数据以双重保险，数据的异地容灾备份很重要，必不可少；MES 数据库系统的数据关联着生产数据的安全与稳定，异地容灾备份十分重要，也必不可少。对MES 系统数据库主机分时段按用户做了本地备份以后，要把数据备份文件复制到异机做备份与备份文件做异地存放，以达到系统异地备份的安全。
对MES 系统数据库分时段按用户做了本地备份后，把数据库备份文件通过FTP 拷贝方式分别传输到三台应用服务器做异机保存，该异机备份方式时间表如表1。
表1 异机备份时间表
3.3 MES 系统数据备份文件异地存放
对 MES 系统数据库分时段按用户做了本地备份后，每个月还通过光盘刻录方式把备份数据拷贝到光盘上，再存放到重要数据存放室保存。通过以上方式可以让MES 系统数据做到的安全备份，也可以达到MES 系统数据备份文件的安全存放，MES 系统如出现了故障，可以及时取出最新的系统备份文件做恢复，保证了生产系统数据的安全。
4 石化MES 系统数据库服务器与应用服务器操作系统的备份策略
4.1 MES 系统数据库服务器
MES 系统数据库服务器的操作系统为AIX 5.3，我们用磁带备份的方式对数据库服务器操作系统进行备份。将一盘新磁带或无用磁带插入数据库服务器的磁带机中，然后输入AIX 操作系统命令：
在“备份设备或文件”中添入“/dev/rmt0”后回车。系统会运行很长时间，等到屏幕显示OK 后拿出磁带。这时候系统备份完成，对MES 系统数据库服务器操作系统的备份工作完成。
4.2 MES 系统应用服务器
MES 系统应用服务器的操作系统为Advance Windows 2000，其备份方式采用Ghost 克隆方式，当系统程序发生改动或者程序部署发生变更，我们会立即对该应用服务器做克隆备份；如果系统以后发生硬件故障，我们在更换完硬件设备以后，把系统备份文件进行Ghost 恢复，即可恢复回原来的操作系统。经过上述的本地备份、备份文件异机存放、备份文件异地存放、各服务器与应用服务器的系统克隆与磁带备份，石化MES 系统的备份达到了多层的保证，可以保证系统出现硬件故障或者出现系统崩溃的时候，可以准确与及时地提供系统备份文件，保证系统的数据得到及时恢复与稳定运行。
5 MES 系统数据库的恢复策略
当 MES 系统数据库服务器发生系统故障或者硬件故障，我们可以更换完硬件设备以后，在新的硬盘上用数据库服务器操作系统备份磁带恢复AIX 操作系统，AIX 操作系统恢复较为简单，只要将备份好的可引磁带放入磁带机，从磁带启动便可以在新的硬盘上恢复被损坏的操作系统。最后在恢复的操作系统上安装数据库系统Oracle 9i，数据库服务器故障处理流程图，如图2。
图2 数据库服务器系统恢复处理流程
在 Oracle 数据库中建立MES 系统的十二个数据库用户，分别为：MES_INF、MES_PLAN、MES_USER_CONFIG、PCITC2、LOGADMIN、MESYPYD、MATBLANCE、MES、Advisor3、MES_DATE、MES_ERP、MES_ERP20，并按原来的配置调设好相关的密码与表空间。最后按生产系统实际情况，复制最新的系统数据库备份文件到MES 数据库服务器上，采用按用户方式以逻辑备份方式导入数据；在数据库服务器的操作系统中设置可执行文件，即可执行以上导入系统备份数据文件，其参数如下：
当执行完该批处理文件，即可把十二个系统数据库备份文件导入Oracle 数据库系统，分时段按用户方式导入的本地备份完成，MES 系统即可以恢复数据。
6 结束语
石化 MES 系统已经成功地上线了，经过长期的反复运行应用，具有系统稳定、操作简便、界面清晰明了、功能强大、性能优良等优点，用户反映良好。投用了该系统后，一改原来主要依靠手工管理的局面，实现管理的信息化，管理水平得到较大的提高。生产管理人员可以掌握各个罐区的当前的运行状态，及时做出相应的调整；可以及时了解分公司的油品情况，方便、快捷地开出规范、准确的单据，进行跟踪、统计油品发送情况；车间操作员不仅可以方便、快捷地统计报表，还可以按进行快速查询台帐，一改原来手工查询速度慢、不方便的缺点；上层管理人员可以通过WEB 浏览器，查询分公司相关的各种生产数据信息，满足决策的需要。
目前，石化MES 系统采用的本地备份、备份数据异地存放等方式，可以保证数据的安全与系统的稳定运行；但是居于服务器硬件配置的局限性，数据只能保证按系统业务操作班次恢复的逻辑备份，还不能按照Oracle 数据库采用archivelog mode 物理备份方式备份数据库，恢复任意时间段的数据；所以逻辑备份方式就限制了恢复数据的时间精细度，对系统的生产数据的恢复没能提供最有力的保障。在以后对服务器的硬件配置进行提升，更需要改变MES 系统的备份策略，把逻辑备份改为物理备份，可以现实生产数据恢复的及时性。MES 系统是重要的大型生产系统，系统数据与生产密切关连，对该系统的数据备份与恢复要做到严密细致，容不得出差错，必须保证生产数据备份的及时与准确；MES系统是具有多种计算机系统的综合性系统，它不仅包含有通常意义上的管理信息系统，还包含了实时数据库、企业门户等不同类型的系统，是多系统的混合体，它的成功实施对以后石化信息化的发展有着重大的指导意义。
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本文标题：石化MES系统数据库备份与恢复
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