随着先进数字技术的不断深入应用,工业制造领域的数据资源急剧增加。在智能制造背景下,工业企业对知识积累,大数据分析,自动化和智能化的设计需求日益强烈,复杂查询和数据分析的需求也日益增多。面对海量的多层次、多样的复杂关系查询和分析,越来越多的商业决策,知识图谱的应用场景,对数据库的性能、实时计算与分析等能力提出了极大的挑战。目前市场上主流的工业软件依赖的数据库仍然是关系型数据库,但是图数据库在处理大量的,复杂的,互联的,多变的网状数据的效率的优越性正在被越来越多的企业认识和采用。
I 关系型数据库与图数据库介绍
关系型数据库,是指采用了关系模型来组织数据的数据库,其以行和列的形式存储数据,以便于用户理解,关系型数据库这一系列的行和列被称为表,一组表组成了数据库。用户通过查询来检索数据库中的数据,而查询是一个用于限定数据库中某些区域的执行代码。关系模型可以简单理解为二维表格模型,而一个关系型数据库就是由二维表及其之间的关系组成的一个数据组织。
图数据库是以点、边为基础存储单元,以高效存储、查询图数据为设计原理的数据管理系统。图是一组点和边的集合,“点”表示实体,“边”表示实体间的关系。在图数据库中,数据间的关系和数据本身同样重要 ,它们被作为数据的一部分存储起来。这样的架构使图数据库能够快速响应复杂关联查询,因为实体间的关系已经提前存储到了数据库中。图数据库可以直观的可视化关系,是存储、查询、分析高度互联数据的最优办法。
I 关系型数据库与图数据库的区别
图数据库属于非关系型数据库,它与关系型数据库的区别主要体现在以下几个方面:
1.不同的存储模型
关系型数据库的存储模型是表格(行/列),所有存储信息都依赖于表格。在一个实际的应用中,关系型数据库通常会有几十甚至几百张表。而图数据库的存储模型则是图结构,所有的信息存储为点和边的集合,而不是存在二维的表格中。这样每个点和边均可存储一系列属性,如下图:
2.不同的查询模型
关系型数据库主要的计算模型是基于扫描行(select),连接行(join),过滤行(filter)等。而图数据库的计算模型是从一系列的初始点开始,通过多步遍历图形。每一步从当前的节点开始,遵守一定的关联关系(边)到达相邻点。
3.不同的分析模型
关系型数据库适合一两个表的简单数据查找以及描述性统计,不太适用预测性和探测性的分析。例如:你很难编写SQL来回答以下的问题:“这三个用户如何关联?”,“点A和点B之间最短路线是什么?”,而在图数据库中,上述的问题都能得到自然,高效的表达和解决。
4.不同的实时查询性能
在关系型数据库中,每个表采用物理分隔的方式存储,因此,建立两个表之间的关联慢而且需要中间表过度。而图数据库中,关于点的一切都已经有了关联性,因此,查询性能大大提高。
I 关系型数据库与图数据库的优劣势
杰为软件基于图数据库的基础架构搭建的工程语义数据库,不仅具备图数据库的优越性,而且还在推理,AI运算等方面表现卓越。下表详细介绍了几类数据库的优劣势:
I JWI PLM软件的多数据库适配性
杰为软件产品基于工程语义数据库进行开发,这是一种基于图库基础架构的动态数据模型,通过高性能的规则运算获取个性化的上下文从而对系统和人的行为建模形成知识图谱。而且,工程语义数据库能够存储大容量的数据节点关系,可扩展支持推理,AI运算,通过知识图谱探索从而达到设计推荐,设计自动化的目的。JWI PLM软件具备的面向敏捷产品(含硬件)开发的数据版本管理体系和复杂产品开发的配置管理能力,是传统的PLM产品不可能具备的。正是由于工程语义数据库的应用,使得PLM系统在知识探索,智能推荐,自动化设计方面的需求变得可行。
同时JWI PLM系统应用DDD(Domain-Driven-Design)战略设计思想,将微服务分层分级,可插拔式支持多数据库的数据持久化存储,具有高度的灵活性。因此,JWI 的PLM软件除了适配工程语义的图数据库,也可以适配达梦,Mysql,Oracle等关系型数据库,可以满足客户快速切换国外PLM系统和逐步替代数据库的需求。