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Einsatz von InfluxDB zur industriellen Datensammlung und Vergleich mit MongoDB

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    Martin Szerment

Einleitung

Die Datensammlung in der Industrie erfordert geeignete Datenbanksysteme, die große Mengen an in Echtzeit generierten Daten verarbeiten können. InfluxDB und MongoDB sind zwei beliebte Lösungen, die in solchen Szenarien eingesetzt werden. In diesem Artikel erläutern wir, wann es sinnvoll ist, InfluxDB zu verwenden und wann MongoDB die bessere Wahl ist, und zeigen ihre Vorteile und Einschränkungen im Kontext industrieller Daten.

InfluxDB – Eine spezialisierte Datenbank für Zeitreihendaten

Was ist InfluxDB?

InfluxDB ist eine für die Speicherung und Analyse von Zeitreihendaten optimierte Datenbank. Diese Daten werden kontinuierlich gesammelt, mit Zeitstempeln versehen und stellen oft Parameter wie:

  • Temperatur,
  • Vibrationen,
  • Drehzahl,
  • Energieverbrauch.

Vorteile von InfluxDB:

  1. Optimierung für Zeitreihendaten:

    • InfluxDB speichert Daten in Spalten, was die Leseoperationen und die Echtzeitanalyse beschleunigt.
    • Die eingebaute Unterstützung für Zeitstempel ermöglicht schnelle Abfragen von Trends und historischen Analysen.

  2. Erweiterte Abfragefunktionen:

    • Unterstützt analytische Abfragen (z. B. Durchschnitt, Minimum, Maximum, Standardabweichung) ohne externe Werkzeuge.

  3. Geringer Speicherbedarf:

    • Daten können automatisch aggregiert und komprimiert werden, was ihre Größe reduziert.

  4. Unterstützung für IoT und industrielle Systeme:

    • InfluxDB integriert sich in viele industrielle Systeme wie MQTT, OPC UA und SCADA.

Einsatz von InfluxDB in der Industrie:

  • Maschinenüberwachung: Kontinuierliche Aufzeichnung von Betriebsparametern wie Druck oder Temperatur.
  • Trendanalyse: Erkennung von Anomalien in Echtzeit basierend auf historischen Daten.
  • Fehlervorhersage: Zusammenarbeit mit prädiktiven Algorithmen (z. B. TensorFlow, PyTorch) zur Vorhersage von Fehlzuständen.

MongoDB – Eine universelle Dokumenten-Datenbank

Was ist MongoDB?

MongoDB ist eine nicht-relationale Dokumenten-Datenbank, die Daten im JSON- oder BSON-Format speichert. Sie ist eine vielseitige Lösung, die oft für verschiedene Datentypen verwendet wird, darunter:

  • Transaktionsdaten,
  • Strukturierte und unstrukturierte Daten,
  • IoT-Systemdaten.

Vorteile von MongoDB:

  1. Flexibilität:

    • Es können Daten mit unterschiedlichen Strukturen in einer Sammlung gespeichert werden.

  2. Einfache Integration:

    • MongoDB lässt sich gut in Webanwendungen und industrielle Systeme integrieren.

  3. Unterstützung für große Datensätze:

    • MongoDB kann riesige Datenmengen verarbeiten, die auf viele Knoten verteilt werden.

  4. Vielseitigkeit:

    • Sie kann Zeitreihendaten speichern, ist jedoch nicht dafür optimiert.

Einsatz von MongoDB in der Industrie:

  • Speicherung von Maschinendaten: Informationen zu Maschinentypen, Konfigurationen und Reparaturhistorien.
  • Speicherung von IoT-Daten: MongoDB kann Daten von IoT-Geräten wie Sensoren oder Steuerungen speichern.
  • MES-Systeme: MongoDB wird als zentrale Datenbank in Fertigungs-Ausführungssystemen verwendet.

Vergleich von InfluxDB und MongoDB

KriteriumInfluxDBMongoDB
DatenartZeitreihendatenUniverselle, dokumentenbasierte Daten
OptimierungFür Zeitreihendaten gespeichert und analysiertFlexibel, aber nicht für Zeitreihendaten optimiert
AbfragegeschwindigkeitSehr schnell für ZeitreihendatenSchnell, aber abhängig von der Datenstruktur
DatenaggregationEingebaute Aggregationsfunktionen für TrendanalysenErfordert zusätzliche Werkzeuge (z. B. Aggregatoren)
AnwendungsfälleMaschinenüberwachung, Trendanalyse, IoTSpeicherung von IoT-Daten, MES-Systeme, Transaktionsdaten
SkalierbarkeitAusgezeichnet, hauptsächlich für ZeitreihendatenAusgezeichnet, universell skalierbar
BenutzerfreundlichkeitSpeziell für ZeitreihendatenexpertenEinfache Integration in verschiedene Anwendungstypen

Wann sollte man InfluxDB wählen?

  1. Zeitreihendaten: Wenn Ihre Daten Zeitstempel enthalten, wie z. B. Sensordaten von Maschinen (z. B. Temperatur, Vibrationen).
  2. Kontinuierliche Überwachung: Ideal für Systeme, die Echtzeitanalysen der Daten erfordern.
  3. IoT und Industrie 4.0: In IoT-Szenarien, bei denen Daten in regelmäßigen Abständen ankommen.

Wann sollte man MongoDB wählen?

  1. Daten mit unterschiedlicher Struktur: Wenn Ihre Daten vielfältig sind, wie z. B. Metadaten von Maschinen, Konfigurationsdaten und Berichte.
  2. Integration mit MES-Systemen: MongoDB eignet sich gut zur Speicherung von Systemdaten in MES.
  3. Universelle Bedürfnisse: Wenn Sie neben Zeitreihendaten auch andere Datentypen speichern müssen.

Fazit

InfluxDB und MongoDB sind leistungsstarke Werkzeuge, aber jedes hat seine spezifischen Einsatzgebiete:

  • InfluxDB ist unverzichtbar für die Sammlung und Analyse von Zeitreihendaten aus industriellen Maschinen, insbesondere in IoT- und Industrie 4.0-Anwendungen.
  • MongoDB bietet mehr Flexibilität und ist universeller einsetzbar, was es für Fertigungsmanagement-Systeme und die Speicherung unstrukturierter Daten geeignet macht.

Die Wahl des richtigen Tools hängt von den Datenmerkmalen und den Projektanforderungen ab. Langfristige Lösungen verwenden oft beide Datenbanken und nutzen ihre Stärken in unterschiedlichen Bereichen.

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