在工业4.0浪潮下,工业设备每秒产生数百万条时序数据,传统数据库架构面临高并发写入、海量存储与实时分析的多重挑战。作为国产自研的天谋时序数据库(基于ApacheIoTDB开发),通过一系列核心技术突破与架构创新,正重构工业物联网数据管理的效率边界,成为驱动工业智能化的核心引擎。
一、端边云协同架构:破解工业数据全域管理难题
针对工业设备分散、网络环境复杂的特点,天谋时序数据库首创“文件级协同”机制,实现三级高效协同管理:
端侧:轻量化版本(<50MB)直接在设备端生成TsFile文件,支持断网缓存数据并持续运行7天以上,保障弱网环境稳定性。
边缘侧:本地执行数据预处理与聚合,仅将摘要信息同步至云端,降低90%网络带宽消耗。
云端:全局数据统一管理与深度分析,通过加密传输支持跨工业网闸安全同步,彻底解决数据孤岛问题。
二、存储与写入引擎革新:性能与成本的双重突破
自研TsFile列式存储格式
结合Gorilla、RLE等时序专用压缩算法,实现10倍以上无损压缩,存储成本降低90%+。冷热数据自动分层迁移至对象存储,进一步优化资源利用率。
高通量乱序写入能力
优化的LSM引擎支持单节点每秒千万级数据点持续写入,内置时间窗口重组机制,即使50%数据乱序(延迟达300分钟)仍稳定处理,写入效率达竞品4倍以上。
毫秒级查询响应
分布式时序索引架构实现TB级数据最新值查询<10ms,时间窗口聚合秒级返回,较传统方案效率提升10-100倍。
三、AI原生引擎:从数据存储到智能决策的跃迁
天谋时序数据库深度融合AI能力,构建双轮驱动的智能基座:
AINode智能分析架构:集成清华自研时序大模型Timer系列,支持通过SQL语句直接调用预测、异常检测等功能,实现零编码分析。
本地模型微调:保障工业敏感数据不出厂区,将通用模型转化为领域专用模型,解决设备故障诊断、寿命预测等场景需求。
70+时序函数库:内置数据修复、频域分析、滑动窗口计算等函数,覆盖质量管控与状态监测核心场景。
四、多模态数据融合:打破工业数据孤岛
突破性支持三类融合,实现全域数据分析:
动静融合:在单张表中关联动态时序数据与设备静态属性(如型号、配置),支持静态属性过滤与联合分析。
模态融合:创新引入对象类型管理非结构化数据(如图纸、视频),允许以业务原生格式存储文件,并与时序数据统一查询。
跨库联邦查询:无缝接入MySQL、Hive等外部数据源,通过SQL直接关联业务数据与设备运行数据,消除手工ETL成本。
五、树表双模型:OT与IT域的统一基座
针对工业数据建模痛点,推出双模型适配架构:
树模型:映射“工厂-产线-设备”层级结构,贴合OT人员操作习惯。
表模型:通过虚拟视图或动态宽表支持标准SQL查询,满足IT人员分析需求,新增测点时表结构自动扩展,突破传统数据库数千列限制。
零成本映射:树表模型通过虚拟视图自然转换,无需额外存储空间,实现OT与IT工作流的深度融合。
天谋时序数据库通过“端边云协同×AI原生×多模态融合”三重创新,不仅解决了工业物联网场景下的高频写入、跨域协同与智能决策难题,更以树表双模型重塑了数据建模范式。其技术实力获国际背书。登顶TPCx-IoT性能榜单,并通过工信部信创认证,已服务超1000家规上企业。