制造企业MES系统模块化改造探索

制造企业MES系统模块化改造探索

胡武,胡华,李旭东

（四川中烟工业有限责任公司成都卷烟厂  成都  610066）

摘要：本文以一家食品生产制造企业的传统MES（生产执行系统）为例，介绍了在“云计算”、“微服务”等技术思想的指导下，对其进行模块化改造的技术探索，最终使其能够更加适应柔性化生产需求，进一步推动制造工厂的信息化与工业化的融合和协同。

关键词：MES 模块化 改造

当前，信息平台已成为各类大中型企事业单位日常业务运行的基础性平台，而随着信息技术的不断发展演进，“云计算”技术逐渐渗透进了企事业单位的信息系统中。那么，针对一些主营业务比较传统的生产性工业企业，在各类信息系统定位已经相对固定的情况，如何迅速有效地构建一个相对完整、实用的“云计算环境”，就很有探索的价值。下面，我以一家卷烟生产工业企业——CD卷烟厂为例，简要介绍一下这个由企业内部信息管理人员构建企业内“云计算环境”的应用实例：

当前，国内的各类大中型生产制造企业都已开发、投用了MES（Manufacturing Executive System）生产执行系统，利用其对企业的生产运行过程进行信息化管理，将企业日常运作中的生产计划、原辅材料、工艺标准、设备参数、统计服务等重要环节都纳入了这一系统的管控范围，并取得了不错的效果。但是，随着最近几年“云计算”、“微服务”等新技术浪潮的到来，以及生产企业本身对于柔性化生产、定制化服务等业务需求的要求，原有的MES系统面临着较为迫切的升级改造压力。下面，我们就如何在“云计算”、“微服务”的技术背景下，进行传统MES的模块化改造，进行具体的探讨：

1、分析现有MES系统的系统架构和功能模块

CD食品厂是以制造食品为主营业务的大规模现代化工业企业，年产量达60万箱以上。其MES信息系统采用C/S架构，由关系型数据库、实时数据采集、信息发布、数据集成、SPC业务应用、报表服务等若干台服务器，组成服务器集群作为SERVER端，而车间一、车间二、车间三、科室一、科室二、科室三等各业务部门通过在上百台现场电脑上部署的MES终端程序，作为CLIENT端。

系统采用C/S架构，包含了基础建模、生产计划、作业指令、备料作业、工艺标准、过程质量、产耗管理、报表统计等功能模块，各模块之间采用“流水线”的模式，进行业务处理。具体运作情况如图一：

2、在“云计算”、“微服务”等技术环境下进行模块化改造

2.1、原有的MES系统的系统架构是在一系列基础建模数据表的基础上，开发出一系列业务表单和业务程序对基础数据进行调用，完成业务控制和数据采集、上报。这样一来，其所有的业务数据都是仅仅在MES系统内部流转和汇集，而现在越来越多的大数据应用场景，都强调数据共享和系统联动，原来的MES系统中那些很有价值的业务数据就很难便捷地被其它系统调用和展示。

2.2、对原有的MES进行改造，首先，需要将基础建模分解开来，单独形成一套“基础数据”模块，将其部署到企业“私有云”上（这样做才能既便于数据共享，又保证信息安全）；然后，将生产计划、作业指令、备料作业、工艺标准、过程质量、产耗管理、报表统计等MES原有的业务模块，也分别进行改造，分别企业“私有云”上，以“微服务”的形式，对外提供接口调用方法。

2.3、重新按照业务需求，通过接口调用相关“微服务”，封装成相应的业务模块。

2.4、其它外部程序或WEB页面等大数据应用场景，也可以直接通过接口调用相关“微服务”的数据，进行自己需要的业务处理和数据整合。

最后，改造后的系统形成一个模块化的网状结构，具体运作情况如图二：

3、进行模块化改造后的下一步拓展应用

3.1、原有的MES系统的各个功能经过解耦后，相互之间的关联关系就相对松散，继而就使各种业务数据的灵活运用变得相对简单，使得各种企业内部应用对其数据进行接口调用成为可能。

3.2、拓展应用的方向之一是物料使用追溯，“批次追溯系统”可以直接调用“物料管理模块”的数据，同时调用生产工单执行数据，就可以形成完整的物料使用全流程记录，然后，就可以进一步进行追踪、统计和分析。

3.3、拓展应用的方向之二是手机消息推送，工单执行的指令可以通过岗位人员的配置，直接向“企业微信平台”推送到相关工作人员的手机上，做成“信息广播”或“定点推送”都可以了实现；而“被通知人”还可以通过相关模块做出“回复”或“回应”，继而形成工单执行或工序作业开始的前置条件来使用，使用业务闭环。

3.4、拓展应用的方向之三是丰富参观展示平台的内容，通过直接调用模块化的业务数据，以往主要展示结果统计报表和图形的参观展示平台，就可以更丰富地展示出各车间、各工序实时的业务信息、工单执行情况、过程工艺数据等等，可以更形象地展示出制造企业实时运转的先进高效的形象和状况。

4、结束语

综上所述，通过这种在“云计算”、“微服务”等技术环境下，对MES系统进行模块化升级改造后，能够使传统的MES系统在有效地管理制造企业的生产执行流程和业务的基础上，更深入地融合进入企业的信息系统整体架构中，与其它业务系统进便捷地相互调用和配合，催生出更丰富的应用场景和使用范例，进而有效地提升MES系统的价值和效能，使其能够更加适应柔性化生产需求，有效推动生产制造企业的工业化与信息化的进一步融合和协同。