一文讲清楚MES系统技术架构

所谓MES系统架构，是指MES系统的基础组织，包含各个构件、构件互相之间与环境的关系，以及指导其设计和演化的原则。MES系统架构主要指MES的软件架构或IT架构。MES作为大型软件系统，其系统架构对于MES系统的设计开发、应用部署以及升级维护等均具有十分重要的影响。基于先进架构的MES系统具有开放式、客户化、可配置、可伸缩、易集成等特性，可支持针对企业业务流程的变更或重组进行系统重构和快速配置，以适应现代制造环境的变化。

MES系统架构基于SOA架构，采用SOA耦合应用集成技术，将业务流程管理与工作流程结合起来，搭建企业级的跨系统的工作流整合平台。MES系统架构的底层是基础层，整个系统的运行维系根基，各种核心组件如SOA引擎、AJAX引擎以及工作流引擎等被有机集成，协同作业，共同实现系统开发的各种业务应用。

MES软件系统一般由三大部分组成，即用户界面部分、业务逻辑部分和数据储存部分。对于早期的专用MES系统而言，上述三大部分是紧密结合、密不可分的；对于集成化MES系统，为了保障系统各功能之间的数据集成性，将数据集中到服务器上，实现数据共享，形成了具有两层结构的C/S架构；发展到可集成MES阶段，为了实现系统的可集成性与可重构性，将三部分独立开来，并进一步与组件技术相结合，形成了如图1所示的基于改进C/S结构与组件技术的MES三层系统架构。其中，表示层用于界面引导，接受用户输入，并向应用服务器发送服务请求，显示处理结果；业务逻辑层用于执行业务逻辑，向数据库发送请求；数据存储层用于执行数据逻辑，运行SQL或存储过程。

　　基于改进C/S结构与组件技术的三层系统架构

1、 系统分为数据采集层、数据库层、通用应用平台层、通用业务层、数据展现层、业务分析层，各层之间主要职责明确、数据统一管理，系统扩充性好。

　　2、 数据采集层：数据采集方面通过多个数据采集站采集各生产线和公用工程系统的生产过程及能源数据。这样可以满足系统的可扩充性

　　3、 数据库层：所有采集的数据均保存在实时数据库和关系数据库中，分钟级数据需要保存在实时数据库中，供查询趋势分析，批次及统计类数据需要保存在关系数据库中，供管理分析。

　　4、 系统平台层：包括用于通用应用平台UAP和MES平台，UAP提供信息系统平台管理，例如身份认证、权限分配、工作流、报警服务、任务服务、外部数据接口、开发VO等；MES平台包括工厂模型、HMI、SPC控件、APS算法等。

　　5、 核心业务层：包括各功能模块的业务，例如生产过程监视、计划及调度、现场作业管理、生产跟踪管理、物流运输管理、能源管理、设备运行管理、质量管理、安全环保管理、人员管理、文档管理等。

　　6、 行业特殊业务层：不同行业或企业特有的业务管理，具体情况根据不同行业和企业具体分析。

　　7、 业务分析层：主要是给公司各管理部门使用的综合查询分析报表以及KPI管理等。采用BI工具实现各业务的单元分析和综合分析。

　　8、 数据展现层：给生产线现场操作人员提供的功能，包括：给操作岗位提供的各功能，现场声光报警、按钮消音、刷卡、LED显示的等。可按生产线扩展。

MES系统的应用

以下是MES系统的应用场景，第一个是智能排程系统，采用两阶段的生产模式，半成品“按计划生产”（MTS）和成品“按订单装配”的模式（ATO）相结合，通过双向模式实现基于市场预测且满足生产要求的智能排程。具体包括生产排程的制定、下达、物料及仓储管理、PCBA的装联、测试、整机总装、系统联调、包装、交付承运商等业务流程的信息化，并建立了上述业务流程的数据采集结构。

通过智能排程系统的实施，实现了有限能力的排程，充分考虑各种实际约束，实现对现实生产的模拟；交期的快速预计，正常排程的订单交付期的快速预计，以及在插单、计划调整时订单交付期的快速预计，以及相应的逾期订单评估；精细且可视化的计划，精确到分秒每一道工序/班组/人员在周/日/班次/小时的计划，并以各种可视化的形式显示排程结果，直观、形象；反映生产进度，通过MES实时采集实际生产进度，确保计划的可靠性和实用性，并进行滚动排程；监控资源的负荷与利用情况。

　　借助MES系统，我们还建立了智能追溯体系实现全流程的正反向追溯，以及防呆防错系统，实现贴装管理提升，SMT上料防错监控警示。