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1、易往信息基于微服务架构的新一代 MES系统 易往信息技术(北京)有限公司 易往信息多年来研究并打造的 MES 系统, 被称为工业软件的核心, 是面向车间层的生产管理技术与实时信息系统, 是实现车间生产敏捷化的基本技术手段 (如图 1) 。1 市场新趋势MES 系统未来市场空间广阔, 复合增速保持在 40%左右, 目前国内 MES 行业主要集中于五大领域, 分别是汽车、电子通信、石油化工、冶金矿业和烟草这五大领域。在国际上, MES 市场上的竞争已经如火如荼。实力雄厚的自动化系统供应商如西门子等都在通过并购一些 MES 公司, 或开发 MES 软件包来抢占 MES 市场。而在国内, 今年的 ME
2、S 市场与去年相比具有同等的市场热度, 但也表现出一些新特点, 如企业对 MES 了解逐渐加深、自发的 MES 需求增多、各个行业的 MES 需求都逐渐旺盛及 MES 市场出现细分和小型化特征等。易往信息调研企业 MES 需求实施总结如下:各行业甚至同行业的不同客户, MES 系统的需求差异非常大实施工期紧, 定制化需求多客户可能会要求在 MES 系统中添加一些 APS、WMS 的功能开始出现私有云部署的需求随着传统企业受到互联网+的冲击, 越来越多的企业都在面临业务转型, 如何更好地贴近客户以获取更高的客户满意度, 为企业提供一个快速反应、有弹性、精细化的制造业环境, 帮助企业降低成本, 按
3、期交货, 提高产品及服务质量, 使企业能在全球化的竞争中立于不败之地, 企业业务转型, 离不开底层 IT 架构的支撑, 所以最近很多很火的技术理念不断被大家所谈及, 包括微服务架构、Dev Ops 开发运维模式、数据集装箱 Docker 技术等。易往信息也是一家在技术和理念不断创新的公司, 今天就其中的微服务架构在 MES 系统中应用展开。2 什么是微服务谈及微服务架构, 就不得不提及传统单体应用 (monolithic) 架构, 如图 2 所示:单体应用有以下几个特点:2.1 单体应用的部署物 (范围) 一般是某个完整的业务应用场景, 比如网银、社保或更大的像 ERP 等。2.2 采取中心化
4、的数据存储方式, 虽然可以实现集群或数据分区, 单数据存储始终是集中式的。2.3 采用单一的技术框架或优化方式, 例如整个单体应用都是采用统一的语言编写, 例如 Java, .Net 等, 所有的优化, 包括 CPU、内存、IO、网络资源都是基于单体应用完整实例进行。2.4 扩展无论是垂直还是水平扩展的单位, 也都是单体应用本身。2.5 从开发运维模式来讲, 基本都是开发和运营独立, 人员组织机构基本上按照 UI, 应用逻辑和数据的应用三层技术架构进行划分。传统的 MES 系统绝大部分应用都是采用单体应用架构来进行设计, 但是随着时间的推移, 它的局限性也逐渐显现, 主要包括以下几点:太复杂:
5、随着时间的推移, 应用会变得越来越大, 对开发者而言很难理解, 而且共享层 (ORM, 消息处理等) 需应对 100%的用户场景交付太慢:团队按照功能划分UI、应用、中间件和数据库等。由于相互交叉, 永远需要等所有的事情都做完才能交付太脆弱:一个 bug 会很快毁掉整个应用, 缺乏弹性缺乏优化:应用的不同组件有不同的需求更多 CPU、更多内存和更快的网络等, 单体应用无法就某个功能组件进行优化。无效率测试:每次你改动应用, 你必须重新测试整个应用, 很难支持连续交付的需求。微服务架构的出现基本上是对现有复杂大型单体应用架构以业务为单元进行拆分, 每个拆分的微服务应用都可以单独部署和测试, 可以
6、采用单独的技术架构, 独立的数据存储, 独立的开发运营团队支撑, 快速以微服务应用为单位进行弹性扩展, 降低各个业务单元之间的耦合关系。微服务架构强调的第一个重点就是业务系统需要彻底的组件化和服务化, 原有的单个业务系统会拆分为多个可以独立开发、设计、运行和运维的小应用。这些小应用之间通过服务完成交互和集成。每个小应用从前端 Web UI, 到控制层、逻辑层、数据库访问、数据库都完全独立的一套。图 2 下载原图图 3 下载原图3 EW-MES 产品为什么采用微服务架构易往 MES 平台发展历程如图 3。易往 MES 产品的定位如图 4。传统的 MES 理念已经过时。PLCopen 中国组织名誉
7、主席、著名 MES 专家彭瑜教授认为“MESA 的 MES 功能模型是基于 MES 供应商的需求, 而不是基于 MES 用户的需求, 该模型规定的功能不够明晰, 边界不够清晰, 模块之间的连接也不够清晰。”并指出:“ERP-MES-PCS 三层架构具有鲜明的工业 3.0 的特征, 在工业 4.0 智能工厂/智能制造系统的大环境下, 传统 MES 所涉及的功能和范围远未概括企业生产制造管理的许多环节。”美国罗克韦尔副总裁鲍勃奥纳 (Bob Honor) 说:“MES 已经有几十年的历史了, 您可以确信的是, 今天的 MES 不再是上一代的 MES。 (2013 年 11 月) ”知名智能制造专家
8、弗朗西斯科奥玛德劳波 (Francisco Almada Lobo) 更是在 2016 年 4 月 26 日撰文指出:“MES 已经死去, MES4.0 才是永恒!”“我们知道, MES 已经死了, 谁的过错?您可能猜到了, 是工业 4.0, 但是不用恐慌, 工业 4.0 正在干掉他, 但是很温柔地。”传统 MES 系统的问题与局限理想与现实脱节, 标准与现实的差异大而全的 MES 系统跨越式发展带来的问题PLM 与 MES 脱节大 MES 系统部分实现了信息物理系统 CPS 的四个环节新一代 MES 应具有如下特点:通过微服务架构实现功能服务化;支持工业云商业新模式;信息化层融合大数据、人工智能等新技术;自动化层完全支持信息物理系统 CPS;广泛的移动化支持。EW-MES 基于 Java+Springboot+Spring Cloud 的微服务架构如图 5:易往采用微服务架构来为 MES 不同行业用户提供一个快速反应、有弹性、精细化的制造业环境, 帮助企业降低成本、按时交货、提高产品质量和服务质量, 并提供良好的企业管理!图 4 下载原图图 5 下载原图
