1引言（yán）    隨著國內企業對MES認（rèn）知的（de）提升，越來（lái）越（yuè）多（duō）的製造企（qǐ）業已不滿足單個工廠（chǎng）實施MES，而是考慮如何規劃集團MES架構對比國外（wài）MES產品和案例，關於集（jí）團MES架（jià）構的案例並不多，這說明中國是當之無愧的製造業大國，其製造業的複雜度，製造業的體量，已促進了中（zhōng）國製造業的各行業領頭（tóu）羊（yáng）企業率先（xiān）思考如（rú）何布（bù）局集車輛模型團MES，多（duō）工（gōng）廠MES。

        本文就如何構建集團MES，多工廠架構，做一（yī）些經驗分享，給相關企業一些參考（kǎo）詳情 ↓01class多工廠業務模型（xíng）集團多工廠模型複雜，因為各工廠、車間生產（chǎn）形（xíng）態可能不一樣、生產線不同、管理方法不同（tóng），以下是一個多工廠業務模型：如圖1所示。 

    圖1：多工廠業務模（mó）型02class多工廠集中式部車輛模型署方法企業（yè）IT一般考慮投資效益，希望一套服務器能支持多個工廠的應用（yòng），每個工廠之間用專線或VPN方式連接，這樣的好處是運維相對簡單，由集團的IT專業人（rén）員對服務器、數據庫（kù）、係統（tǒng）做運維（wéi），能保證係統的穩定；如圖2所示。 

    圖2：多工廠集中式（shì）部署方案如果集中一套服務器部署，服務（wù）器（qì）配置要求高，且（qiě）要求每個節點冗餘，包車輛（liàng）模型括數（shù）據庫集群、應用服務器集（jí）群、接口服務器集群；特別（bié）是應用服務器需（xū）要2台以上做集群；網絡必須支持冗（rǒng）餘，交換機雙節（jiē）點、網絡冗餘（例如電信或聯通雙網絡），通過這樣的配置才能確（què）保MES係統的高可用性，避免服（fú）務器（qì）和網絡異常時，導致停線。

    如圖3所示                                車輛模型                                                                                 。

    圖3：多工廠集（jí）中式部（bù）署（shǔ）方案如果每個工廠部署一套服務器，服務器可以精簡，部（bù）分應用集中部署在一台服務（wù）器上，例如報表與曆史數據庫服（fú）務器；分布式車輛（liàng）模型部（bù）署，極大降低了服務器問題導致的停（tíng）線，一（yī）旦服務器、係統或網絡有（yǒu）問題，也僅僅是一個工廠出現異（yì）常（cháng）。

    但是分布式部署產生的問（wèn）題是（shì），集（jí）團IT希望（wàng）運維能簡（jiǎn）易，數據能集中，否則某些（xiē）區域（yù）的工廠不（bú）具備MES運（yùn）維能力，缺乏運維人員，當MES係（xì）統出現問題（tí）時（shí），不能及（jí）時解決；另外分布式部署，MES係統也難統一版本，各個工廠（chǎng）自車輛（liàng）模（mó）型主一（yī）套MES係統，重複開發與部署，代碼和管理混亂；係統運維不標準（zhǔn），簡單的數據（jù）庫監控與備份也難每日確保執行；除了（le）硬件投資翻了幾倍外（wài），數據庫與MES授權費也是翻倍，無（wú）論是Oracle/Sqlserver數（shù）據庫，還是MES授權，如果是多工廠分布部署，必定會產生（shēng）服務器授權（quán）費，這樣極大增加了企業實施MES的費車輛模型用。

     多工廠的數據交互複雜，需要增加接口開發來匯總集團需要的數據，例如集團的排產和計劃監控、各工廠（chǎng）人員、設備的效益分析、各工廠的生產效率、產能統計，還有研發中心的工藝（yì）文件發布（bù），都需要頻繁的接（jiē）口來匯集和分發數據；如圖4所示。

    圖4：多工廠服務器架構那麽MES能否像DMS銷（xiāo）售係統、WMS倉儲係統、甚至ERP車輛（liàng）模型那樣，做到集中部署呢？或稱為雲MES呢？我（wǒ）們知道（dào）MES屬於車間層，和車間控製層、設備層緊（jǐn）密結合，如果MES服務器放（fàng）在異（yì）地，遠隔成百上千公裏，即使有企業專線，是否能和（hé）車間控製器、車間設備（bèi）高速集成呢？一些多工廠企業，工廠之間已經架構了專線，把全（quán）國各（gè）個工廠連接在一個大的“局域網（wǎng）”內，隻要通過防火牆（qiáng）或企業路車輛模型由器，開（kāi）放幾個MES服務器IP和端口，即可簡單（dān）接入MES，例如在（zài）新疆工廠，客戶端電腦輸入一（yī）個IP 172.168.x.x地址，就（jiù）能連接到遠在（zài）北京的MES服（fú）務器，那（nà）麽（me）在確保網絡速度和穩定性都（dōu）很可靠時，異地車間設（shè）備通過（guò）專線去集團MES服務（wù）器，會有什麽問題呢？

    少集（jí）團IT在規劃（huá）MES時，提出了剛才的問（wèn）題，而（ér）車輛模型且看似找不到這樣做的弊端，但這（zhè）樣的思路方式，是沒有站在MES所處（chù）的企業信息層級來思考的，因為MES是緊密和車間層結合的，雖然MES有部分功能是車間排產（chǎn）、車間（jiān）物料配送、車間工藝指導（dǎo），但更多的是車間設備（bèi）集成，車間數據（jù）采集等，需要與設備大量進行數據交互（hù）。

    例如輪（lún）胎廠，僅僅在檢驗工序，一條輪胎需要（yào）經過均勻機檢車輛（liàng）模型測、動平衡檢測、X光機檢測、外觀檢測（cè），每條輪（lún）胎從檢測設備獲取的數據達到10條以上，一個輪（lún）胎工廠2條生產線，每（měi）小時產量3000條，等於每小（xiǎo）時有3萬筆數（shù）據，從設備（bèi）傳輸到MES服務器；也就是說一個有規模的輪胎質檢車間，每日2班可產生48萬筆數（shù）據，每年產生超過1億多筆數據（jù），這麽頻繁的數據交互，不是（shì）ERP、W車輛模型（xíng）MS係統能比（bǐ）擬的，因為ERP等係統的數（shù）據，大（dà）部分是人工操作產（chǎn）生，並非如MES來自設備高頻率產生的數據；當然有些（xiē）工廠會使用生產實（shí）時數據庫，例如Rockwell FT History、Wonderware Historian、GE Fanuc iHistorian，但如果（guǒ）要對數據（jù）進（jìn）行快速分析計（jì）算，例如輪車（chē）輛模型胎參數采集後，要立即根據檢測數據進行輪胎（tāi）等級判斷，立即傳輸給輪胎分（fèn）揀係統，那還是需要Oracle/Sqlserver這種關係型數據（jù）庫進行計算；那（nà）麽在（zài）高頻率的MES與設備數據交互時，VPN專（zhuān）線的集中服務器部署（shǔ）是否就滿足了呢？其實剛才的（de）數（shù）據統計，已經說明了答案，www.17C.com（men）都知道服（fú）務器有I/O瓶頸，內（nèi）存瓶（píng）頸，C車輛模型PU瓶頸，磁盤讀寫瓶頸（jǐng），如果一個輪胎（tāi）集團企業，把全國4個工廠集中在一個MES部署（shǔ），那每小時會產生（shēng）12萬筆數據（jù）寫入或讀取；而那www.17C.com製（zhì）造（zào）業有多少成本構建一個小型的12306機房（fáng），或一（yī）個門戶網站的機房呢？而且MES平台是否要發展類似SAP的Hana內存數據庫技術來解決高速訪問的問題呢？所以當一個製造業集團車輛模型的工廠越來越多時，集中式（shì）服務器部署，勢必會遇到性能瓶頸而無法突破。

    另（lìng）外集中式部署，也增加了工廠停線的（de）風險，大家都知道MES是支持智能製造（zào）、工（gōng）業4.0的基礎係統，一旦MES係統出（chū）問題，生產線就會停（tíng）線，而多工廠（chǎng）集中部署，勢必會導致所有工廠停線；另外MES功能和（hé）工廠的設備類型，生產線布局，管理模式（shì）緊密相關車輛模型，例如一個生（shēng）產風電的集團，有機艙工（gōng）廠、電（diàn）機工廠、葉片工廠、輪轂工廠、電櫃工廠、裝（zhuāng）配工廠，www.17C.com（men）如何在一套集團MES服務器內，部署6套不同形態的（de）MES係統呢？是否要在一（yī）套MES內，通（tōng）過參數配置實現6個製造形態，那（nà）麽MES功能會變得非常（cháng）複雜。

    雖然ERP能通過配置實現（xiàn）多個行業的功能，但畢竟ERP標準化程度比車輛模型MES高很多03class多工廠功能架構那麽怎麽解決一些集團製（zhì）造業提出的（de）MES集團化管理需求呢，例如有些（xiē）企業的計劃由總廠製定，物流配送由集團統一管理，產品研發數據由一個研發中心發布，MES基礎數據（jù）由總廠維護（hù），生產績效（xiào）由總廠管理，如果有這些需求，如果是分布式MES部署，那（nà）麽數據接口會非常複雜，也無法支車輛模型持集團的統一管理。

    HanThink 推出的SmartWork套件，良好的解決了這個問題，SmartWork把MES功能劃分為PEC（Production Execute Center）車間（jiān）執行層和PMC(Production Management Center) 車間管理（lǐ）層2個模塊，PMC實現集團化車輛模型部署，PEC實現分布式部署，與（yǔ）車（chē）間設備直接對接，例如以一個汽車製造集團為例，MES的PEC和PMC功能劃分如下：如圖5所示。

    圖5：MES PMC管理係統PMC車間管理層把與車間關係不（bú）大、且通用（yòng）性比較高的模塊進行了集中，例如排產、基礎數據管理、ERP接口、工藝文件等PEC車間執行層，則集中在（zài）設備接口、車輛模型車間ANDON，車間監（jiān）控（kòng）、車間打印這些模塊，也就（jiù）是脫離（lí）PMC層，在車間PEC層也能獨立運行，在PEC層會駐留一定數據量（liàng）的已排產的計劃、已（yǐ）維護的基礎數據，當然PEC層執行完畢的數據采集、生產產量、質量數據，也會定時傳輸到PMC層，作為報表統計依據；另外在（zài）PEC層不會一直駐留已生產數據，凡是過期數據，而車輛模型（xíng）且已經傳輸給PMC產生報表，那麽在PEC層的生產數據會清理，這樣讓負責車間執行層的PEC始終處於數據不增長的狀態，一（yī）直處（chù）於高頻率執行車間的各種操作；而報表（biǎo）統計，曆史數據查詢，需要大數據、高消耗（hào）運算的，均在PMC層，包括（kuò）曆（lì）史數據庫的遷移。

    這裏特別要提到，如果要實現PMC集（jí）中化管理，企業的ERP、PDM車輛（liàng）模型等與MES接口係統，也（yě）需（xū）要實（shí）現集團化管理，例（lì）如ERP就（jiù）不能每個工廠（chǎng）各（gè）一套係統，而必須也用集中式部署，否則會造成一套MES PMC要開發（fā）多個不同（tóng）ERP的接口。

    04class多工廠接口架構PEC層（céng）提供多種與車間（jiān）設（shè）備（bèi）接口（kǒu）方式，特別針對常用的設備，已有插件配置，可直接配置完成連接，例如阿特拉斯\馬頭的擰緊設車輛模型備、Fanuc\西門子數據機床、梅特（tè）勒\賽多利斯的電子稱，這樣可以讓多工廠的PEC能盡量功能統一，維護簡單，以下是PEC常用接口：如圖6所（suǒ）示。

    圖6：自動化接口服務（wù）在PEC和PMC之（zhī）間的（de）數據傳輸，采用MQ消息機製傳輸，確保數據傳輸（shū）的穩定與高效，一個集（jí）團PMC可支持與多個工廠的PEC接口通訊，即使是某個車輛模（mó）型工廠的生產模式非常特殊，那（nà）麽它（tā）的PEC係統，能獨立運行，基礎數（shù）據、計劃等可以用導入方式，例如企業在國外（wài）投（tóu）資一個組裝工廠，生產計劃不穩定，完全人工（gōng）製定，產量也不大，那（nà）麽就隻需要部署一個簡易的PEC車間係統，不需要和集團PMC係統接口。

    以下是集團（tuán）PMC和車間PEC的接口模型：如圖7所示。

    圖7：集團PMC車輛模型和車間PEC的接口（kǒu）模型PMC，PEC多工廠架（jià）構完成後的（de）方案如下：如圖8所示。

    圖（tú）8：PMC、PEC多工廠架構完成方案這裏特別（bié）要強調從設備到上位數（shù）據傳遞的變化，即要按數據頻率，分散在設備層、車間控製層、MES層、ERP層，而且越往（wǎng）設備層，數據傳（chuán）輸頻率越高，數據緩存（cún）越小；例如設備停線數據（jù），如果是設備瞬間中車輛模型斷的毫秒級數據，在設備（bèi）層隻會有短（duǎn）暫的脈衝信（xìn）號存儲，而到了秒（miǎo）級的停線信號，則會發給車間PLC層，在PLC裏做一定緩存，顯示在車間HMI顯示屏幕，提醒車間注意，而如果是分鍾級別的停線信號，則要（yào）發給MES，在MES存儲，維護停線原（yuán）因，並做分析班次（cì）、車（chē）間的（de）停線分析報表，而ERP需要（yào）的停線數據（jù），則需要到（dào）月數據車輛模型（xíng），年（nián）數據；這樣的數據設計分布，會把高（gāo）頻（pín）率的信息交（jiāo）互交給底層處理，而減（jiǎn）少上位係統的處理（lǐ）壓（yā）力。

    這個設計模型，也貫穿在SmartWorks的多工廠（chǎng）模（mó）型中，從而提高了MES平台的穩定性如圖（tú）9所（suǒ）示

    圖9：層次設計模（mó）型05class多工（gōng）廠對象建模關於在構建PEC車間執行層時，如何能滿足一個集團多個不同製造形態，必車輛模型須要在MES平台依據（jù）ISA95要求的4類9大模型來進行生產建模，這（zhè）樣才（cái）能靈活配置生產過程，而不是為一個生產（chǎn）形態而開（kāi）發一套係統，那樣就無法做到一（yī）個集團下MES係統的高度整合。

    按ISA95來構建工廠對象，用對象配置，以及提供對象API方法，可快速構建工廠生產流程總（zǒng）結集團製造業選擇集中式部署還是分布式部署車輛模型，取決於MES要實現什麽樣的目標（biāo），以及規劃的MES方向如果（guǒ）MES重點在車間控製，與（yǔ）設備高度集成，那麽毫無疑問是用分布式（shì）部署，集團報表管（guǎn）理模式；如果MES重點在生（shēng）產管理（lǐ），統一生產協調，而（ér）把（bǎ）設備采集、控製已分布到各個設備供應商完成了；而且多工廠的生產模式比較統一，那麽MES可以集中部署，方便維護與管理。車輛模型（xíng）