易往信息基于微服務架構的新一代MES系統(tǒng)
發(fā)布時間：2017-08-31作者：易往信息技術有限公司
易往信息多年來研究并打造的MES系統(tǒng)，被稱為工業(yè)軟件的核心，是面向車間層的生產(chǎn)管理技術與實時信息系統(tǒng)，是實現(xiàn)車間生產(chǎn)敏捷化的基本技術手段。
1. 市場新趨勢
MES系統(tǒng)未來市場空間廣闊，復合增速保持在40%左右，目前國內(nèi)MES行業(yè)主要集中于五大領域，分別是汽車、電子通信、石油化工、冶金礦業(yè)和煙草這五大領域。
在國際上，MES市場上的競爭已經(jīng)如火如荼。實力雄厚的自動化系統(tǒng)供應商如西門子等都在通過并購一些MES公司，或開發(fā)MES軟件包來搶占MES市場。而在國內(nèi)，今年的MES市場與去年相比具有同等的市場熱度，但也表現(xiàn)出一些新特點，如企業(yè)對MES了解逐漸加深、自發(fā)的MES需求增多、各個行業(yè)的MES需求都逐漸旺盛及MES市場出現(xiàn)細分和小型化特征等。
易往信息調(diào)研企業(yè)MES需求實施總結如下：
? 各行業(yè)甚至同行業(yè)的不同客戶，MES系統(tǒng)的需求差異非常大
? 實施工期緊，定制化需求多
? 客戶可能會要求在MES系統(tǒng)中添加一些APS、WMS的功能
? 開始出現(xiàn)私有云部署的需求
隨著傳統(tǒng)企業(yè)受到互聯(lián)網(wǎng)+的沖擊，越來越多的企業(yè)都在面臨業(yè)務轉型，如何更好地貼近客戶以獲取更高的客戶滿意度，為企業(yè)提供一個快速反應、有彈性、精細化的制造業(yè)環(huán)境，幫助企業(yè)降低成本，按期交貨，提高產(chǎn)品及服務質(zhì)量，使企業(yè)能在全球化的競爭中立于不敗之地，企業(yè)業(yè)務轉型，離不開底層IT架構的支撐，所以最近很多很火的技術理念不斷被大家所談及，包括微服務架構、DevOps開發(fā)運維模式、數(shù)據(jù)集裝箱Docker技術等。易往信息也是一家在技術和理念不斷創(chuàng)新的公司，今天就其中的微服務架構在MES系統(tǒng)中應用展開。
2. 什么是微服務
談及微服務架構，就不得不提及傳統(tǒng)單體應用（monolithic）架構，如下圖所示：
單體應用有以下幾個特點：
1. 單體應用的部署物（范圍）一般是某個完整的業(yè)務應用場景，比如網(wǎng)銀、社?；蚋蟮南?/span>ERP等。
2. 采取中心化的數(shù)據(jù)存儲方式，雖然可以實現(xiàn)集群或數(shù)據(jù)分區(qū)，單數(shù)據(jù)存儲始終是集中式的。
3. 采用單一的技術框架或優(yōu)化方式，例如整個單體應用都是采用統(tǒng)一的語言編寫，例如Java, .Net等，所有的優(yōu)化，包括CPU、內(nèi)存、IO、網(wǎng)絡資源都是基于單體應用完整實例進行。
4. 擴展無論是垂直還是水平擴展的單位，也都是單體應用本身。
5. 從開發(fā)運維模式來講，基本都是開發(fā)和運營獨立，人員組織機構基本上按照UI, 應用邏輯和數(shù)據(jù)的應用三層技術架構進行劃分。
傳統(tǒng)的MES系統(tǒng)絕大部分應用都是采用單體應用架構來進行設計，但是隨著時間的推移，它的局限性也逐漸顯現(xiàn)，主要包括以下幾點：
2 太復雜：
隨著時間的推移，應用會變得越來越大，對開發(fā)者而言很難理解，而且共享層 (ORM, 消息處理等) 需應對100%的用戶場景
2 交付太慢：
團隊按照功能劃分– UI、應用、中間件和數(shù)據(jù)庫等.由于相互交叉，永遠需要等所有的事情都做完才能交付
2 太脆弱：
一個bug 會很快毀掉整個應用，缺乏彈性
2 缺乏優(yōu)化：
應用的不同組件有不同的需求–更多CPU、更多內(nèi)存和更快的網(wǎng)絡等，單體應用無法就某個功能組件進行優(yōu)化。
2 無效率測試：
每次你改動應用，你必須重新測試整個應用，很難支持連續(xù)交付的需求。
微服務架構的出現(xiàn)基本上是對現(xiàn)有復雜大型單體應用架構以業(yè)務為單元進行拆分，每個拆分的微服務應用都可以單獨部署和測試，可以采用單獨的技術架構，獨立的數(shù)據(jù)存儲，獨立的開發(fā)運營團隊支撐，快速以微服務應用為單位進行彈性擴展，降低各個業(yè)務單元之間的耦合關系。
微服務架構強調(diào)的第一個重點就是業(yè)務系統(tǒng)需要徹底的組件化和服務化，原有的單個業(yè)務系統(tǒng)會拆分為多個可以獨立開發(fā)、設計、運行和運維的小應用。這些小應用之間通過服務完成交互和集成。每個小應用從前端Web UI,到控制層、邏輯層、數(shù)據(jù)庫訪問、數(shù)據(jù)庫都完全獨立的一套。
3. EW-MES產(chǎn)品為什么采用微服務架構
? 易往MES平臺發(fā)展歷程如下圖：
? 易往MES產(chǎn)品的定位
? 傳統(tǒng)的MES理念已經(jīng)過時
u PLCopen中國組織名譽主席、著名MES專家彭瑜教授認為“MESA的MES功能模型是基于MES供應商的需求，而不是基于MES用戶的需求，該模型規(guī)定的功能不夠明晰，邊界不夠清晰，模塊之間的連接也不夠清晰。”并指出：“ERP-MES-PCS三層架構具有鮮明的工業(yè)3.0的特征，在工業(yè)4.0智能工廠/智能制造系統(tǒng)的大環(huán)境下，傳統(tǒng)MES所涉及的功能和范圍遠未概括企業(yè)生產(chǎn)制造管理的許多環(huán)節(jié)?！?/span>
u 美國羅克韋爾副總裁鮑勃·奧納(Bob Honor)說：“MES已經(jīng)有幾十年的歷史了，您可以確信的是，今天的MES不再是上一代的MES。(2013年11月)”
u 知名智能制造專家弗朗西斯科·奧瑪?shù)隆诓?/span>(Francisco Almada Lobo)更是在2016年4月26日撰文指出：“MES已經(jīng)死去，MES4.0才是永恒!”“我們知道，MES已經(jīng)死了，誰的過錯?您可能猜到了，是工業(yè)4.0，但是不用恐慌，工業(yè)4.0正在干掉他，但是很溫柔地。”
? 傳統(tǒng)MES系統(tǒng)的問題與局限
ü 理想與現(xiàn)實脫節(jié)，標準與現(xiàn)實的差異
ü 大而全的MES系統(tǒng)
ü 跨越式發(fā)展帶來的問題
ü PLM與MES脫節(jié) – 大MES系統(tǒng)
ü 部分實現(xiàn)了信息物理系統(tǒng)CPS的四個環(huán)節(jié)
? 新一代MES應具有如下特點:
通過微服務架構實現(xiàn)功能服務化
支持工業(yè)云商業(yè)新模式
信息化層融合大數(shù)據(jù)、人工智能等新技術
自動化層完全支持信息物理系統(tǒng)CPS
廣泛的移動化支持
EW-MES基于Java+Springboot+SpringCloud的微服務架構如下圖：
易往采用微服務架構來為MES不同行業(yè)用戶提供一個快速反應、有彈性、精細化的制造業(yè)環(huán)境，幫助企業(yè)降低成本、按時交貨、提高產(chǎn)品質(zhì)量和服務質(zhì)量，并提供良好的企業(yè)管理!
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