本文分享自華為雲社群《工業網際網路系列（十一）：下一代MES系統架構分析與選型參考-雲社群-華為雲》，作者：雲起MAE 。
目前國内制造執行系統MES市場尚處于“功能機”混戰年代，市場集中度不高，大部分廠商人均産出不過幾十萬，分析原因離不開：MES系統的标準化程度很低、項目實施周期長、系統難以準确滿足企業個性化需求導緻項目上線失敗率很高（70%左右）等等。究其根本原因，筆者認為不同産品不同工藝的生産流程、管理要求本身就存在差異性，這種營運與管理流程的差異性也是制造企業在産品同質化嚴重的時代，可以建構差別于同行的核心競争力之一，換言之，制造企業需要可貼身定制化的制造數字化系統來滿足個性化的營運管理訴求。
國内MES系統大多以快速二次開發傳遞為目标，不注重軟體産品架構的演進，軟體架構嚴重落後于資訊技術的發展。打造低成本、柔性可配置性的下一代制造數字化系統，或許是目前MES市場破局的關鍵。
“平台化與組裝式應用、面向業務人員的高可配置性、面向業務對象的跨領域模組化”是業内普遍認為的MES系統技術架構的演進趨勢特征。筆者認為“面向業務人員的高可配置性”是下一代制造數字化系統的關鍵特征，高可配置性有不同的技術實作路線，比如傳統的二次開發工具、前些年流行的業務子產品化微服務拆分、以及目前流行的低代碼開發工具，這幾種技術路線解決的還隻是技術人員的軟體開發效能問題，筆者認為都不太可能真正被國内生産環節的業務人員掌握。
通過制造業務對象與領域活動進行可視化模組化，支援分行業工藝分企業組織多層擴充，有望解決MES系統面向業務人員的柔性可配置性難題。
（一）國外先進架構MES系統分析
Critical Manufacturing凱睿德制造系統于2022年在Gartner MES魔力象限評選中再次被評為行業上司者：
凱睿德制造系統将低代碼平台、IoT資料平台與MES系統面向業務對象整合到同一個資料模型，提供完全子產品化的MES解決方案，具備強大的可配置性，能夠滿足不同工藝下的生産營運與管理流程的個性化訴求。
Critical Manufacturing MES系統架構
Critical Manufacturing凱睿德制造系統架構的2個特點：
- MES與IoT資料平台的結合
面向業務對象，将MES與IoT資料平台融合到同一個語境上下文，建構一體化、支援流式處理的制造資料平台，采用動态的基于規則的工作流引擎 ，可以自動監控和響應所有工廠事件，無縫內建裝置、自動化系統和企業級應用系統的資訊流，實作縱向整合制造環節的業務流與控制流。
通過IoT資料平台對業務交易資料、裝置運作資料的采集、存儲與流式處理，結合MES的統一語境上下文，可實時支撐生産流程的自動化執行和智能化分析控制，提升生産效能、品質和創新。
- MES與3D數字孿生/增強現實技術的結合
凱睿德制造系統在提供傳統資料可視化（BI報表/工業組态）技術能力的基礎上，提供了結合3D數字孿生與增強現實AR的技術能力，幫助工廠客戶建構數字孿生工廠中的房間3D視圖，提供更好的互動式體驗，提高制造執行操作的效率和可靠性，提升MES資料的實時洞察性。
（二）華為雲數字工廠平台
華為基于自身建設智能制造系統的實踐經驗總結，打造了一套專門面向生産制造場景的數字工廠aPaaS平台，提供快速開發和傳遞生産管理類應用軟體的能力，并将應用的最後一公裡交給生态夥伴，通過開放服務能力，聯合生态夥伴共同建構面向各個細分行業輕量級生産管理類SaaS應用。
華為雲數字工廠平台的總體能力，可以概括為“1個底座+1個核心+9類模型”：
- 1個底座：為使用數字工廠的每個企業客戶提供1個IT/OT資訊統一架構的制造資料平台底座，支援業務、裝置和圖文檔等多種模态資料采集、存儲、管理和融合分析，實作制造全過程的資料源與資料标準的統一。基于統一的制造資料底座，能加速企業研産供銷服各業務域的資訊資料流動，實作資料驅動業務流程的自動化和智能化，将大大提升業務協同效率。
- 1個核心：平台将建構生産制造場景業務應用的核心技術要素（比如資訊字段、業務邏輯流程、資料分析圖表等）解構為各種“中繼資料“，打造了一個中繼資料模型驅動引擎核心，基于這個核心呢能夠實作基于統一的應用中繼資料标準來按場景對應用進行動态模組化，以及應用的動态執行個體化運作。
- 9類模型：基于對華為智能制造實踐的抽象封裝，打造了9類制造應用模型配置器，支援企業開發者或者行業夥伴通過圖形化配置的方式，就能快速生成面向不同細分行業的制造業務應用系統，經過實踐證明業務應用的搭建周期由原本的按月到按周疊代，整體上線周期能夠加速3倍以上。9類應用模型配置器支援在行業/企業群組織站點3個層級進行擴充與調整，這樣能夠靈活滿足不同行業不同企業不同工藝流程對業務應用系統的個性化需求，降低一半以上的實施及運維成本。
華為雲數字工廠平台的主要應用場景：
- 面向企業客戶提供生産制造協同管理類應用方案：基于數字工廠平台的9類模型配置器，聯合行業生态夥伴，将行業夥伴的行業經驗快速的轉化生成生産制造協同管理應用方案，幫助企業客戶打通訂單到生産的業務資訊流，提升業務協同效率。基于數字工廠平台生成的應用自帶aPaaS底座，後期可以根據企業特性需求和業務變化，通過調整模型配置，來實作靈活低成本的進行柔性化更新。
- 制造資料營運分析：基于數字工廠平台的制造資料底座能力，可以幫忙中小企業建構輕量級的制造資料中台，對制造過程資料進行統一內建、管理、融合分析以及可視化應用，能夠幫助中小企業建構制造資料營運中心，實作基于資料分析來驅動企業的一些業務決策和流程優化。
- 制造協同類應用開發工具：面向有一定IT能力或者資訊化基礎的企業客戶，輸出數字工廠aPaaS平台+行業夥伴的專家顧問服務，幫助企業建構一個制造應用中台，實作将企業已有的多個分散的業務資訊化系統基于統一平台整體規劃持續重構開發數字化的業務應用系統，幫助企業由無序建設的資訊化階段快速向數字化轉型更新。
筆者認為國内發展下一代制造數字化系統，需要有平台化、分層構架的應用技術架構标準引導與商業扶持，通過在通用模型架構、行業/工藝和企業使用者三個次元分層統一構架與發展合作夥伴生态，各自分工協同作戰：通用模型架構層由實力大廠主導、行業/工藝層由具有行業Know-How的應用開發商ISV來承擔、企業使用者層由系統內建商SI/企業IT人員來實施，發揮各自擅長的資源優勢，實作MES市場的良性整合與快速發展。
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