本文分享自華為云社區(qū)《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)系列（九）：山歌寥哉！生產(chǎn)制造系統(tǒng)需要新治理框架》，作者： 云起MAE 。
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前面文章介紹國內(nèi)生產(chǎn)制造系統(tǒng)MES/MOM市場現(xiàn)狀時，分析過因為目前MES/MOM類系統(tǒng)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化程度低、行業(yè)碎片化嚴(yán)重、以定制化項目交付模式為主，導(dǎo)致市場處于同質(zhì)化低水平競爭狀態(tài)、企業(yè)用戶和服務(wù)商供需兩端都很痛苦。
近年來，隨著軟件開發(fā)技術(shù)門檻的大幅度降低、制造模式從“供應(yīng)拉動”走向“需求拉動”、資本熱錢加持、以及國內(nèi)企業(yè)管理者在中國制造業(yè)整體格局提升下變得日益自信等多種環(huán)境因素下，傳統(tǒng)以PLM/ERP/MES系統(tǒng)為核心的信息化架構(gòu)在加速解構(gòu)，國內(nèi)涌現(xiàn)了一批單點應(yīng)用廠商，傳統(tǒng)ERP范疇的業(yè)務(wù)模塊幾被分拆干凈，日益式微走向“財務(wù)管理”后臺系統(tǒng)，尚未完成標(biāo)準(zhǔn)化的傳統(tǒng)MES系統(tǒng)也不能幸免，沿著計劃層/執(zhí)行層/控制層被解構(gòu)分拆。國內(nèi)單點應(yīng)用的頭部廠商的營收能做到2億以上，但是人效依然低（30多萬）、入不敷出、靠資本續(xù)命，以至于單點SaaS應(yīng)用的投資人絕望到想轉(zhuǎn)行為“脫口秀演員”，在“雪球”社區(qū)發(fā)出了“中國不需要SaaS”的靈魂吶喊。
隨著外部環(huán)境的不斷變化,生產(chǎn)管理的復(fù)雜度及規(guī)模性也發(fā)生了很大變化,企業(yè)必須能夠迅速響應(yīng)市場多樣化和不確定的需求，多品種小批量的快速制造提供能夠滿足顧客需求的產(chǎn)品。在這種新的常態(tài)化的制造模式下，制造企業(yè)尤其是中小型企業(yè)是否真的需要購買使用這么多單點應(yīng)用？應(yīng)用的碎片化和前端市場要求企業(yè)后端生產(chǎn)能快速響應(yīng)是否存在矛盾？傳統(tǒng)ERP/MES需要改造的方向究竟是應(yīng)該繼續(xù)分拆干凈、還是應(yīng)該在保持“業(yè)務(wù)一體化”框架理念下提升單點業(yè)務(wù)模塊的精細(xì)化運營管理能力和用戶體驗? 這些問題需要先從軟件系統(tǒng)對最終客戶的業(yè)務(wù)價值和生命周期使用成本上綜合考量清楚。
現(xiàn)代工業(yè)制造產(chǎn)業(yè)的運作模式由早期的福特“超級工廠”為標(biāo)桿，到延專業(yè)分工解構(gòu)分拆為上下游各類相互配套協(xié)同的“單點工廠”，到近年來再重新出現(xiàn)特斯拉“超級工廠”模式。信息軟件產(chǎn)業(yè)的構(gòu)架模式同樣經(jīng)歷了由“軟硬一體集中式”到“軟硬分離單體分布式”，再回歸到出現(xiàn)“集中式”的云計算形態(tài)和“軟硬一體”的智能體產(chǎn)品形態(tài)。變的是技術(shù)路線和方案模式，不變的是背后滿足企業(yè)用戶需求同時追求經(jīng)濟(jì)適用的原則。
回歸聚焦到MES/MOM類生產(chǎn)制造系統(tǒng)的構(gòu)架問題上，我們在重新構(gòu)架設(shè)計MES/MOM類系統(tǒng)時需要重點考慮其所支撐業(yè)務(wù)板塊所處的業(yè)務(wù)環(huán)境背景：
生產(chǎn)是制造型企業(yè)的核心業(yè)務(wù)，生產(chǎn)環(huán)節(jié)從來就是各種信息和各種業(yè)務(wù)的匯集地，工廠幾乎其他所有的業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)都是為生產(chǎn)產(chǎn)品服務(wù)的，這一點本質(zhì)上決定了支撐生產(chǎn)業(yè)務(wù)的MES/MOM類系統(tǒng)是“四戰(zhàn)之地”，與支撐其他業(yè)務(wù)板塊的系統(tǒng)存在復(fù)雜的信息交互和緊密的業(yè)務(wù)協(xié)作。在“多品種小批量個性化定制”制造模式的某些行業(yè)，面向差異性更大的定制化服務(wù)、更小的生產(chǎn)批量、不可預(yù)知的供應(yīng)鏈變更和中斷等困難，MES/MOM類系統(tǒng)需要能夠適應(yīng)快速變化。隨著制造業(yè)面臨的用工問題等挑戰(zhàn)，推動生產(chǎn)環(huán)節(jié)加速自動化，業(yè)務(wù)計劃執(zhí)行層與自動化設(shè)備控制層的信息交互趨于實時化，MES/MOM類系統(tǒng)需要能支撐這種異構(gòu)系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)實時流動。即使是同一個企業(yè)，不同產(chǎn)品類型、不同工藝流程或者不同制造模式下，對于生產(chǎn)執(zhí)行運營管控的需求都存在一定的差異性，MES/MOM類系統(tǒng)需要能夠靈活適配這種差異性。
基于以上幾點業(yè)務(wù)背景，我們審視下如何重新解構(gòu)MES/MOM類系統(tǒng)，構(gòu)架新的可持續(xù)運營與治理框架。
（一）業(yè)界常見的基于“微服務(wù)模塊化”的構(gòu)架思路
基于“微服務(wù)化”的技術(shù)架構(gòu)，對MES/MOM類系統(tǒng)進(jìn)行分拆重構(gòu)是目前業(yè)界主流的做法，常見的有三種思路：
面向過程重構(gòu)：承襲沿用ISA95架構(gòu)，按計劃/生產(chǎn)/質(zhì)量/倉儲等業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)分拆成多個微服務(wù)應(yīng)用，再通過內(nèi)外部API集成平臺將它們互相集成起來。
某知名工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)廠商MES系統(tǒng)架構(gòu)圖
面向?qū)ο蠼鈽?gòu)：主張按照按“人、機(jī)、料、法、安、環(huán)、測”等生產(chǎn)要素對象進(jìn)行解構(gòu)拆分，每個生產(chǎn)要素都提供一些單點應(yīng)用或融入到已有的應(yīng)用，借助集成平臺、微服務(wù)、容器化、工作流引擎等將他們互相集成起來。（相關(guān)作者觀點：打死MES）中間路線：主張將“人、機(jī)、料、法”等制造資源主數(shù)據(jù)對象抽離重構(gòu)為標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)模型服務(wù)，再面向生產(chǎn)過程的各個業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)分拆重構(gòu)為多個單點應(yīng)用，通過API編排工具來串聯(lián)單點應(yīng)用間的信息流。
基于主數(shù)據(jù)共享的MES/MOM系統(tǒng)分拆架構(gòu)圖
以上三種構(gòu)架思路本質(zhì)上大同小異，通過新的“微服務(wù)、容器化”技術(shù)框架來重構(gòu)傳統(tǒng)單體式的信息化架構(gòu)系統(tǒng)，試圖 將傳統(tǒng)架構(gòu)笨重迭代緩慢的MES系統(tǒng)分拆做輕做敏捷，筆者認(rèn)為這些手段更多是技術(shù)層面的改良，面向上面介紹的MES類系統(tǒng)所處的業(yè)務(wù)環(huán)境背景，存在以下2個無法解決的問題：
業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)間協(xié)作緊密、網(wǎng)狀強(qiáng)耦合缺一不可：生產(chǎn)環(huán)節(jié)從計劃管理、過程執(zhí)行到設(shè)備控制的各個業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)相互驅(qū)動與制約，各個業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)不完全是前后線性關(guān)系，需要形成一個可持續(xù)改善的閉環(huán)，才能敏捷響應(yīng)前端市場需求。微服務(wù)框架的本質(zhì)是實現(xiàn)復(fù)雜應(yīng)用系統(tǒng)模塊化的“高內(nèi)聚低耦合”，要求各個單點應(yīng)用模塊的業(yè)務(wù)耦合關(guān)系盡量低，對于生產(chǎn)制造管理，各個業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)是個強(qiáng)耦合關(guān)系、缺一不可，拆分成多個單點微服務(wù)應(yīng)用后，應(yīng)用之間的耦合關(guān)系變得更為復(fù)雜，應(yīng)用測試/部署/治理的成本變得更高，微服務(wù)框架沒有發(fā)揮出優(yōu)勢，關(guān)鍵也沒有解決業(yè)務(wù)問題。微服務(wù)框架的后期運維比傳統(tǒng)單體應(yīng)用復(fù)雜，對制造業(yè)工廠客戶的要求過高，也超出了絕大多數(shù)的集成服務(wù)商和咨詢公司所能駕馭的能力。各個單點應(yīng)用廠商邊界問題、難持續(xù)運維升級：MES/MOM系統(tǒng)的計劃排程/生產(chǎn)執(zhí)行/質(zhì)量檢驗/倉儲管理/物流執(zhí)行/設(shè)備維護(hù)等這些業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)如果分拆為多個單點應(yīng)用服務(wù)，這些應(yīng)用服務(wù)之間存在雙向的數(shù)據(jù)集成和業(yè)務(wù)協(xié)同，一方面這與微服務(wù)框架 “盡量解耦、單向依賴”的原則是沖突的。另一方面沒有分拆之前，這些業(yè)務(wù)模塊間集成和測試是單個系統(tǒng)廠商內(nèi)部的事情，但是一旦拆分為多個單點應(yīng)用服務(wù)，那么這種集成就變成多個外部第三方供應(yīng)商之間協(xié)作，任何變動造成的協(xié)作問題將變得非常復(fù)雜。因為生產(chǎn)過程各個業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)的信息交互頻繁和協(xié)作緊密，造成不同供應(yīng)商應(yīng)用之間的邊界不夠清晰，要進(jìn)行這樣的協(xié)作，經(jīng)常會觸及到某些供應(yīng)商的利益。這時技術(shù)的或非技術(shù)性的集成問題、人為的或非人為的配合問題，不僅傷及集成服務(wù)商，企業(yè)自身也會付出很大的無用成本。（二）新框架思路參考
MES/MOM類生產(chǎn)系統(tǒng)的核心是業(yè)務(wù)流程驅(qū)動的各業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)模塊間高效緊密協(xié)同，要滿足企業(yè)個性化需求及未來的擴(kuò)展需求。對于MES和MOM來說，更有價值的不是按生產(chǎn)過程的業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)或生產(chǎn)要素進(jìn)行拆分，而是基于統(tǒng)一的數(shù)據(jù)與應(yīng)用平臺底座構(gòu)建一體化的業(yè)務(wù)應(yīng)用同時在框架層面進(jìn)行分層擴(kuò)展：平臺基礎(chǔ)模型層/行業(yè)擴(kuò)展層/企業(yè)擴(kuò)展層，真正解決MES/MOM類生產(chǎn)系統(tǒng)不同業(yè)務(wù)模塊間可高效緊密協(xié)同，以及系統(tǒng)可快速定制、低成本可持續(xù)升級運維的問題。
MES/MOM類生產(chǎn)系統(tǒng)的新框架思路
基礎(chǔ)技術(shù)平臺：解決架構(gòu)和技術(shù)統(tǒng)一問題，屏蔽技術(shù)細(xì)節(jié)和復(fù)雜性，補(bǔ)齊關(guān)鍵基礎(chǔ)能力，并提供零/低代碼擴(kuò)展開發(fā)的相關(guān)能力，提高整個系統(tǒng)的擴(kuò)展性和靈活性。MES/MOM應(yīng)用平臺：解決提供覆蓋制造運營全業(yè)務(wù)流程的共性模塊，從而最大限度實現(xiàn)重用可擴(kuò)展，滿足共性需求，并做適度的“模型化”抽象封裝，滿足跨組織協(xié)同對數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)一致性的要求，同時屏蔽業(yè)務(wù)內(nèi)部細(xì)節(jié)的復(fù)雜性、保證支撐業(yè)務(wù)功能目標(biāo)達(dá)成的能力深度、避免復(fù)雜場景下的演進(jìn)瓶頸。行業(yè)擴(kuò)展應(yīng)用：基于平臺層的基礎(chǔ)功能模型，面向各個細(xì)分行業(yè)進(jìn)行擴(kuò)展，滿足特定行業(yè)的共性需求，實現(xiàn)對細(xì)分領(lǐng)域的深耕，從而更好為細(xì)分領(lǐng)域客戶創(chuàng)造價值。企業(yè)擴(kuò)展應(yīng)用：基于行業(yè)擴(kuò)展應(yīng)用為單個客戶而定制化開發(fā)，滿足某個特定企業(yè)客戶的個性化需求。
其中，前兩層的對技術(shù)能力和產(chǎn)品力/品牌力要求高、投入大，建議由業(yè)界有實力的大廠公司研發(fā)。后面兩層可以由具有細(xì)分行業(yè)領(lǐng)域Know How和商業(yè)資源的集成服務(wù)商、實施服務(wù)商承擔(dān)，這樣可以很好分工，發(fā)揮各自優(yōu)勢，快速建立其良性的市場生態(tài)體系、提升商業(yè)價值。
（三）對中小企業(yè)的建議
對于中小型制造企業(yè)，普遍缺少數(shù)字化關(guān)鍵基礎(chǔ)能力和相應(yīng)的數(shù)字化人才儲備，很難自行完成總體規(guī)劃和系統(tǒng)選型，容易形成各個業(yè)務(wù)部門采用“自下向上、各自為戰(zhàn)、頭痛醫(yī)頭、腳痛醫(yī)腳”的方式建設(shè)多個單點業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)。后期集成這些來自不同廠家的單點應(yīng)用難度很大，企業(yè)發(fā)展以后，不少應(yīng)用只能拋棄，成本和時間的代價非常高。建議中小企業(yè)從解決業(yè)務(wù)和管理的痛點出發(fā)，以經(jīng)濟(jì)實用為目標(biāo)，應(yīng)該專注于業(yè)務(wù)本身，盡量可以選擇成熟一體化可擴(kuò)展的應(yīng)用平臺，先從核心業(yè)務(wù)開始逐步構(gòu)建生產(chǎn)數(shù)字化系統(tǒng)，避免單打獨斗。
（四）華為云數(shù)字工廠MOM平臺介紹
華為自己就是一個“多工廠、多產(chǎn)品工藝類型、多生產(chǎn)模式”的大型制造企業(yè)，華為在過去幾年構(gòu)建了滿足多個業(yè)務(wù)線多種生產(chǎn)模式的智能制造系統(tǒng)，華為云根據(jù)對華為智能制造系統(tǒng)的實踐和國外成熟生產(chǎn)管理軟件的學(xué)習(xí)，進(jìn)行相應(yīng)的產(chǎn)品化抽象封裝，打造了一套專門面向中小型企業(yè)生產(chǎn)制造場景的數(shù)字化工廠MOM平臺。平臺提供快速開發(fā)和交付生產(chǎn)數(shù)字化系統(tǒng)的能力，并考慮到不同行業(yè)不同工藝流程的差異化需求，選擇將應(yīng)用的最后一公里交給企業(yè)開發(fā)者或生態(tài)伙伴，支撐成長型中小企業(yè)或生態(tài)伙伴能夠基于統(tǒng)一的制造數(shù)字化平臺底座，快速補(bǔ)齊數(shù)字化升級的關(guān)鍵基礎(chǔ)能力，實現(xiàn)自主構(gòu)建與持續(xù)演進(jìn)敏捷柔性化的生產(chǎn)數(shù)字化系統(tǒng)。
華為云數(shù)字工廠MOM平臺的產(chǎn)品框架圖
基于對華為智能制造實踐的抽象封裝，華為云數(shù)字工廠平臺打造了9類工廠應(yīng)用模型配置器，支持企業(yè)開發(fā)者或者行業(yè)伙伴通過圖形化配置的方式，就能快速生成與調(diào)整面向不同細(xì)分行業(yè)的生產(chǎn)管理系統(tǒng)，經(jīng)過實踐證明業(yè)務(wù)應(yīng)用的搭建周期由原本的按月到按周迭代，整體上線周期能夠加速3倍以上。9類應(yīng)用模型配置器支持在行業(yè)、企業(yè)和業(yè)務(wù)組織3個層級進(jìn)行擴(kuò)展與調(diào)整，來靈活滿足不同行業(yè)不同企業(yè)不同工藝流程對生產(chǎn)管理系統(tǒng)的個性化需求，大大降低中小制造企業(yè)建設(shè)生產(chǎn)數(shù)字化系統(tǒng)的實施和運維成本。
在MOM平臺層之上，華為云數(shù)字工廠平臺面向多個重點行業(yè)聯(lián)合多家優(yōu)質(zhì)生態(tài)伙伴，把生態(tài)伙伴豐富的行業(yè)數(shù)字化服務(wù)經(jīng)驗轉(zhuǎn)換為制造數(shù)字化應(yīng)用，為企業(yè)客戶提供開箱即用的行業(yè)擴(kuò)展應(yīng)用，讓企業(yè)基于行業(yè)最佳實踐，快速補(bǔ)齊和完善數(shù)字化管理經(jīng)驗，在后期的使用中，企業(yè)可以利用平臺提供的易學(xué)易用的應(yīng)用擴(kuò)展與構(gòu)建能力，持續(xù)改善生產(chǎn)數(shù)字化系統(tǒng)。
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