本文分享自華為云社區《工業互聯網系列（九）：山歌寥哉！生產制造系統需要新治理框架》，作者： 云起MAE 。
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前面文章介紹國內生產制造系統MES/MOM市場現狀時，分析過因為目前MES/MOM類系統產品標準化程度低、行業碎片化嚴重、以定制化項目交付模式為主，導致市場處于同質化低水平競爭狀態、企業用戶和服務商供需兩端都很痛苦。
近年來，隨著軟件開發技術門檻的大幅度降低、制造模式從“供應拉動”走向“需求拉動”、資本熱錢加持、以及國內企業管理者在中國制造業整體格局提升下變得日益自信等多種環境因素下，傳統以PLM/ERP/MES系統為核心的信息化架構在加速解構，國內涌現了一批單點應用廠商，傳統ERP范疇的業務模塊幾被分拆干凈，日益式微走向“財務管理”后臺系統，尚未完成標準化的傳統MES系統也不能幸免，沿著計劃層/執行層/控制層被解構分拆。國內單點應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、靠資本續命，以至于單點SaaS應用的投資人絕望到想轉行為“脫口秀演員”，在“雪球”社區發出了“中國不需要SaaS”的靈魂吶喊。
隨著外部環境的不斷變化,生產管理的復雜度及規模性也發生了很大變化,企業必須能夠迅速響應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品。在這種新的常態化的制造模式下，制造企業尤其是中小型企業是否真的需要購買使用這么多單點應用？應用的碎片化和前端市場要求企業后端生產能快速響應是否存在矛盾？傳統ERP/MES需要改造的方向究竟是應該繼續分拆干凈、還是應該在保持“業務一體化”框架理念下提升單點業務模塊的精細化運營管理能力和用戶體驗? 這些問題需要先從軟件系統對最終客戶的業務價值和生命周期使用成本上綜合考量清楚。
現代工業制造產業的運作模式由早期的福特“超級工廠”為標桿，到延專業分工解構分拆為上下游各類相互配套協同的“單點工廠”，到近年來再重新出現特斯拉“超級工廠”模式。信息軟件產業的構架模式同樣經歷了由“軟硬一體集中式”到“軟硬分離單體分布式”，再回歸到出現“集中式”的云計算形態和“軟硬一體”的智能體產品形態。變的是技術路線和方案模式，不變的是背后滿足企業用戶需求同時追求經濟適用的原則。
回歸聚焦到MES/MOM類生產制造系統的構架問題上，我們在重新構架設計MES/MOM類系統時需要重點考慮其所支撐業務板塊所處的業務環境背景：
生產是制造型企業的核心業務，生產環節從來就是各種信息和各種業務的匯集地，工廠幾乎其他所有的業務環節都是為生產產品服務的，這一點本質上決定了支撐生產業務的MES/MOM類系統是“四戰之地”，與支撐其他業務板塊的系統存在復雜的信息交互和緊密的業務協作。在“多品種小批量個性化定制”制造模式的某些行業，面向差異性更大的定制化服務、更小的生產批量、不可預知的供應鏈變更和中斷等困難，MES/MOM類系統需要能夠適應快速變化。隨著制造業面臨的用工問題等挑戰，推動生產環節加速自動化，業務計劃執行層與自動化設備控制層的信息交互趨于實時化，MES/MOM類系統需要能支撐這種異構系統間的數據實時流動。即使是同一個企業，不同產品類型、不同工藝流程或者不同制造模式下，對于生產執行運營管控的需求都存在一定的差異性，MES/MOM類系統需要能夠靈活適配這種差異性。
基于以上幾點業務背景，我們審視下如何重新解構MES/MOM類系統，構架新的可持續運營與治理框架。
（一）業界常見的基于“微服務模塊化”的構架思路
基于“微服務化”的技術架構，對MES/MOM類系統進行分拆重構是目前業界主流的做法，常見的有三種思路：
面向過程重構：承襲沿用ISA95架構，按計劃/生產/質量/倉儲等業務環節分拆成多個微服務應用，再通過內外部API集成平臺將它們互相集成起來。
某知名工業互聯網廠商MES系統架構圖
面向對象解構：主張按照按“人、機、料、法、安、環、測”等生產要素對象進行解構拆分，每個生產要素都提供一些單點應用或融入到已有的應用，借助集成平臺、微服務、容器化、工作流引擎等將他們互相集成起來。（相關作者觀點：打死MES）中間路線：主張將“人、機、料、法”等制造資源主數據對象抽離重構為標準數據模型服務，再面向生產過程的各個業務環節分拆重構為多個單點應用，通過API編排工具來串聯單點應用間的信息流。
基于主數據共享的MES/MOM系統分拆架構圖
以上三種構架思路本質上大同小異，通過新的“微服務、容器化”技術框架來重構傳統單體式的信息化架構系統，試圖 將傳統架構笨重迭代緩慢的MES系統分拆做輕做敏捷，筆者認為這些手段更多是技術層面的改良，面向上面介紹的MES類系統所處的業務環境背景，存在以下2個無法解決的問題：
業務環節間協作緊密、網狀強耦合缺一不可：生產環節從計劃管理、過程執行到設備控制的各個業務環節相互驅動與制約，各個業務環節不完全是前后線性關系，需要形成一個可持續改善的閉環，才能敏捷響應前端市場需求。微服務框架的本質是實現復雜應用系統模塊化的“高內聚低耦合”，要求各個單點應用模塊的業務耦合關系盡量低，對于生產制造管理，各個業務環節是個強耦合關系、缺一不可，拆分成多個單點微服務應用后，應用之間的耦合關系變得更為復雜，應用測試/部署/治理的成本變得更高，微服務框架沒有發揮出優勢，關鍵也沒有解決業務問題。微服務框架的后期運維比傳統單體應用復雜，對制造業工廠客戶的要求過高，也超出了絕大多數的集成服務商和咨詢公司所能駕馭的能力。各個單點應用廠商邊界問題、難持續運維升級：MES/MOM系統的計劃排程/生產執行/質量檢驗/倉儲管理/物流執行/設備維護等這些業務環節如果分拆為多個單點應用服務，這些應用服務之間存在雙向的數據集成和業務協同，一方面這與微服務框架 “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，這些業務模塊間集成和測試是單個系統廠商內部的事情，但是一旦拆分為多個單點應用服務，那么這種集成就變成多個外部第三方供應商之間協作，任何變動造成的協作問題將變得非常復雜。因為生產過程各個業務環節的信息交互頻繁和協作緊密，造成不同供應商應用之間的邊界不夠清晰，要進行這樣的協作，經常會觸及到某些供應商的利益。這時技術的或非技術性的集成問題、人為的或非人為的配合問題，不僅傷及集成服務商，企業自身也會付出很大的無用成本。（二）新框架思路參考
MES/MOM類生產系統的核心是業務流程驅動的各業務環節模塊間高效緊密協同，要滿足企業個性化需求及未來的擴展需求。對于MES和MOM來說，更有價值的不是按生產過程的業務環節或生產要素進行拆分，而是基于統一的數據與應用平臺底座構建一體化的業務應用同時在框架層面進行分層擴展：平臺基礎模型層/行業擴展層/企業擴展層，真正解決MES/MOM類生產系統不同業務模塊間可高效緊密協同，以及系統可快速定制、低成本可持續升級運維的問題。
MES/MOM類生產系統的新框架思路
基礎技術平臺：解決架構和技術統一問題，屏蔽技術細節和復雜性，補齊關鍵基礎能力，并提供零/低代碼擴展開發的相關能力，提高整個系統的擴展性和靈活性。MES/MOM應用平臺：解決提供覆蓋制造運營全業務流程的共性模塊，從而最大限度實現重用可擴展，滿足共性需求，并做適度的“模型化”抽象封裝，滿足跨組織協同對數據標準一致性的要求，同時屏蔽業務內部細節的復雜性、保證支撐業務功能目標達成的能力深度、避免復雜場景下的演進瓶頸。行業擴展應用：基于平臺層的基礎功能模型，面向各個細分行業進行擴展，滿足特定行業的共性需求，實現對細分領域的深耕，從而更好為細分領域客戶創造價值。企業擴展應用：基于行業擴展應用為單個客戶而定制化開發，滿足某個特定企業客戶的個性化需求。
其中，前兩層的對技術能力和產品力/品牌力要求高、投入大，建議由業界有實力的大廠公司研發。后面兩層可以由具有細分行業領域Know How和商業資源的集成服務商、實施服務商承擔，這樣可以很好分工，發揮各自優勢，快速建立其良性的市場生態體系、提升商業價值。
（三）對中小企業的建議
對于中小型制造企業，普遍缺少數字化關鍵基礎能力和相應的數字化人才儲備，很難自行完成總體規劃和系統選型，容易形成各個業務部門采用“自下向上、各自為戰、頭痛醫頭、腳痛醫腳”的方式建設多個單點業務應用系統。后期集成這些來自不同廠家的單點應用難度很大，企業發展以后，不少應用只能拋棄，成本和時間的代價非常高。建議中小企業從解決業務和管理的痛點出發，以經濟實用為目標，應該專注于業務本身，盡量可以選擇成熟一體化可擴展的應用平臺，先從核心業務開始逐步構建生產數字化系統，避免單打獨斗。
（四）華為云數字工廠MOM平臺介紹
華為自己就是一個“多工廠、多產品工藝類型、多生產模式”的大型制造企業，華為在過去幾年構建了滿足多個業務線多種生產模式的智能制造系統，華為云根據對華為智能制造系統的實踐和國外成熟生產管理軟件的學習，進行相應的產品化抽象封裝，打造了一套專門面向中小型企業生產制造場景的數字化工廠MOM平臺。平臺提供快速開發和交付生產數字化系統的能力，并考慮到不同行業不同工藝流程的差異化需求，選擇將應用的最后一公里交給企業開發者或生態伙伴，支撐成長型中小企業或生態伙伴能夠基于統一的制造數字化平臺底座，快速補齊數字化升級的關鍵基礎能力，實現自主構建與持續演進敏捷柔性化的生產數字化系統。
華為云數字工廠MOM平臺的產品框架圖
基于對華為智能制造實踐的抽象封裝，華為云數字工廠平臺打造了9類工廠應用模型配置器，支持企業開發者或者行業伙伴通過圖形化配置的方式，就能快速生成與調整面向不同細分行業的生產管理系統，經過實踐證明業務應用的搭建周期由原本的按月到按周迭代，整體上線周期能夠加速3倍以上。9類應用模型配置器支持在行業、企業和業務組織3個層級進行擴展與調整，來靈活滿足不同行業不同企業不同工藝流程對生產管理系統的個性化需求，大大降低中小制造企業建設生產數字化系統的實施和運維成本。
在MOM平臺層之上，華為云數字工廠平臺面向多個重點行業聯合多家優質生態伙伴，把生態伙伴豐富的行業數字化服務經驗轉換為制造數字化應用，為企業客戶提供開箱即用的行業擴展應用，讓企業基于行業最佳實踐，快速補齊和完善數字化管理經驗，在后期的使用中，企業可以利用平臺提供的易學易用的應用擴展與構建能力，持續改善生產數字化系統。
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