支撑制造模式转型升级的MOM重构

2023-12-22 11:00:42 - 媒体滚动

支撑制造模式转型升级的MOM重构

随着智能制造的快速发展，制造运营管理MOM（ManufacturingOperationManagement）系统作为企业生产管理的重要支撑，被广泛应用于各个生产制造场景中。由于传统的MOM软件架构往往不能满足企业多个场景、多个专业在智能化制造方面的多种需求，引入中台思想和领域驱动设计DDD（DomainDriverDesign）来重新构建MOM系统，成为支撑制造模式转型升级的有效途径。本文旨在通过阐述MOM系统的中台架构设计与应用架构设计的原理以及实施方法，并提出相关发展建议，助力企业构建起能够适应智能制造的MOM系统，助力企业提高生产效率和产品质量。

背景

随着先进制造技术的快速发展，智能制造已经从单一生产线的自动化制造，逐渐拓展到整个制造流程中各个制造环节的智能化。制造设备产生的数据也成为生产制造的重要资源，通过采集、分析和利用各类生产数据，在提升精细化管理水平的同时，也实现了对产品生产过程的快速回溯。

MOM软件作为制造执行系统的重要组成部分，在智能制造领域发挥关键作用。它不仅能够实现生产计划的动态调度、生产过程的精细控制、质量管理的实时有效；同时还能够在线收集生产过程中的数据，如工厂可以通过实时监控设备的运行情况、追踪物流、管理库存等方式，对生产过程进行全面监控和调优，实现生产环节的数字化、智能化管理。此外，MOM软件还能够通过数据分析和智能算法等技术手段优化生产计划、制造过程和质量控制。总的来说，MOM软件对于企业提高生产效率、保证产品质量、优化和升级生产过程以及实现数字化转型具有至关重要的意义。

相比之下，传统单体架构的MOM软件扩展性差、不易维护，难以完全满足数字化制造的需求，业务上也无法适应不断变化的需求，当组织能力需要扩展时又无法通过软件持续复用，导致企业信息化重复建设。主要体现在以下几个方面：

1.业务复杂度高。软件通常针对特定的业务场景进行开发，不易于扩展和定制化。

2.缺乏灵活性。无法快速响应企业业务需求和变化，难以满足企业快速创新和转型的需要。

3.数字化能力无法持续被复用。传统的单体软件缺乏模块化的设计，新增业务需求大部分需要重新设计和开发新的模块。

4.数据孤岛现象。各模块之间缺乏有效的数据交换和共享，导致数据孤岛现象，需要耗费大量时间和精力进行系统对接和数据整合，不利于整个企业的数据流通和协同。

5.维护成本高。软件升级和扩展困难，需要专业技术人员进行维护，增加了企业的人力成本和时间成本。

基于中台能力和DDD的MOM系统架构设计

针对传统单体生产管理软件中存在的问题，考虑采用基于中台架构和DDD的MOM系统进行重构，即按照业务进行划分和抽象，构建领域模型，实现数据的标准化管理，将业务逻辑和数据统一管理起来，从而提高数字化能力的持续共享和复用，为制造业务提供更加准确、快速的数据支撑。此外，采用中台架构可实现各个业务模块的解耦，降低耦合度，提高系统的可扩展性和可维护性。

因此，企业在进行制造模式转型升级时，结合中台和DDD的思想，重构MOM系统，可实现更加准确、快速、可靠的数字化能力，并支持业务变化和需求演进。

1.业务架构设计在生产制造过程中，从业务领域入手，基于DDD思想，划分业务领域边界，并按照不同加工的工艺特点进行划分；采用事件风暴工作坊方法，对多个业务场景进行分析，并提取实体、值对象、聚合根、聚合、领域事件等领域对象；根据限界上下文边界构建领域模型，将领域模型作为微服务设计的输入，从而完成微服务架构的设计。

同时，结合MOM标准通用参考模型，将分散在不同车间和业务部门的针对相应场景重复建设的业务能力（即面向前台应用提供基于API接口的业务服务能力），沉淀到中台业务模型中。此外，还可以将领域模型所在的微服务和微前端组合为业务单元，以组件的形式面向前台应用，提供基于微前端的页面级服务能力，以支持不断快速变化的业务应用。

2.数据架构设计采用DDD的设计思想，将MOM通用活动模型中的活动抽象为领域数据模型，并根据业务场景和需求进行领域数据建模，从而设计出通用的领域数据模型，以实现功能的模块化以及应用与数据的低耦合，其中，不同的业务场景和需求可以共享和复用通用的领域模型和数据模型；数据中台可提供数据服务和数据治理，以支持业务系统对数据的操作和管理，进而实现数据模型的统一定义、统一管理、共享和复用，提高系统的可扩展性和可维护性。

3.应用架构设计架构采用基于DDD思想、业务中台、数据中台、微前端、微服务和API中台等技术构建的方法进行设计，具有高度解耦、高度可维护、高度可扩展的特点，可为企业数字化转型提供重要支持。

其应用架构由以下五个层次构成：

（1）基础设施层：包含一系列基础设施组件，如数据库、缓存和消息队列等，为MOM系统提供基础支撑。

（2）应用服务层：包含一系列微服务，基于业务中台和数据中台构建，并通过DDD思想来设计和实现，如订单服务、库存服务和生产计划服务等，可为MOM系统提供高度可靠、可扩展、可维护的业务逻辑服务。

（3）中台层：包括微前端中台和API中台，微前端中台通过微前端框架实现不同前端应用的组合，而API中台则将微服务API封装成统一的API接口并提供服务编排，以支持前端应用的调用。

（4）前端应用层：基于角色构建的相对独立的应用，包括有线、无线、离线等不同模式下使用的前端应用，其通过微前端中台组合在一起，并利用微前端框架进行构建，前端通过API调用后端，后端经过服务编排后将结果信息发送。

（5）用户角色层：对不同用户角色的权限和功能访问进行定义，如管理员、操作工、生产主管等，不同角色在前端应用中看到的功能和数据不同。

实施建议和展望

基于中台能力和DDD重构MOM系统是企业数字化转型的一个重要步骤，在实施过程中，建议重点关注以下几个方面。

（1）需将“业务”作为中心进行设计，而非以“技术”为出发点。需注意不同业务模块之间的耦合度，避免因业务变化而导致整体系统调整。

（2）需考虑系统的可扩展性和可维护性。设计时应考虑到未来业务发展的可能性，避免系统出现瓶颈。只有设计简单易维护的系统架构，才能降低维护成本。

（3）需重视系统的稳定性和安全性。在实施过程中，必须进行多次测试和验证以确保系统稳定运行，并采取相应措施以提高系统的安全性，保护企业的信息资产。