前言
随着国内企业对MES认知的提升，越来越多的制造企业已不满足单个工厂实施MES，而是考虑如何规划集团MES架构。对比国外MES产品和案例，关于集团MES架构的案例并不多，这说明中国是当之无愧的制造业大国，其制造业的复杂度，制造业的体量，已促进了中国制造业的各行业领头羊企业率先思考如何布局集团MES，多工厂MES。
那么今天小编就如何构建企业MES，多工厂架构，做一些经验实例分享，能够给相关的企业做一些基本的参考！集团+多工厂架构，从几个方面来讨论：MES服务器架构如何构建、MES功能如何划分、如何做到多地的数据传输与稳定、如何进行多工厂建模。由于文档较长，所以小编分了两篇文章上下两集进行讲解。
1、多工厂业务模型
集团多工厂模型复杂，因为各工厂、车间生产形态可能不一样、生产线不同、管理方法不同，以下是一个多工厂业务模型：如图1所示。
图一：多工厂业务模型
2、多工厂服务器架构
企业IT一般考虑投资效益，希望一套服务器能支持多个工厂的应用，每个工厂之间用专线或VPN方式连接，这样的好处是运维相对简单，由集团的IT专业人员对服务器、数据库、系统做运维，能保证系统的稳定。
如果集中一套服务器部署，服务器配置要求高，且要求每个节点冗余，包括数据库集群、应用服务器集群、接口服务器集群；特别是应用服务器需要2台以上做集群；网络必须支持冗余，交换机双节点、网络冗余（例如电信或联通双网络），通过这样的配置才能确保MES系统的高可用性，避免服务器和网络异常时，导致停线。如图2所示。
图二：多工厂业务模型
如果每个工厂部署一套服务器，服务器可以精简，部分应用集中部署在一台服务器上，例如报表与历史数据库服务器；分布式部署，极大降低了服务器问题导致的停线，一旦服务器、系统或网络有问题，也仅仅是一个工厂出现异常。
但是分布式部署产生的问题是，集团IT希望运维能简易，数据能集中，否则某些区域的工厂不具备MES运维能力，缺乏运维人员，当MES系统出现问题时，不能及时解决；另外分布式部署，MES系统也难统一版本，各个工厂自主一套MES系统，重复开发与部署，代码和管理混乱；系统运维不标准，简单的数据库监控与备份也难每日确保执行；除了硬件投资翻了几倍外，数据库与MES授权费也是翻倍，无论是Oracle/Sqlserver数据库，还是MES授权，如果是多工厂分布部署，必定会产生服务器授权费，这样极大增加了企业实施MES的费用。
多工厂的数据交互复杂，需要增加接口开发来汇总集团需要的数据，例如集团的排产和计划监控、各工厂人员、设备的效益分析、各工厂的生产效率、产能统计，还有研发中心的工艺文件发布，都需要频繁的接口来汇集和分发数据；如图3所示。
图三：多工厂服务器架构
那么MES能否像DMS销售系统、WMS仓储系统、甚至ERP那样，做到集中部署呢？或称为云MES呢？我们知道MES属于车间层，和车间控制层、设备层紧密结合，如果MES服务器放在异地，远隔成百上千公里，即使有企业专线，是否能和车间控制器、车间设备高速集成呢？一些多工厂企业，工厂之间已经架构了专线，把全国各个工厂连接在一个大的“局域网”内，只要通过防火墙或企业路由器，开放几个MES服务器IP和端口，即可简单接入MES，例如在新疆工厂，客户端电脑输入一个IP 172.168.x.x地址，就能连接到远在北京的MES服务器，那么在确保网络速度和稳定性都很可靠时，异地车间设备通过专线去集团MES服务器，会有什么问题呢？
不少集团IT在规划MES时，提出了刚才的问题，而且看似找不到这样做的弊端，但这样的思路方式，是没有站在MES所处的企业信息层级来思考的，因为MES是紧密和车间层结合的，虽然MES有部分功能是车间排产、车间物料配送、车间工艺指导，但更多的是车间设备集成，车间数据采集等，需要与设备大量进行数据交互。例如轮胎厂，仅仅在检验工序，一条轮胎需要经过均匀机检测、动平衡检测、X光机检测、外观检测，每条轮胎从检测设备获取的数据达到10条以上，一个轮胎工厂2条生产线，每小时产量3000条，等于每小时有3万笔数据，从设备传输到MES服务器；也就是说一个有规模的轮胎质检车间，每日2班可产生48万笔数据，每年产生超过1亿多笔数据，这么频繁的数据交互，不是ERP、WMS系统能比拟的，因为ERP等系统的数据，大部分是人工操作产生，并非如MES来自设备高频率产生的数据.
图四：MES与上下层关系
当然有些工厂会使用生产实时数据库，例如Rockwell FT History、Wonderware Historian、GE Fanuc iHistorian，但如果要对数据进行快速分析计算，例如轮胎参数采集后，要立即根据检测数据进行轮胎等级判断，立即传输给轮胎分拣系统，那还是需要Oracle/Sqlserver这种关系型数据库进行计算；那么在高频率的MES与设备数据交互时，VPN专线的集中服务器部署是否就满足了呢？其实刚才的数据统计，已经说明了答案，我们都知道服务器有I/O瓶颈，内存瓶颈，CPU瓶颈，磁盘读写瓶颈，如果一个轮胎集团企业，把全国4个工厂集中在一个MES部署，那每小时会产生12万笔数据写入或读取。
而那我们制造业有多少成本构建一个小型的12306机房，或一个门户网站的机房呢？而且MES平台是否要发展类似SAP的Hana内存数据库技术来解决高速访问的问题呢？所以当一个制造业集团的工厂越来越多时，集中式服务器部署，势必会遇到性能瓶颈而无法突破。半导体MES系统应用案例解析
另外集中式部署，也增加了工厂停线的风险，大家都知道MES是支持智能制造、工业4.0的基础系统，一旦MES系统出问题，生产线就会停线，而多工厂集中部署，势必会导致所有工厂停线；另外MES功能和工厂的设备类型，生产线布局，管理模式紧密相关，例如一个生产风电的集团，有机舱工厂、电机工厂、叶片工厂、轮毂工厂、电柜工厂、装配工厂，我们如何在一套集团MES服务器内，部署6套不同形态的MES系统呢？是否要在一套MES内，通过参数配置实现6个制造形态，那么MES功能会变得非常复杂。虽然ERP能通过配置实现多个行业的功能，但毕竟ERP标准化程度比MES高很多。
