基于微服务架构的MOM/MES解决方案
以灵活性和可扩展性面向未来生产
在当今的制造业中，企业保持竞争力的关键之一是设计兼具高效又灵活的生产流程。制造执行系统（MES）和制造运营管理（MOM）等现代软件解决方案在其中发挥着核心作用，而这些系统的性能和柔性与其架构直接相关，MES 解决方案传统上是作为单体系统构建的，而 MOM 解决方案则将越来越多地采用微服务架构。本文探讨了单体架构与微服务架构之间的差异，并重点介绍了微服务在制造业中的优势。
单体架构（MES）与微服务（MOM）
单体架构类似于一块特别坚固的大石头。在这种传统框架中封装了所有的软件应用程序及功能，如若将其想象成一个大型容器，其中的所有功能（用户界面组件、业务逻辑、数据访问代码等）都紧密交织在一起，并作为一个完整单元进行部署。单体式架构的优点在于所有内容都捆绑在一起，因此开发和部署流程简单明了。但是，它也给扩展带来了巨大挑战，因为任何微小的变化都需要更新和重新部署整个应用程序，而这可能会导致较长的停机时间和复杂的更新流程，难以实现快速上线。
相比之下，微服务架构是一系列更小的、模块化的流程的集合，就像一组积木一样，每个微服务都是独立的，专注于特定的业务功能，通过定义明确的接口与其他微服务模块通信。也正因为这种独立性，微服务结构提供了一种更加灵活和可扩展的方法，因此非常适合MOM系统的特性：当不同的生产流程与管控功能需要进行快速和特定的调整时，整个系统的运作不需中断，进而实现持续交付和不间断生产的部署实践。微服务架构对于追求敏捷性和效率的现代制造企业来说至关重要。
如图所示，并列比较这两种架构时，可以明显看出，微服务所具备的灵活性、可扩展性和独立性提供了一个柔性更强、弹性更大的框架。这样可以更快地上线新功能，更易于维护，并提供更强大的信息安全保证，对那些寻求创新，保持竞争力的制造企业来说尤其有助益。
微服务架构的优势
- 灵活性: 每个微服务模块都可以独立开发和运行，便于新功能添加或改造，使企业能够快速应对需求变化。
- 可扩展性: 与做为一个整体的单体系统不同，微服务可以单独扩展。公司只需对特定微服务配置资源，而无需调整整个系统。
- 便于集成: 微服务基于开放式接口（如API应用程序接口），因此很容易与其他系统集成。这简化了与现有企业系统（如 ERP 或 SCM）的连接。
- 自主数据管理: 每个微服务都可以存储和处理自己的数据，单点的故障不会影响整套应用程序，将系统故障的风险降至最低。
- 本地部署和云部署: 基于微服务的MOM解决方案既可在企业内部运行，也可在云中运行，为企业的实施策略提供了更大的灵活性。
实际案例
基于微服务架构的MOM有诸多优势, 其中一个典型例子是能无缝集成不同设备的生产数据。例如, 特定的微服务可以通过SMT接口或直连设备收集生产数据，并将其整合到中央系统中。这样就能在生产过程中实现实时的综合分析和优化。
- 数据集成: 微服务处理来自不同来源的数据，并促进与生产系统的互动。
- 配置管理: 微服务提供广泛的配置选项，帮助企业定制和优化生产流程。
以客户为中心
微服务架构能够加快响应速度、并提升流程管控的自动化程度及深度，从而有助于改善客户体验。由于各个为服务模块可以单独开发和部署，制造企业可以更快的想样市场变化和客户需求。这种灵活性使产品和服务得以不断改进，使企业保持竞争力。此外，微服务的模块化特性支持个性化开发，使制造企业能够按客户要求进行定制。因此，微服务不仅能提高运营效率，还能提高客户满意度和黏性。
信息安全考量
虽然微服务架构具有众多优势，但客户也需关注信息安全挑战。微服务的分散性意味着应用程序接以及数据保护措施的可靠性对于保护敏感信息至关重要。必须确保每个微服务的安全，以防止整个网络出现漏洞, 具体措施包括加密、身份验证、授权和持续监控在内的全面安全策略对于保护生产运营的完整性至关重要。将信息安全问题置于高优先级，是制造企业放心地采用微服务的基础。
微服务面临的挑战
微服务架构的另一项运维挑战, 是管理分布式系统的复杂性增加。与单体架构不同，微服务需要在多个独立的微服务之间进行协调和通信，可能导致故障排除的复杂性。
此外，由于数据和通信的容灾要求，微服务往往需要额外的资源需求。每个微服务可能需要维护自己的数据存储，从而导致潜在的数据冗余和额外的存储需求。此外，服务之间的通信（通常是通过API应用程序接口）可能会带来延迟，需要强大的网络基础设施来确保无缝运行。
从战略层次看待这些挑战，认识到这些潜在的障碍并做好应对准备，包括实施有效的监控工具、强大的安全措施和高效的资源管理, 企业就能充分享受微服务架构的优势，同时保持运营效率和可靠性。
总结
从单体架构过渡到微服务架构将带来显着的优势，包括更高的灵活性、可扩展性和可维护性。基于微服务的iTAC.MOM.Suite解决方案将为制造企业带来高生产效率并快速适应市场变化。
然而，重要的是要认识并应对这一转变所带来的复杂性和运维挑战。从战略层面实施强大的信息安全方案和高效的资源监控管理，将使企业在安全的基础上从微服务中充分受益。在一个日益数字化和互联化的世界中，微服务架构将是面向未来的制造环境的关键组成，在确保运行可靠性和效率的同时推动创新。