信息技术与信息化方案与应用 中台架构助力航空制造业生产执行系统转型升级 司守钰 * SI Shou-yu 摘要 随着传统制造业不断向智能制造模式转型升级，生产执行系统（MES）逐渐成为中枢管理系统和信息交 互枢纽，航空制造业对MES系统在模块可重用性、功能组织灵活性和系统快速响应等方面提出了新的要 求，导致MES系统采用的单体技术架构暴露出很多问题和弊端，中台架构是解决上述问题的有效途径， 能够提升MES系统的需求响应速度和业务能力，促进MES系统大数据分析和运维一体化的发展，助力航 空制造业MES系统转型升级。 关键词 中台；航空制造业；生产执行系统 doi：10.3969/j.issn.1672-9528.2019.04.004 0 引言 System，MES）的需求日益增强，促使 MES系统的功能和位 置发生了新的变化。传统 MES系统功能比较简单、位置相对 制造业是现代工业的基石，随着信息技术、新能源、新 固定,主要位于企业信息系统 ERP/SCM和过程控制系统 DCS/ PLC的中间位置，解决信息孤岛和数据传递问题，是生产活 材料等重要领域和前沿方向的革命性突破和交叉融合，正在 引发新一轮产业变革。德国“工业 4.0”拉开了第四次工业 革命的序幕，世界各国纷纷以智能制造作为转型升级的战略 核心，特别是美国、欧洲、日本等国家和地区借助其强大的 工业基础，已占据领先地位。2015 年，我国发布制造强国中 长期发展战略规划《中国制造 2025》，旨在推动中国制造业 转型升级。对比各国关于制造业转型升级的战略规划，尽管 侧重有所不同，但均是以智能制造作为其战略核心，不断推 动制造业向数字化、网络化、智能化发展。 动与管理活动信息沟通的桥梁 [2] 。随着航空工业信息化建设 水平的提升，MES 系统逐渐成为中枢管理系统和信息交互枢 纽，但MES系统功能需求呈现两极分化，一方面由于大型航 空制造企业已进行了多套信息化系统的建设，要求 MES系统 小而精，能够进行快速、灵活的功能裁剪，串联、打通各信 息化系统；另一方面，信息化系统比较薄弱的、小型制造企业， 要求 MES系统大而全，能够兼顾 ERP、财务、人力等多系统 功能。 1 航空制造业及MES系统发展现状分析 这些新的需求和变化对 MES系统在模块可重用性、功能 组织灵活性和系统快速响应等方面提出了新的要求，也对当 前MES系统的整体架构和技术实现提出了新的挑战。 航空工业经过 60多年的发展，在各机型的生产实践中 积累了丰富的制造和管理经验，并通过信息化手段进行流程 固化和管理提升，同时，航空工业在基于模型定义（Model Based Description，MBD）的设计、制造、检测等领域开展 了大量研究工作，打通了从设计到检验的全数字化流程，已 2 MES技术架构问题分析 成功应用于运 20飞机的研制 [1] ，信息化基础设施建设和数 字化制造体系建设具备了一定的规模和水平，也为航空工业 推进智能制造和工业转型升级提供了良好的基础。 以数字化和自动化为基础，以柔性生产车间和生产线 为主要组织形式的智能制造生产模式对生产管理提出了新的 要求，特别是对生产执行系统（ManufacturingExecution * 中国航空制造技术研究院 北京 100024 [基金项目 ]2018年工业互联网创新发展工程跨欧亿·体育（中国）有限公司跨领域 工业互联网平台测试验证项目 图1 单体架构图 22 2019 年第 4 期 方案与应用 信息技术与 信息化 目前，航空工业 MES系统大多采用单体架构，即将所有 的功能模块打包到一起并放在一个 web容器中运行，单体架 构的优势在于架构比较简单、前期开发成本低、周期短、投 入资源和成本相对比较节约，是小型项目的首选，能够快速 实现功能开发和系统部署，适用于 MES系统功能需求相对简 单的早期开发。 更敏捷、更快速的适用于瞬息万变的市场，而中台将集合整 个集团的运营数据能力和产品技术能力，对前台业务形成强 有力的支撑。 阿里巴巴提出中台战略的原因是淘宝和天猫的电商系统 独立作为单体架构进行运营，两个平台存在整个大量的重复 功能，且相互之间无法共享和通用，造成人力成本的浪费和 技术能力的分散，阿里巴巴的共享事业部和中台战略都是为 了解决功能重复建设和资源分散的问题，核心目标是降低集 团的创新成本。 但随着业务规模的扩大和制造要求的提升，单体架构逐 渐暴露出很多弊端，这些问题主要体现在两个方面： 从企业整体运营情况来看：一、由于每个单体架构系统 都需要从前台到后台的完整开发，导致重复功能建设和维护 带来了人力、财力和时间上的大量重复投资。二、由于单体 架构系统之间没有交互接口，导致企业各信息化系统集成和 协作的成本高昂。三、系统的升级