26 · 线束 MES 软件设计总览¶

状态：建议稿 / 软件设计入口

本文从软件系统设计角度展开线束 MES 的功能模块。它不是替代 PRE-01 ～ PRE-25 的专项预研，而是把这些预研收敛成后续研发可理解的“模块地图”。

目标：

明确线束 MES 应该有哪些业务模块；
明确每个模块负责什么、不负责什么；
明确边缘 MES 应用与云端 MES 管理平台的功能分工；
为后续数据库设计、API 设计、前端菜单、Maven/服务模块划分提供依据。

1. 软件总体结构¶

线束 MES 建议按“云端管理平台 + 边缘 MES 应用 + 设备采集网关 + 集成适配层”设计。

线束 MES
├── 云端 MES 管理平台
│   ├── 组织与权限
│   ├── 主数据管理
│   ├── 工艺管理
│   ├── BOM 管理
│   ├── 计划与工单
│   ├── 质量管理
│   ├── 生产追溯
│   ├── 设备管理
│   ├── 图纸管理
│   ├── 标签管理
│   ├── 异常 Andon
│   ├── 报表分析
│   ├── 配置中心
│   ├── 云边运维
│   └── 系统集成
│
├── 边缘 MES 应用
│   ├── 工位执行
│   ├── 班组操控
│   ├── 现场看板
│   ├── 实施看板
│   ├── 本地工单
│   ├── 本地质量
│   ├── 本地物料
│   ├── 本地标签
│   ├── 本地追溯
│   ├── 离线生产
│   └── 同步代理
│
├── 设备采集网关
│   ├── OPC UA
│   ├── Modbus
│   ├── RS232 / RS485
│   ├── TCP / ASCII
│   ├── REST / MQTT
│   ├── 文件采集
│   ├── 厂商协议
│   └── 统一设备数据模型 UDM
│
└── 外部系统适配
    ├── ERP
    ├── WMS
    ├── PLM / 工艺系统
    ├── QMS
    ├── IoT 平台
    └── 客户标签 / 条码系统

2. 功能模块总览¶

线束 MES
├── 组织权限
├── 主数据管理
├── 工艺管理
├── BOM 管理
├── 图纸管理
├── 计划排产
├── 工单管理
├── 工位执行
├── 物料执行
├── 质量管理
├── 生产追溯
├── 设备采集
├── 标签打印
├── 异常 Andon
├── 看板报表
├── 云边协同
├── 边缘运维
├── 配置中心
├── 系统集成
├── 数据归档
└── 实施初始化

3. 组织权限¶

3.1 模块定位¶

组织权限模块负责系统基础组织结构、人员、角色、权限和数据隔离，是多工厂 MES 的基础。

3.2 功能点¶

租户管理；
工厂管理；
车间管理；
产线管理；
工位管理；
班组管理；
班次管理；
工作日历；
用户管理；
员工档案；
角色管理；
菜单权限；
功能权限；
数据权限；
工厂级数据隔离；
产线级数据隔离；
工位级权限；
离线权限缓存；
登录审计；
操作审计。

3.3 关键对象¶

Tenant
Factory
Workshop
ProductionLine
Workstation
Shift
User
Employee
Role
Permission
DataScope
AuditLog

3.4 边界¶

MES 管理生产现场权限，不替代企业 OA 或 HR 系统。员工主档可从 ERP/HR 同步，MES 只维护现场生产相关属性，如班组、技能、工位授权。

4. 主数据管理¶

4.1 模块定位¶

主数据管理负责 MES 执行所需的稳定基础数据。云端维护主数据原件，边缘保存可执行版本副本。

4.2 功能点¶

产品档案；
产品版本；
物料档案；
物料分类；
线材属性；
端子属性；
连接器属性；
胶带/套管/辅料属性；
客户项目；
车型平台；
供应商；
设备档案；
模具档案；
治具档案；
检具档案；
不良代码；
报警代码；
单位管理；
编码规则；
字典管理；
主数据导入；
主数据校验；
主数据发布；
主数据版本。

4.3 关键对象¶

Product
ProductVersion
Material
MaterialCategory
Supplier
CustomerProject
Equipment
Tooling
Fixture
InspectionTool
DefectCode
AlarmCode
Dictionary
CodeRule

4.4 设计原则¶

主数据必须版本化发布。边缘生产现场不直接依赖云端实时查询，否则断网会影响生产。

5. 工艺管理¶

5.1 模块定位¶

工艺管理负责定义线束产品如何生产，包括工序、路线、参数、SOP、检验要求和防错规则。

线束 MES 不应把固定工序写死，应采用：

工序库 → 工艺路线模板 → 工艺版本发布 → 工单工艺实例

5.2 功能点¶

工序库；
工序分类；
工序编码；
工序能力标签；
工艺路线模板；
工艺路线版本；
工序顺序配置；
并行工序；
分支工序；
返工路线；
跳站规则；
工序参数规范；
工序设备要求；
工序工装要求；
工序人员技能要求；
工序检验要求；
工序标签规则；
SOP 管理；
工艺变更；
工艺审批；
工艺发布；
工艺版本下发边缘；
在制工单影响分析。

5.3 关键对象¶

Operation
OperationCategory
Routing
RoutingVersion
RoutingStep
RoutingRelation
ProcessParameterSpec
SOP
OperationInspectionRule
OperationDeviceRequirement
OperationToolingRequirement
RoutingRelease

5.4 边界¶

PLM/工艺系统负责工程源头数据，MES 负责可执行生产工艺。MES 可以接收上游工艺版本，但必须在工单下发时固化为工单工艺实例。

6. BOM 管理¶

6.1 模块定位¶

BOM 管理负责产品、物料、组件、半成品之间的制造结构，并服务物料防错、投料、消耗和追溯。

6.2 功能点¶

产品 BOM；
制造 BOM；
BOM 版本；
BOM 审核；
BOM 发布；
BOM 复制；
BOM 比对；
工程 BOM 与制造 BOM 映射；
线材用量；
端子用量；
连接器用量；
胶带/套管/辅料用量；
替代料；
损耗率；
单位换算；
工序用料配置；
工单物料需求生成；
BOM 下发边缘；
BOM 变更影响分析。

6.3 关键对象¶

BOM
BOMVersion
BOMItem
MaterialUsage
OperationMaterial
SubstituteMaterial
LossRate
UnitConversion
BOMRelease

6.4 设计原则¶

BOM 不只是产品结构，还要落到工序用料。没有工序用料关系，现场扫码防错和批次追溯都会变弱。

7. 图纸管理¶

7.1 模块定位¶

图纸管理负责生产现场所需的图纸、工艺图片、接线图、端子压接示意、检验标准图片等资料的版本化管理和工位展示。

7.2 功能点¶

图纸上传；
图纸分类；
产品图纸；
工序图纸；
接线图；
端子压接图；
装配图；
检验图；
包装图；
PDF 预览；
图片预览；
版本管理；
图纸审批；
图纸发布；
图纸与产品绑定；
图纸与工序绑定；
图纸与工单绑定；
工位端图纸查看；
离线图纸缓存；
图纸变更影响分析；
图纸访问审计。

7.3 关键对象¶

Drawing
DrawingVersion
DrawingFile
DrawingCategory
DrawingBinding
DrawingRelease
DrawingAccessLog

7.4 设计原则¶

图纸要作为受控资料管理。边缘工位端只能查看已发布版本，不能随意引用未发布图纸。

8. 计划排产¶

8.1 模块定位¶

计划排产负责将工单安排到产线、班次、工位和资源。阶段一不做复杂 APS，但要建立未来 APS 所需的数据基础。

8.2 功能点¶

ERP 工单接收；
计划池；
工单优先级；
交期管理；
产线日历；
班次产能；
人员技能；
设备能力；
模具/治具约束；
标准工时；
换型时间；
人工排产；
拖拽排程；
产能负荷；
冲突提示；
延误预警；
排产版本；
排产发布；
排产下发边缘；
APS 接口预留。

8.3 关键对象¶

ProductionPlan
Schedule
ScheduleVersion
ScheduleItem
CapacityCalendar
ResourceCapacity
WorkCenter
SkillRequirement

9. 工单管理¶

9.1 模块定位¶

工单管理是 MES 生产执行主线，负责把计划转化为现场可执行任务。

9.2 功能点¶

工单创建；
ERP 工单同步；
试制工单；
工单审核；
工单发布；
工单下发边缘；
工单取消；
工单变更；
已开工工单变更保护；
工单拆分；
工单合并建议；
工单派工；
工单冻结；
工单解冻；
工单齐套检查；
工单状态机；
工单工艺实例；
工单物料需求；
工单进度；
工单完工；
工单关闭；
工单履历。

9.3 关键对象¶

WorkOrder
WorkOrderOperation
WorkOrderRoutingInstance
WorkOrderMaterialRequirement
WorkOrderStatusLog
DispatchTask

10. 工位执行¶

10.1 模块定位¶

工位执行是边缘 MES 应用的核心。它面向操作工，强调扫码、防错、少输入和离线可用。

10.2 功能点¶

工位登录；
员工扫码登录；
当前任务；
工单信息；
产品信息；
工序信息；
SOP 展示；
图纸展示；
参数展示；
扫码开工；
SN 扫码；
物料扫码；
工装扫码；
模具扫码；
防跳站；
防漏扫；
物料防错；
人员技能校验；
工序开始；
工序暂停；
工序恢复；
工序完成；
良品报工；
不良报工；
报废报工；
检验录入；
设备数据带入；
标签打印；
异常上报；
离线生产。

10.3 关键对象¶

WorkstationSession
WorkstationTask
ScanRecord
OperationExecution
ProductionReport
WorkstationException

11. 物料执行¶

11.1 模块定位¶

物料执行负责现场投料和消耗事实，不替代 ERP/WMS 库存账。

11.2 功能点¶

工单物料需求；
备料确认；
物料上线；
批次扫码；
投料；
换料；
换批；
补料；
退料；
消耗；
损耗；
余料；
替代料校验；
超领提示；
有效期校验；
批次切换；
SN 与物料批次绑定；
消耗回传 ERP；
物料追溯。

11.3 关键对象¶

MaterialBatch
MaterialFeed
MaterialConsumption
MaterialReturn
BatchSwitch
MaterialBinding

12. 质量管理¶

12.1 模块定位¶

质量管理负责生产现场质量执行和不合格品闭环。

12.2 功能点¶

检验计划；
检验标准；
检验项目；
首检；
巡检；
过程检；
完工检；
导通测试；
拉力测试；
压接高度检测；
压接曲线记录；
自动判定；
人工判定；
不良记录；
NCR；
返工；
返修；
报废；
特采/让步放行；
质量冻结；
质量放行；
复检；
质量统计；
客诉追溯。

12.3 关键对象¶

InspectionPlan
InspectionTask
InspectionItem
InspectionRecord
QualityResult
Defect
NCR
Disposition
ReworkOrder
QualityRelease

13. 生产追溯¶

13.1 模块定位¶

生产追溯负责把人、机、料、法、环、测与工单、工序、批次、SN 连接起来。线束追溯应按 Genealogy 图谱设计，而不是简单单表链路。

13.2 功能点¶

SN 管理；
半成品批次；
成品批次；
包装单元；
工序履历；
人员履历；
工位履历；
物料履历；
设备履历；
质量履历；
标签履历；
批次拆分；
批次合并；
物料批次到 SN 关系；
半成品到成品关系；
正向追溯；
反向追溯；
影响范围分析；
客诉 SN 查询；
召回分析；
追溯报告导出。

13.3 关键对象¶

ProductSN
ProductionBatch
TraceEvent
GenealogyRelation
PackageUnit
TraceQuery

14. 设备采集¶

14.1 模块定位¶

设备采集负责将设备状态、报警、计数、工艺参数、质量结果和文件数据纳入 MES。MES 不直接写大量协议驱动，而通过 Device Gateway 适配。

14.2 功能点¶

设备档案；
设备能力模型；
设备与工位绑定；
设备状态采集；
设备报警采集；
设备计数采集；
工艺参数采集；
质量结果采集；
曲线文件采集；
OPC UA 适配；
REST 适配；
MQTT 适配；
WPCS / 厂商接口；
RS232 / RS485；
Modbus RTU/TCP；
TCP/ASCII；
文件导出采集；
私有协议/SDK；
I/O 改造；
旁路传感；
设备数据 UDM；
设备事件与工单绑定；
设备事件与 SN 绑定；
设备断线重连；
原始数据归档。

14.3 关键对象¶

Device
DeviceCapability
DeviceAdapter
DevicePoint
DeviceEvent
DeviceAlarm
DeviceParameter
DeviceRawData
DeviceBinding

15. 标签打印¶

15.1 模块定位¶

标签打印服务生产流转、质量隔离、包装交付和追溯。

15.2 功能点¶

标签模板；
标签版本；
产品标签；
半成品标签；
成品 SN 标签；
包装标签；
工序流转标签；
物料标签；
不良标签；
返工标签；
客户标签；
打印规则；
工位打印；
批量打印；
补打；
重打审批；
打印记录；
打印失败重试；
打印机绑定；
ZPL / TSPL / Windows Driver 支持。

15.3 关键对象¶

LabelTemplate
LabelVersion
LabelRule
PrintTask
PrintRecord
Printer
ReprintApproval

16. 异常 Andon¶

16.1 模块定位¶

异常 Andon 负责生产现场异常上报、响应、处理、恢复和复盘。

16.2 功能点¶

异常分类；
异常等级；
缺料异常；
设备异常；
质量异常；
工艺异常；
人员异常；
模具异常；
来料异常；
扫码异常；
测试失败；
Andon 呼叫；
停线申请；
责任部门；
响应人；
处理过程；
恢复生产；
原因分析；
异常关闭；
异常升级；
MTTA；
MTTR；
停机损失分析。

16.3 关键对象¶

ExceptionTicket
AndonCall
StopLineRecord
ExceptionAction
ExceptionReason
ExceptionClose

17. 看板报表¶

17.1 模块定位¶

看板偏现场实时，报表偏管理复盘。

17.2 功能点¶

工单进度看板；
产线状态看板；
工位状态看板；
设备状态看板；
异常看板；
质量看板；
产量日报；
小时产量；
工序良率；
不良 Pareto；
停机分析；
节拍分析；
工时分析；
物料消耗分析；
设备在线率；
ERP 回传状态；
边缘同步状态；
跨工厂对比。

17.3 关键对象¶

Dashboard
ReportDefinition
ReportQuery
MetricSnapshot
AnalysisDataset

18. 云边协同¶

18.1 模块定位¶

云边协同负责主数据、工艺、工单、配置从云端下发，生产事件、质量记录、设备事件从边缘上报。

18.2 功能点¶

边缘节点注册；
主数据下发；
工艺版本下发；
工单下发；
配置包下发；
生产事件上报；
质量记录上报；
设备事件上报；
标签记录上报；
同步队列；
幂等去重；
断点续传；
冲突处理；
同步监控；
离线恢复。

18.3 关键对象¶

EdgeNode
SyncTask
SyncMessage
SyncOffset
SyncConflict
SyncStatus

19. 配置中心¶

19.1 模块定位¶

配置中心负责把客户实施配置、工位配置、规则配置、设备点位配置版本化发布到边缘。

19.2 功能点¶

工厂配置；
工位配置；
扫码规则；
防错规则；
标签规则；
打印配置；
设备点位配置；
ERP 映射配置；
字典配置；
编码规则；
功能开关；
配置包；
配置审批；
配置发布；
配置回滚；
配置生效记录。

19.3 关键对象¶

ConfigItem
ConfigPackage
ConfigVersion
ConfigRelease
FeatureFlag
RuleDefinition

20. 系统集成¶

20.1 模块定位¶

系统集成负责 MES 与 ERP、WMS、PLM、QMS、IoT、客户系统之间的数据交换。

20.2 功能点¶

ERP 工单接口；
ERP 主数据接口；
ERP 完工回传；
ERP 消耗回传；
WMS 领料接口；
WMS 退料接口；
PLM 产品版本接口；
PLM 图纸接口；
QMS 不良接口；
IoT 设备遥测接口；
客户标签系统接口；
API 凭证；
字段映射；
编码映射；
接口日志；
接口重试；
失败队列；
手工补偿；
接口对账。

20.3 关键对象¶

IntegrationAdapter
InterfaceMessage
InterfaceLog
RetryTask
MappingRule
ExternalSystem

21. 边缘运维¶

21.1 模块定位¶

边缘运维负责现场节点可观测、远程升级、备份恢复和故障诊断。

21.2 功能点¶

边缘节点列表；
服务状态；
mes-app 状态；
sync-agent 状态；
update-agent 状态；
device-gateway 状态；
CPU / 内存 / 磁盘；
本地数据库健康；
待同步事件；
日志回传；
远程诊断；
远程升级；
灰度发布；
自动回滚；
边缘备份；
整机替换恢复。

21.3 关键对象¶

EdgeNode
EdgeService
HealthCheck
Metric
LogBundle
UpgradeTask
BackupTask
RecoveryTask

22. 数据归档¶

22.1 模块定位¶

数据归档负责生产事件、设备原始数据、质量记录、标签记录、日志等数据的保留、归档和查询。

22.2 功能点¶

生产事件保留策略；
质量记录保留策略；
设备原始数据归档；
曲线文件归档；
标签记录归档；
操作日志归档；
边缘本地保留周期；
云端冷热分层；
压缩；
脱敏；
删除审批；
历史追溯查询。

22.3 关键对象¶

RetentionPolicy
ArchiveTask
ArchiveIndex
ColdStorageRef
DataDeletionApproval

23. 实施初始化¶

23.1 模块定位¶

实施初始化负责把客户现场从“空系统”配置成可运行的 MES 环境，并沉淀为可复制上线方法。

23.2 功能点¶

客户项目档案；
工厂调研表；
设备调研表；
工艺调研表；
BOM 调研表；
ERP 接口调研表；
标签调研表；
数据导入模板；
工厂初始化；
产线初始化；
工位初始化；
用户权限初始化；
设备绑定初始化；
打印机绑定；
扫码枪绑定；
配置包生成；
试生产记录；
上线检查清单；
验收记录；
实施问题清单。

23.3 关键对象¶

ImplementationProject
SurveyForm
ImportTemplate
InitializationTask
GoLiveChecklist
AcceptanceRecord
IssueItem

24. 建议前端菜单¶

24.1 云端 MES 管理平台¶

首页
组织权限
主数据
工艺管理
BOM 管理
图纸管理
计划排产
工单管理
质量管理
追溯中心
设备管理
标签中心
异常 Andon
报表分析
配置中心
集成中心
云边运维
实施管理
系统设置

24.2 边缘 MES 应用¶

现场首页
工位执行
班组操控
工单队列
物料执行
质量执行
标签打印
设备状态
异常 Andon
现场看板
实施看板
同步状态
本地系统管理

25. 建议后端模块¶

后端可以按领域模块拆分，但早期不建议过早微服务化。推荐先采用模块化单体或云边分别模块化的方式。

mes-cloud
├── mes-org
├── mes-master-data
├── mes-process
├── mes-bom
├── mes-drawing
├── mes-planning
├── mes-workorder
├── mes-quality
├── mes-traceability
├── mes-equipment
├── mes-label
├── mes-andon
├── mes-report
├── mes-config
├── mes-integration
└── mes-edge-ops

mes-edge
├── edge-workstation
├── edge-workorder
├── edge-material
├── edge-quality
├── edge-label
├── edge-traceability
├── edge-device
├── edge-sync
└── edge-local-admin

device-gateway
├── adapter-opcua
├── adapter-modbus
├── adapter-serial
├── adapter-tcp-ascii
├── adapter-file
├── adapter-rest
├── adapter-mqtt
└── udm

26. 设计优先级¶

P0：必须先稳定¶

组织权限；
主数据；
工艺管理；
BOM 管理；
工单管理；
工位执行；
物料执行；
质量管理；
生产追溯；
云边同步；
ERP 集成。

P1：首家客户试点前完善¶

图纸管理；
标签打印；
异常 Andon；
看板报表；
设备基础采集；
配置中心；
边缘运维；
实施初始化。

P2：产品化和规模化阶段¶

APS 高级排程；
设备 L3 闭环；
高级质量分析；
跨工厂分析；
数据冷热归档；
IoT 平台化扩展。

27. 阶段一建议收敛范围¶

阶段一不要追求“大而全”，建议先形成最小生产闭环：

产品 / 物料 / BOM
    ↓
工艺路线
    ↓
工单
    ↓
工位扫码执行
    ↓
物料批次绑定
    ↓
质量记录
    ↓
标签打印
    ↓
生产追溯
    ↓
ERP 完工回传

阶段一可以暂缓：

复杂 APS；
大规模设备协议库；
L3 设备闭环控制；
复杂 QMS 全流程；
IoT 中台；
高级 BI；
多客户深度定制。

28. 与现有预研的关系¶

软件设计模块	对应预研
工艺管理	PRE-01、PRE-07
BOM 管理	PRE-07、PRE-11
生产追溯	PRE-08
设备采集	PRE-06
工单管理	PRE-10、PRE-12
质量管理	PRE-09
物料执行	PRE-11
云边协同	PRE-03
边缘远程升级	PRE-04
标签打印	PRE-05
组织权限	PRE-13
排产 APS	PRE-14
异常 Andon	PRE-15
可观测性	PRE-16
安全体系	PRE-17
备份灾备	PRE-18
外围集成	PRE-19
实施初始化	PRE-20
配置中心	PRE-21
版本兼容	PRE-22
数据生命周期	PRE-23
测试验收	PRE-24
路线图	PRE-25