MES-SpringBoot一套springboot 开源框架MES

源代码：https://www.gitpp.com/oneuptime/project0921-mes-springboot

基于Spring Boot框架设计实现MES系统，需从系统架构、功能模块、技术选型、开发流程及优化策略五个方面进行系统性规划，以下是具体实现方案：

一、系统架构设计分层架构

关系型数据库：MySQL存储结构化数据（如订单、工艺路线、设备信息）。

时序数据库：InfluxDB存储设备实时数据（如温度、压力、运行状态），支持毫秒级查询。

缓存层：Redis缓存频繁访问数据（如工单状态、库存量），降低数据库压力。

表现层：采用Vue.js或React构建响应式前端，结合ECharts实现生产看板可视化，支持PC/移动端多终端访问。

业务层：基于Spring Boot构建微服务，拆分生产计划、工艺管理、设备监控等模块为独立服务，通过Spring Cloud Gateway实现服务路由与负载均衡。

设备接入层：通过OPC UA、MQTT协议对接PLC、传感器等工业设备，实现数据采集与指令下发。

技术栈选型

核心框架：Spring Boot 3.x + Spring Security（权限控制） + MyBatis-Plus（ORM）。

实时通信：WebSocket推送设备状态变更，实现生产看板动态刷新。

任务调度：Quartz框架管理定时任务（如数据备份、报表生成）。

日志管理：Logback + ELK（Elasticsearch+Logstash+Kibana）实现日志集中存储与分析。

二、核心功能模块实现生产计划管理

功能：接收ERP订单，分解为车间工单，支持动态排程（如遗传算法优化生产顺序）。

工艺流程管理

功能：配置车间、产线、工序、物料等基础数据，支持工艺路线可视化编辑（拖拽式BOM设计）。

技术实现：使用Activiti工作流引擎管理工艺变更审批流程。

设备监控与预测性维护

功能：实时采集设备运行数据，通过规则引擎（如Drools）触发异常报警（如温度超限）。

质量追溯与SPC分析

功能：记录首件检验、过程抽检数据，生成质量追溯树（支持扫码查询产品历史）。

分析工具：集成JFreeChart实现控制图（如X-bar R图）自动生成。

物料管理与防错校验

功能：通过RFID或扫码枪实现物料批次追溯，结合规则引擎校验物料匹配性（如型号、有效期）。

三、开发流程优化敏捷开发实践

使用Jira管理需求，通过GitLab CI/CD实现自动化构建与部署。

采用Swagger生成API文档，Postman进行接口测试。

性能优化策略

数据库优化；对高频查询字段（如工单状态）添加索引，使用MyBatis批量操作减少数据库交互。

缓存策略；对静态数据（如工艺路线）设置Redis缓存，TTL设置为1小时。

异步处理；通过RabbitMQ解耦耗时任务（如报表生成），避免阻塞主流程。

安全防护

认证授权：基于JWT实现无状态认证，结合Spring Security配置细粒度权限（如按角色控制设备操作按钮）。

数据加密：对敏感字段（如工艺参数）使用AES加密存储。

四、部署与运维容器化部署

使用Docker打包微服务，Kubernetes实现集群管理，支持水平扩展（如设备接入服务根据负载自动扩容）。

监控告警

Prometheus + Grafana监控系统指标（如CPU、内存、QPS），设置阈值触发企业微信告警。

五、行业案例参考某汽车零部件企业：通过MES系统实现冲压、焊接、涂装车间数字化，设备利用率提升22%，订单交付周期缩短15%。某电子制造企业：集成AOI检测设备，实现缺陷自动分类与追溯，产品不良率降低40%。