上周接手一家机械加工厂的MES项目,老板当场拍板:“设备开着却看不到产能,次品成堆却查不出源头,3个月内必须上线!” 若放在三年前,这需求意味着组建五人开发团队,先花一个月研究12台不同型号机床的通信协议,再用三个月对接ERP系统,最后两个月调试数据——能半年内交付已属高效。
然而这次我们采用低代码平台,从需求调研到正式上线仅耗时45天。其中设备联调用了15天,核心功能开发压缩至20天。系统上线后,车间OEE(设备综合效率)提升12%,问题产品追溯时间由原来的2小时缩短至5分钟。这一案例并非偶然,而是低代码正在深刻改变制造业MES的传统开发范式。
制造业MES不同于普通办公系统,面对高温、粉尘、强电磁干扰等复杂环境,以及设备种类繁杂、数据格式多样、需求频繁变更等特点,传统开发方式常常陷入困境。而低代码的价值,正是精准击中这些长期存在的“顽疾”。
有经验的技术人员都清楚,MES项目延期几乎是常态,根源主要集中在以下三点:
低代码之所以能应对MES挑战,并非仅仅依靠“拖拽组件”的表象,而是源于底层架构的革新:
主流低代码平台已集成适用于工业场景的通信协议库,无需手动开发驱动。例如本项目中,在JNPF平台上直接调用预置的OPC UA和Modbus TCP组件,快速实现多品牌设备的数据采集,大幅缩短联调周期。
通过元数据建模机制,业务逻辑变更可实时反映在界面、流程与数据结构上。当客户临时增加扫码报工功能时,我们在平台中仅用2小时完成字段扩展、页面调整与接口配置,当天即投入试运行。
平台提供统一API网关与数据映射工具,支持与ERP、WMS等外部系统快速对接。本次项目通过配置化方式完成与用友U8的生产订单同步,原本需两周开发的工作量缩减至3天内完成。
市面上部分低代码工具侧重表单类应用,缺乏对实时性、高并发、工业协议的支持。真正适用于制造业MES的平台必须具备:工业协议适配能力、边缘计算支持、离线操作机制、强安全权限控制。选择时应重点评估其在真实产线环境下的稳定性与扩展性。
我们派遣实施团队驻厂三天,全程跟踪班组长作业流程,记录实际报工习惯、异常处理路径及质检节点。发现一线员工更倾向语音输入+拍照上传的方式提交维修申请,而非填写复杂表单。这些细节成为后续移动端设计的关键依据。
采用“边缘网关+云端协同”架构:在车间本地部署轻量级边缘服务,负责PLC数据采集与缓存;关键业务逻辑与报表分析部署于私有云,确保数据安全的同时保障响应速度。该方案既满足工厂网络隔离要求,又实现了毫秒级设备状态更新。
基于平台内置BI组件,构建OEE分析、良率趋势、设备利用率等十余张动态报表,支持按班组、班次、产品类型多维度钻取,管理层可通过手机随时查看关键指标。
模拟网络中断、设备突发宕机、并发用户激增等情况,验证系统是否具备断点续传、本地缓存、负载均衡等容错能力。特别针对“双班交接时段集中报工”进行了压力测试,确保高峰期不卡顿。
首周仅开放两个班组试用,收集反馈优化交互细节;同时组织三场现场培训,覆盖班组长、操作工与IT管理员,确保各角色熟练掌握系统操作。
上线后持续收集用户建议,新增“异常报警微信通知”、“日报自动生成邮件发送”等功能。通过日志分析发现某台机床频繁误报停机,经排查为信号干扰所致,及时优化采集策略,提升了数据准确性。
初期不必追求功能全覆盖,优先解决产能透明化、质量追溯慢等直接影响效益的问题,快速见效才能赢得管理层持续支持。
即使平台支持通用协议,也需提前确认寄存器地址、数据类型、读写频率等参数,避免因一个小数点错误导致整批数据异常。
一线工人戴手套操作PDA,界面按钮应足够大,流程步骤不超过三步,尽量减少文本输入,多用选择框、扫码等方式提升体验。
设置四级权限体系:操作工仅能查看当前工单,班组长可查阅本组数据,部门主管拥有分析权限,管理员方可修改基础配置,杜绝越权访问风险。
与ERP对接前,双方共同梳理字段映射关系,明确“工单号”“物料编码”“工序代码”等关键字段的命名规范与格式标准,避免后期频繁返工。
将系统使用率纳入班组长KPI考核,设立“数字先锋班组”奖励机制,激发基层主动参与积极性。
业内仍有质疑声认为:“车间环境复杂,低代码无法支撑高实时性采集”“MES流程高度定制,拖拽组件难满足需求”。但事实上,现代低代码平台早已突破性能瓶颈,具备边缘计算、原生SQL支持、微服务扩展等能力。只要选型得当、架构合理,完全能够承载中大型制造企业的核心系统建设。
在现有流程基础上嵌入AI模型,实现质量缺陷自动分类、设备故障提前预警、排产方案智能推荐,从“可视化”升级为“可预测”。
通过低代码快速搭建产线仿真模型,与物理设备实时联动,在正式投产前完成逻辑验证与参数调优,显著降低试错成本。
构建基于低代码的供应链协同平台,实现上下游企业间订单、库存、交付进度的透明共享,打造敏捷响应的产业生态。
对于老旧设备缺乏标准通信协议的问题,平台采用“边缘计算网关+自定义脚本”的解决方案:通过边缘网关采集原始设备信号后,利用平台提供的Python脚本编辑器对数据进行清洗与转换,再上传至系统。相比传统C++驱动开发方式,该方案显著提升了开发效率和维护灵活性。
在设备接入方面,直接进入平台的“设备接入”模块,选择“Modbus TCP”协议,填写对应的IP地址与端口信息,仅用10分钟即可完成数据采集配置。系统会自动将设备的“运行状态”、“加工数量”、“能耗”等关键参数同步至平台,相较于传统开发模式,联调时间节省高达90%。
MES系统的核心在于生产流程管理,低代码平台通过元数据驱动架构,将复杂的业务逻辑抽象为可视化、可配置的数据模型。例如,当客户临时提出需在“加工工序”后新增“尺寸检测”环节时,传统开发需修改5个接口及3个页面,而我们仅需在平台“流程设计器”中拖拽添加一个“检测节点”,并设置“检测数据必填”规则,1小时内即完成变更,当天便可上线使用,极大提升了响应速度。
平台内置ERP(如SAP、用友)、WMS、QMS等主流系统的集成模板,无需手动编写接口代码。在本次项目中对接用友U9 ERP系统时,只需在“API集成”模块选择对应模板,输入系统地址与账号信息,30分钟内便完成了“生产计划同步”与“完工数据回传”的接口配置,数据同步延迟控制在10秒以内,保障了跨系统协同的实时性与准确性。
必须明确的是,并非任意低代码平台都能胜任制造业MES系统的建设。选型时应重点关注三个硬性指标:
本次选用的JNPF平台正是在上述三项能力上表现突出,才得以支撑复杂车间环境下的MES系统开发任务。
本次项目的实施目标是为某机械加工厂构建一套覆盖“设备管理—生产执行—质量追溯—数据报表”的全流程MES系统,核心需求包括:12台设备的实时监控、生产工单全过程追溯、质量问题快速定位、以及与ERP/WMS系统的数据联动。实施环境包括:JNPF平台(边缘+云端混合部署)、工业网关、MySQL 8.0数据库、Redis(用于缓存实时数据)。
据观察,80%的制造业MES项目失败源于前期需求不清晰。车间实际操作中的“潜规则”远多于书面流程,例如某些工序工人习惯先加工后补录单据,若不在需求阶段识别此类行为,所开发系统必然难以落地。
我们采用“三级调研法”,确保全面掌握各方诉求:
调研结束后输出《需求清单》与《流程画布》,组织各角色确认签字,有效避免后期因理解偏差导致的需求反复。例如,此次调研发现工人普遍抵触频繁操作电脑,因此我们将主要功能迁移至移动端,通过小程序即可完成报工与质检操作。
制造业MES对实时性和数据安全要求极高。纯云端部署存在延迟问题,纯本地部署则运维成本高。为此,我们采用“边缘+云端”混合架构:
技术栈方面,前端采用平台内置Vue组件库(支持移动端自适应),后端基于Spring Boot微服务架构(由平台自动生成),数据库采用分库策略:实时数据存入Redis(缓存1小时),历史数据存入MySQL,报表分析数据存入ClickHouse以提升查询性能。
此阶段为项目落地的核心环节,按照“设备接入 → 生产执行 → 质量追溯 → 数据报表”的顺序推进,充分结合低代码平台的敏捷优势与制造业的实际业务特点。
作为MES系统的“数据源头”,设备管理模块需解决“连得上、看得清、管得好”三大问题。
车间设备分为三类,分别采用不同接入方案,全部通过JNPF平台实现:
| 设备类型 | 通信协议 | 接入方案 | 耗时 | 核心采集数据 |
|---|---|---|---|---|
| 西门子S7-1200 PLC | S7comm | 平台内置驱动,填写IP/端口/寄存器地址 | 30分钟/台 | 运行状态、加工数量、故障代码 |
接入设备后,在平台的“设备监控”页面中,通过拖拽方式快速生成设备仪表盘,实时展示每台设备的运行状态(绿色表示运行、红色表示停机、黄色表示待机)、OEE值及加工数量。点击任意设备图标即可查看其实时数据曲线——若采用传统开发方式实现此功能,至少需要1个月时间。
传统的设备维护依赖经验判断,通常是在故障发生后才进行维修。为此,我们在系统中引入了“预测性维护”机制:
上线后,设备突发故障次数下降30%,维护成本降低22%。
生产执行是MES系统的核心流程,目标是实现从“生产计划→工单下发→工序执行→完工上报”的全链路数字化管理。
系统从ERP同步生产计划,并自动生成包含“产品型号”“生产数量”“交货日期”“物料清单”等信息的生产工单。我们还增加了“物料齐套检查”功能:在工单下发前,系统自动查询WMS库存状态,若发现物料不足,则将工单状态标记为“待物料”,并发送提醒至采购部门——有效解决了“有单无料无法开工”的问题。
针对工人不愿操作电脑的情况,我们开发了基于微信小程序的报工功能:工人扫描工单二维码后可查看当前任务内容;完成加工后,在小程序中填写“合格数量”“不合格数量”,上传加工照片,点击“报工”即可完成提交。
同时集成防错机制:借助平台的“条码追溯”组件,要求工人必须先后扫描“物料条码”和“工序条码”才能完成报工,确保不混料、不跳序。例如,某工人误将A产品的物料用于B产品的加工,系统在扫码后立即提示“物料与工单不匹配”,从而避免批量性错误。
在“生产监控大屏”上,使用平台Chart组件动态展示“各工单完成进度”“各工序在制品数量”“瓶颈工序”等关键指标。一旦某工单进度落后于计划节点,系统会自动向车间主任和生产调度员发送提醒——使生产进度由“事后统计”转变为“实时掌控”。
质量追溯是制造业的生命线,尤其在汽车、航空航天等行业,一旦出现质量问题,必须能迅速定位源头。
质检员通过移动端小程序选择对应的工单和工序,填写“质检项目”“检测值”“合格状态”,并支持上传检测报告图片。对于尺寸测量等需高精度数据的场景,系统可对接数显游标卡尺,检测结果自动同步至系统,杜绝人工录入误差。
当某批次产品出现质量问题时,只需在系统中输入“产品条码”,即可一键追溯其完整的生产路径,包括:“生产工单→加工设备→操作人员→原材料批次→质检记录”等全流程信息。例如,在本项目中曾发现一批齿轮存在尺寸超差问题,经系统追溯确认为某台机床刀具磨损所致,随即安排更换刀具,成功阻止更多不良品产生。
数据报表是MES系统的价值输出端,旨在为管理层提供科学决策依据。我们基于平台的“报表设计器”开发了三类核心报表:
所有报表均支持“导出Excel”和“定时邮件推送”功能,管理层每天早晨即可收到前一天的生产数据汇总,无需等待统计员手动整理。
由于车间环境复杂,系统上线不能“一刀切”,必须经过严格测试和灰度发布,以保障生产连续性。
除常规功能测试外,我们重点进行了三类制造业典型场景的压力测试:
系统采用分批上线策略,先在一条产线试点运行,确认稳定后再逐步扩展至其他产线。同时组织现场培训,确保操作人员熟练掌握小程序报工、异常反馈等核心操作,真正实现“系统用起来”。
| 采集参数 | 设备类型 | 通信协议 | 数据接入方式 | 配置耗时 |
|---|---|---|---|---|
| 运行状态、加工数量、转速、能耗 | 老旧液压机床 | 无标准协议 | 边缘网关采集开关量信号,平台Python脚本转换为业务数据 | 2天/台 |
| 运行状态、加工时长、故障代码 | 工业机器人 | OPC UA | 平台OPC UA客户端订阅机器人数据节点 | 1小时/台 |
| 关节角度、负载、完成次数 |
我们采取“先试点再推广”的实施路径:首先在2台设备、1个班组中进行为期一周的试运行,期间收集一线工人的使用反馈,并据此优化操作流程(例如将小程序的报工页面简化为仅需3个步骤即可完成);随后组织全员培训,重点针对一线工人和质检员开展移动端操作指导;最后在全车间范围内正式上线系统,并安排技术人员驻场支持3天,及时应对并解决突发问题。
制造业MES系统的价值并非止步于上线,而是需要随着生产实际持续迭代优化。为此,我们建立了“每日巡检 + 每周优化”的长效运维机制:
每日巡检:检查设备连接状态、数据采集是否正常,查看系统日志,第一时间发现并处理异常情况;
每周优化:汇总各部门的实际使用反馈。例如,车间主任提出希望在工单中显示物料存放位置,我们在平台中迅速响应,在工单页面新增“物料库位”字段,仅用2小时即完成调整与部署。
本项目之所以能顺利推进,很大程度得益于我们规避了过往项目中曾踩过的“坑”。结合多次制造业低代码项目实践经验,总结出以下6个决定成败的关键环节:
不少企业初期就要求MES涵盖设备管理、生产执行、供应链、成本核算等全部功能,导致系统过于复杂,最终无人愿意使用。正确的策略应是“小步快跑”:优先解决最紧迫的问题,如设备监控与生产报工,待系统稳定运行后再逐步扩展其他模块。本次项目我们首先开发了“设备管理+生产执行”两大核心功能,后续再迭代加入成本核算模块,显著降低了实施难度。
设备对接中最常见的问题是“协议不匹配”。例如某机床标称支持Modbus协议,实则使用的是Modbus RTU而非TCP,导致前期配置工作全部作废。应对策略是:在联调前必须向设备厂商索取完整的“通信协议手册”,明确协议类型、寄存器地址、数据格式(如浮点数为32位或64位),并尽可能协调厂商派遣工程师现场配合调试。
一线操作人员普遍不具备IT背景,复杂的界面和流程容易引发抵触情绪。因此移动端应遵循“3秒原则”:工人在3秒内即可找到关键操作入口;尽量减少手动输入项,多采用扫码、下拉选择等方式;操作结果需提供清晰反馈,比如报工成功后弹出醒目的“√ 报工成功”图标。
MES系统涉及生产工艺、客户订单等敏感信息,安全防护不容忽视。建议从三方面入手:一是权限分级,确保工人只能查看个人工单,车间主任可访问全车间数据,管理员拥有完整权限;二是操作日志记录,对所有数据修改、删除行为留痕,便于后期审计追溯;三是定期数据备份,实现每日自动增量备份,每周一次全量备份,保障数据安全。
在与ERP、WMS等系统对接时,常因字段定义不一致导致集成失败。例如ERP中的“产品编码”为10位,而MES中设定为8位。解决方案是:在对接前制定统一的“跨系统数据字典”,明确各系统间字段映射关系、数据格式及同步频率,并由双方IT人员共同确认,避免后期返工。
员工抗拒新系统,往往是因为感觉增加了额外负担。破解之道有二:其一,由管理层主导推动,明确系统使用规范,并将其纳入绩效考核体系;其二,让员工切实感受到便利,例如报工效率提升后,无需手写记录,加班时间减少,自然更愿意主动使用系统。
业内一直存在质疑:低代码能否真正支撑MES系统?是否只适用于简单场景?长期稳定性如何?作为一名亲身参与多个制造类低代码项目的技术实践者,我认为:低代码不仅能够构建MES系统,未来还将成为制造业数字化转型的主流方式。
那些认为“不稳定”的观点,通常源于使用了面向办公场景的通用低代码平台,这类平台确实难以承载车间级的高并发与实时数据采集需求。但专为工业场景设计的低代码平台(如JNPF),已在底层架构上解决了实时性与稳定性问题。本项目上线后已连续稳定运行3个月,未发生任何系统崩溃,数据采集准确率达到100%。
至于“只能做简单功能”的质疑,则忽略了现代低代码平台强大的扩展能力。对于复杂的业务逻辑,平台支持通过自定义代码嵌入。例如本项目中“OEE计算逻辑”较为复杂,我们采用Java编写算法,并通过平台提供的“代码扩展”功能集成至系统中,实现了开发效率与系统灵活性的双重兼顾。
从成本角度看,传统MES项目开发费用通常在50万至200万元之间,周期长达6到12个月;而本次低代码MES项目总投入不足30万元,开发周期仅45天,成本降低超40%,交付周期缩短75%。这对于资金有限的中小制造企业而言,无疑是迈向数字化的第一块“敲门砖”。
低代码在制造业的应用尚处于起步阶段,随着工业4.0与人工智能技术的发展,未来将呈现三个重要方向:
当前MES多停留在“数据采集与可视化”层面,未来结合AI技术后,将迈向“智能决策”阶段。例如AI可根据设备历史运行数据预测潜在故障,提前生成维护工单;或根据实时生产进度与设备负载情况,动态调整排产计划,防止瓶颈工序积压。
通过构建产线的数字孪生模型,可在系统上线前进行虚拟调试。利用低代码平台快速搭建仿真环境,验证控制逻辑与数据流,大幅缩短现场调试时间,降低试错成本,提升整体部署效率。
数字孪生技术正成为制造业关注的焦点。借助低代码平台,企业能够迅速构建车间级的数字孪生系统:将物理设备的实时运行数据映射至虚拟模型中,实现生产过程的动态仿真;在新产品投入生产前,可通过虚拟环境对工艺流程进行预调试,避免在实际产线上反复试错,从而有效降低试制成本与时间开销。
未来的MES系统将不再孤立运作,而是通过工业互联网平台实现产业链上下游的高效协同——这正是“低代码+工业互联网”的重要发展方向。例如,供应商可实时获取制造商的物料需求信息,精准安排发货;客户也能随时掌握订单的生产进度,显著提升服务体验与满意度。而低代码平台所具备的敏捷集成能力,将成为推动这种跨企业协作的关键支撑力量。
当前,不少制造企业在推进数字化转型时,常常陷入“该选择传统开发还是低代码”“哪个平台更合适”等技术选型的纠结中,导致项目迟迟无法落地。然而,制造业数字化的核心并不在于技术是否前沿,而在于能否切实解决生产中的实际问题。
低代码的价值在于,它让原本属于“高投入、长周期”的MES系统,转变为“低成本、快部署”的实用工具。它并非要取代传统开发人员,而是帮助工程师从繁琐的驱动开发和接口对接工作中解脱出来,转而聚焦于核心业务逻辑设计与系统性能优化。
对于制造业的IT从业者而言,采用低代码并非技术上的退让,而是一场效率的跃迁。与其花费半年时间在传统开发模式中艰难推进,不如利用低代码在45天内快速上线一套可用的MES系统,优先解决当前痛点,后续再持续迭代完善——这才是符合制造实际的数字化路径。
最后,也想邀请各位制造业同仁分享经验:你们在MES实施过程中踩过哪些坑?在你们看来,低代码最擅长应对哪些场景?欢迎在评论区交流探讨,共同助力制造业数字化进程稳步前行!
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