OmniMES i architektura mikrousług – fundament elastycznego systemu klasy MES

OmniMES to nowoczesny system klasy MES (Manufacturing Execution System) zaprojektowany w oparciu o architekturę mikrousługową. Taki model zapewnia skalowalność, elastyczność oraz możliwość niezależnego rozwoju i wdrażania poszczególnych modułów systemu – od komunikacji z maszynami po analitykę danych i zarządzanie produkcją.

1. Czym są mikrousługi

Architektura mikrousługowa polega na podziale aplikacji na niezależne komponenty (usługi), z których każda odpowiada za konkretną funkcję biznesową.
Każda mikrousługa:

działa jako oddzielny proces (np. kontener Docker),
komunikuje się z innymi usługami poprzez API REST lub MQTT/Sparkplug B,
może być wdrażana, skalowana i aktualizowana niezależnie od pozostałych.

W przeciwieństwie do architektury monolitycznej, mikrousługi minimalizują ryzyko awarii całego systemu oraz pozwalają na szybsze wprowadzanie zmian.

2. Jak OmniMES wykorzystuje mikrousługi

System OmniMES składa się z zestawu odrębnych usług uruchamianych w środowisku kontenerowym Docker Compose lub w chmurze (np. DigitalOcean, OVH).
Przykładowa struktura mikrousług w OmniMES:

Mikrousługa	Opis	Technologia
api	Centralne REST API oparte na Django REST Framework – zarządzanie użytkownikami, danymi produkcyjnymi, integracjami ERP	Python / Django
stream	Odbiór danych z maszyn przemysłowych przez MQTT Sparkplug B i zapis do bazy danych	Node.js
simulate	Symulacja pracy maszyn i generowanie testowych danych produkcyjnych	Node.js / Python
redash	Analiza i wizualizacja danych produkcyjnych	Python / Flask
mqtt-broker (EMQX)	Centralny broker komunikacyjny dla urządzeń IIoT	Erlang
nginx	Serwer webowy	Server nginx
nginx-proxy	Reverse proxy i load balancer dla usług HTTPS	Nginx
certbot / ssl	Automatyczne zarządzanie certyfikatami Let's Encrypt	Python
faiss-index	Wektoryzacja dokumentacji i obsługa zapytań AI (RAG)	Python / LangChain

Każda z tych mikrousług pełni ściśle określoną rolę, ale wszystkie współdziałają w spójnym ekosystemie za pośrednictwem wspólnych interfejsów API i kolejek komunikacyjnych.

3. Zalety architektury mikrousługowej w OmniMES

1. Skalowalność
Każda usługa może być uruchomiona w wielu instancjach – np. zwiększenie mocy obliczeniowej tylko dla stream, gdy rośnie liczba sygnałów z maszyn.

2. Niezależność aktualizacji
Aktualizacja api lub simulate nie wymaga restartu całego systemu – minimalizuje to przestoje.

3. Odporność na awarie
Awaria jednej mikrousługi (np. redash) nie zatrzymuje pracy pozostałych.

4. Łatwość wdrażania i automatyzacji
Dzięki Dockerowi i integracji z systemami CI/CD, wdrożenie nowej wersji usługi jest szybkie i powtarzalne.

5. Możliwość indywidualnego skalowania i rozwoju
Poszczególne mikrousługi mogą być rozwijane przez różne zespoły programistyczne, w różnych technologiach (Python, Node.js, Go), bez wpływu na resztę systemu.

4. Przykładowy przepływ danych

Maszyna wysyła dane w formacie MQTT Sparkplug B do brokera EMQX.
Mikrousługa stream dekoduje wiadomości, analizuje częstotliwość i zapisuje dane do MongoDB lub PostgreSQL.
api udostępnia dane w postaci REST API dla aplikacji webowych.
redash prezentuje dane w postaci raportów i wykresów.
faiss-index pozwala botowi AI odpowiadać na pytania użytkowników na podstawie dokumentacji systemu (moduł RAG).

5. Wdrożenie i zarządzanie

OmniMES może działać zarówno:

lokalnie (on-premise) – w zakładzie produkcyjnym z lokalnym serwerem,
w chmurze (SaaS) – na dropletach DigitalOcean lub VPS-ach OVH.

Zarządzanie mikrousługami odbywa się przez:

Docker Compose (środowiska testowe),
Docker Swarm / Kubernetes (środowiska produkcyjne z automatycznym skalowaniem i monitoringiem).

6. Podsumowanie

Architektura mikrousługowa stanowi serce OmniMES – to dzięki niej system jest:

modułowy,
skalowalny,
bezpieczny,
łatwy w integracji z ERP, SCADA i systemami AI.

Dzięki temu OmniMES nie jest jedynie oprogramowaniem do monitorowania produkcji, ale kompletną platformą IIoT + MES + AI, zdolną do adaptacji w dowolnym środowisku przemysłowym.