隨著工業4.0和智能制造的深入推進，制造企業對生產過程數字化、透明化、精細化的需求日益增長。生產制造執行系統作為連接企業計劃層與車間控制層的核心樞紐，對于提升生產效率、優化資源配置、保障產品質量具有至關重要的作用。本文旨在探討并設計一個基于Node.js與Vue.js技術棧的現代化MES系統，作為計算機科學與技術領域的畢業設計項目，提供一套高效、可擴展的計算機系統服務解決方案。
一、 系統設計背景與意義
傳統的MES系統往往采用C/S架構或較為陳舊的技術棧，存在部署維護復雜、用戶界面交互性差、系統擴展性不足等問題。本設計采用當前流行的前后端分離架構，后端基于Node.js的Express或Koa框架構建高性能的RESTful API服務，前端采用Vue.js框架構建交互豐富、響應迅速的單頁面應用。這種架構不僅能夠有效解耦前后端開發，提升開發效率，還能充分利用JavaScript全棧生態的優勢，實現代碼復用和快速迭代。
二、 系統核心功能模塊設計
本MES系統主要面向中小型制造企業，計劃包含以下核心功能模塊：
- 基礎數據管理：對物料、設備、人員、工藝路線等基礎數據進行統一維護與管理。
- 生產計劃管理：接收來自上層ERP系統的生產訂單，進行排產與調度，生成詳細的工序作業計劃。
- 生產執行與過程控制：通過車間終端或移動設備，實現工序的報工、投料、質檢等操作，實時采集生產進度與數據。
- 質量管理：實現從原材料入庫到成品出庫的全流程質量檢驗與追溯，支持SPC統計分析。
- 設備管理：監控設備狀態，記錄設備運行、故障、維修與保養信息。
- 看板與報表：提供多維度的生產看板（如計劃達成率、設備OEE、質量合格率等）和統計分析報表，為管理決策提供數據支持。
三、 技術架構與實現方案
- 后端服務層（Node.js）：使用Node.js作為運行時環境，利用其非阻塞I/O模型處理高并發請求。采用Express框架搭建Web服務器，定義清晰的API接口。使用Sequelize或Mongoose等ORM/ODM庫操作數據庫（如MySQL或MongoDB），實現數據持久化。集成JWT（JSON Web Token）進行用戶認證與授權，保障系統安全。
- 前端展示層（Vue.js）：使用Vue CLI快速搭建項目結構。采用Vue Router管理前端路由，實現SPA應用的無刷新跳轉。使用Vuex進行全局狀態管理，確保組件間數據通信的高效與一致。結合Element UI或Ant Design Vue等UI組件庫，快速構建風格統一、美觀易用的操作界面。通過Axios庫與后端API進行異步數據交互。
- 系統服務與部署：系統可采用Docker容器化技術進行打包，實現環境一致性與快速部署。結合Nginx進行反向代理和負載均衡，提升系統可用性。利用PM2等進程管理工具保障Node.js服務的穩定運行。
四、 畢業設計實現要點
作為計算機專業的畢業設計，本項目的實現應重點體現以下能力：
- 系統分析與設計能力：完成詳細的需求分析、系統架構設計、數據庫設計（E-R圖、數據表結構）和API接口設計。
- 全棧開發能力：綜合運用后端（Node.js）、前端（Vue.js）、數據庫等技術，完成一個功能完整、可運行的原型系統。
- 工程化與規范化：代碼結構清晰，遵循編碼規范，合理使用Git進行版本控制。
- 問題解決與創新：在實現核心功能的基礎上，可探索引入WebSocket實現實時數據推送、利用ECharts實現數據可視化、或結合輕量級工業協議進行設備數據采集等拓展功能，體現技術深度與創新思維。
五、
基于Node.js和Vue.js的生產制造執行系統設計，緊跟當前Web開發技術潮流，具備高性能、易擴展、用戶體驗好等特點。該設計不僅能夠滿足制造企業車間管理的基本需求，其前后端分離的架構也為未來的功能擴展和系統集成奠定了良好基礎。通過完成該畢業設計，學生能夠全面鍛煉軟件系統的分析、設計、開發與部署能力，是一次有價值的計算機系統服務實踐。
