4. 工单数据模型设计

工单不是一张“大表”，而是一组围绕生产执行逐步展开的对象集合。MES 中一个工单从下达到完工，会同时牵动工序、物料、工艺路线、资源需求、状态与版本六类信息。如果把它们全部塞进一张宽表，字段会迅速膨胀到上百列，且不同产品、不同工艺的差异只能靠大量空字段和特殊判断来兼容。可扩展的工单对象模型，核心思路是：把工单拆成“主数据 + 明细结构 + 状态与版本”三层，用稳定的主键和引用关系把变化隔离在各自的边界内。

一、工单主数据：稳定标识与业务属性分离

工单主数据承担“这个工单是谁、要做什么、做多少”的职责。建议至少包含以下字段：

关键设计原则是：主数据只放“不随执行过程频繁变化”的字段。实际产出数量、报废数量、当前工序进度等动态数据，应放在执行记录或工序实例中，而不是反复更新主表。这样主表更新频率低，锁竞争小，历史追溯也更清晰。

二、工序与工艺路线：把“怎么做”结构化

工艺路线描述从原材料到成品的加工顺序，工序是路线上的节点。一个可扩展的工序对象通常包含：工序号、工序名称、工作中心、标准工时、前置工序、是否关键工序、检验要求。例如：

route_id: RT-A1001-V3
  op_seq: 10   op_name: 下料    work_center: WC-CUT-01   std_time: 0.5 min/pcs
  op_seq: 20   op_name: 冲压    work_center: WC-PRS-02   std_time: 1.2 min/pcs
  op_seq: 30   op_name: 焊接    work_center: WC-WLD-01   std_time: 2.0 min/pcs
  op_seq: 40   op_name: 检验    work_center: QC-01       std_time: 0.8 min/pcs

工序之间通过 op_seq 和 pre_op_seq 建立有向依赖，而不是靠数组下标隐式表达。这样在插入临时工序、并行工序或返修工序时，不需要重排整个列表，只需新增节点并调整引用。工艺路线本身应带版本号，工单引用的是“路线版本”而非“路线名称”，这是后续版本控制的基础。

三、物料清单与资源需求：输入与能力的双向约束

物料清单（BOM）回答“每个工单需要消耗什么、消耗多少”。在工单对象模型中，BOM 不应直接复制到工单主表，而应通过 bom_id 引用，并在工单下达时生成一份工单级物料需求快照。快照记录：物料编码、单位用量、计划用量、已发料量、已消耗量。这样即使 BOM 后续升版，已下达工单仍按原快照执行，避免“中途换料”导致的数量混乱。

资源需求则回答“需要什么设备、模具、人员或能源”。它通常与工序绑定，字段包括：资源类型、资源编码、需求数量、占用时长、是否可替代。资源需求与工序是多对多关系，因此应独立成表，用 op_seq + resource_id 作为联合引用，而不是在工序表里堆叠多个资源字段。

四、状态机：用显式迁移约束执行路径

工单状态不能靠一个 status 字段随意赋值，而应定义明确的状态集合与合法迁移。推荐状态集合：DRAFT → RELEASED → IN_PROGRESS → PAUSED → COMPLETED → CLOSED，并允许 IN_PROGRESS → CANCELLED。每次状态变更都应记录：原状态、目标状态、操作人、时间戳、原因码。这样状态机既是控制逻辑，也是审计线索。

五、版本控制：让“变更”不破坏“已执行”

版本控制要解决三个问题：工艺路线升版后，已下达工单是否跟着变？BOM 换料后，已发料工单如何追溯？工单自身修改数量或交期后，如何保留历史？推荐做法是：路线和 BOM 各自独立版本化，工单引用具体版本号；工单自身也保留版本号，每次关键字段变更生成新版本记录，旧版本只读。

例如，工单 WO-20240612-0017 初始引用 RT-A1001-V3。当工艺部门发布 RT-A1001-V4 时，该工单仍按 V3 执行，除非计划员显式执行“升版”操作。升版时系统生成工单版本 2，记录新路线版本、变更人、变更时间和原因。这样既支持工程变更，又不会让在制品突然“换工艺”。

六、可扩展性的落地检查

判断一个工单对象模型是否可扩展，可以用四个问题检验：新增一种资源类型，是否需要改主表？新增一道临时工序，是否需要重排已有工序号？BOM 升版后，已下达工单是否仍能按原快照追溯？状态新增一个“待料暂停”，是否只需增加迁移规则而不改业务代码？如果答案都是“不需要大改”，模型就具备了工程可用的扩展性。

最后需要强调，工单对象模型不是一次设计完就固定不变的。随着产线增加、工艺变化、质量追溯要求提高，模型需要定期评审。评审的重点不是“字段够不够多”，而是“变化是否被隔离在正确的边界内”。主数据稳定、结构明细可扩展、状态与版本可追溯，这三条同时成立，工单才能真正支撑 MES 的执行闭环。