AutoMES — 博世 ESP® 制动系统 MES

面向汽车 Tier-1 供应商（博世 ESP® 电子稳定程序制动系统总成产线）的全链路制造执行系统。 覆盖 工单 → 物料 → SPC → 追溯 → Andon → OEE，7 站 31 工序全 Saga 编排，热路径零堆分配。

交付状态：99/99 任务完成 ✅ · 479 测试通过 ✅ · 43 性能基准 ✅ · 0 构建告警 ✅

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📊 项目概览

指标	数值
源文件	315 .cs / 30 .razor / 6 .json / 11 .md / 5 .yaml
代码项目	7 个（Domain / Application / Infrastructure / Api / Web / Generators / Benchmarks）
领域模型	33（[MemoryPackable] 实体 + 值对象）
API 端点	59（FastEndpoints · 9 功能组）
Blazor 页面	21
SignalR Hub	4（DashboardHub / AndonHub / MemoryPackHubProtocol / HubMessageEnvelope）
测试	479 ✅ · 0 failed · 0 skipped（175 单元 + 304 集成/混沌）
性能基准	43（4 套件：零分配/PLC/追溯/SignalR）
EF Core 迁移	19 次
总工时（预估）	~212 人天
路线图	28 周（PRD v2 4 阶段）

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🏗️ 系统架构

┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                      MudBlazor Web UI                       │
│  (暗色 #CBA6F7 / 亮色 #8F6AAF · Inter Tight · 12px 圆角)  │
└──────────────────┬──────────────────────────────────────────┘
                   │ SignalR (MemoryPack 二进制)
                   │ REST API (JSON / x-memorypack)
┌──────────────────▼──────────────────────────────────────────┐
│                    MesAdmin.Api  REST API                    │
│  FastEndpoints · JWT RBAC (6 角色) · ZLogger 结构化日志    │
└──────────────────┬──────────────────────────────────────────┘
                   │
┌──────────────────▼──────────────────────────────────────────┐
│               MesAdmin.Infrastructure                        │
│  ┌──────────┐ ┌──────────┐ ┌──────────┐ ┌───────────────┐  │
│  │ EF Core  │ │ SignalR  │ │ PLC 驱动 │ │ MessagePipe   │  │
│  │ PostgreSQL│ │ Hubs     │ │ OPC UA/  │ │ + R3 响应式   │  │
│  │ 17       │ │          │ │ ETH/IP  │ │ 管道          │  │
│  └──────────┘ └──────────┘ └──────────┘ └───────────────┘  │
│  ┌──────────┐ ┌──────────┐ ┌──────────┐ ┌───────────────┐  │
│  │ Cleipnir │ │ Channels │ │ Pipelines│ │ ZLogger       │  │
│  │ Saga     │ │ 10000    │ │ PipeReader│ │ IBufferWriter │  │
│  │ 持久化   │ │ Backpressure│ │ 零拷贝  │ │ 直写         │  │
│  └──────────┘ └──────────┘ └──────────┘ └───────────────┘  │
└──────────────────┬──────────────────────────────────────────┘
                   │
┌──────────────────▼──────────────────────────────────────────┐
│                MesAdmin.Application                          │
│  Cleipnir ProductionOrderSaga (31 工序 × 7 站编排)         │
│  Features: 工单/物料/质量/追溯/Andon/SPC/排程/SAP/Sync     │
└──────────────────┬──────────────────────────────────────────┘
                   │
┌──────────────────▼──────────────────────────────────────────┐
│                  MesAdmin.Domain                             │
│  [MemoryPackable] 模型 · Ulid 主键 · 严格值对象            │
└─────────────────────────────────────────────────────────────┘

依赖方向

Web → Infrastructure → Application → Domain
                                    ↑
Api → Infrastructure -──────────────┘

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📦 技术栈

类别	技术	版本
运行时	.NET SDK (C# 13)	10.0
UI	MudBlazor	9.6.0
序列化	MemoryPack	1.21.4
工作流引擎	Cleipnir.ResilientFunctions	4.2.5
进程内消息	MessagePipe	1.8.2
响应式编程	R3	1.3.1
日志	ZLogger	2.5.10
主键	Ulid	1.4.1
UI 集合	ObservableCollections	3.3.4
内存缓存	MasterMemory	3.0.4
数据库	Npgsql EF Core + PostgreSQL 17	10.0.2
实时通信	SignalR + MemoryPack 二进制	ASP.NET Core 10
IO 管道	System.Threading.Channels / System.IO.Pipelines	.NET 10
报表	QuestPDF	—
部署	Docker Compose + Uncloud (WireGuard)	—
可观察性	GreptimeDB + vmalert + Alertmanager + OTLP	—

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🧩 模块清单

M01 生产工单管理

• ProductionOrder 领域模型 + 5 状态机（Created→Released→InProgress→Completed→Closed）
• Cleipnir ProductionOrderSaga：31 工序 × 7 站编排、Effect 策略矩阵（AtLeastOnce/AtMostOnce）
• 工单 CRUD + SAP Webhook 接收 + ESP-9.0/9.1 产品编码校验
• 物料齐套检查 + 首件检验 + 完工确认（质量审核放行 → 成品入库 → 追溯标签打印）
• MudBlazor Web 页面 + REST API（JSON + MemoryPack 双协议）

M02 物料管理 JIT/JIS

• BOM 内存缓存（ConcurrentDictionary + 启动预热 + 缓存优先策略）
• 来料扫码入库（GS1-128 解析、ReadOnlySpan<char> 零分配）
• 线边库存实时监控 + 安全/最低库存阈值预警
• JIT 看板拉动、投料批次绑定、Poka-Yoke 防错
• 物料消耗反冲（BOM 标准用量扣减 + 差异>2% 异常报告）

M03 质量管理 SPC + 全检

• SPC 实时控制图：SpcCalculator（Cpk/Ppk/X̄-R + Western Electric 8 判异规则）
• IQC/IPQC/首件检验完整流程
• 100% 在线液压功能测试（R3 管道 + 12 路电磁阀测试 + 泄漏率判定）
• NCR 不合格品处置 + 8D/CAR 闭环
• 质量报表（QuestPDF A4：日报/周报/月报 + 定时邮件推送）
• ECharts X̄-R 控制图 Web 页面

M04 全链路追溯

• 4 级追溯模型（L1 VIN → L2 ESP 总成 S/N → L3 零部件 → L4 原材料）
• SHA-256 哈希链防篡改 + DB 唯一约束防重复
• 正向追溯（VIN→所有组件，≤30s）
• 反向追溯（原材料批次→所有 VIN，≤60s + Excel 导出）
• 追溯 Web 页面（正反向切换 + 追溯链可视化）

M05 设备管理 TPM + OEE

• 8 设备 PLC 驱动（OPC UA / EtherNet/IP / Modbus TCP / Profinet）
• PlcDataAcquisitionPipeline：BoundedChannel 10000 + FullMode=Wait 背压
• R3 OeeReactivePipeline：OEE 实时计算（可用率/性能率/良品率）
• SignalR DashboardHub：OEE 实时推送 + MemoryPack 二进制
• 预防性维护（运行时间/次数触发维护工单）
• 备件管理（CRUD + 库存盘点 + 采购申请 + 审批流）
• OEE 看板 Web 页面（SignalR 实时 + glass-kpi-card）

M06 Andon 报警

• Andon 领域模型 + 6 状态机 + 三级上报（L1/L2/L3）
• R3 防抖报警管道（ThrottleFirst 5s + dedup）
• ESP 专用报警（扭矩超差/泄漏超标/CAN 异常/工艺偏差）
• Andon 看板 Web 页面（实时报警列表 + 升级链可视化 + SignalR 推送）

M07 工艺管理 + SQE + 排程 + SAP

• 工艺路线 31 工序 × 7 站 + ECO 版本控制（Draft→Approved→Released→Superseded）
• 防错三重校验（物料扫码 → BOM 比对 → 设备参数比对）
• SQE 供应商质量（评分模型 5 维度 + PPAP 18 项文档 + 关键供应商管控）
• 排程引擎（有限产能 + 8 设备 × 3 班次 + 紧急插单 + ECharts 甘特图）
• SAP 工单双向同步 + 库存同步 + 物料移动凭证同步 + Webhook 拒单回写

跨模块基础设施

• MesAdmin.Generators: 源生成器（ServiceRegistrationGenerator 自动 DI 注册）
• 可观察性栈: GreptimeDB（OTLP metrics/traces） + vmalert（PromQL 规则评估） + Alertmanager → 飞书 Webhook
• JWT 安全: 6 角色 RBAC（生产经理/班组长/质量工程师/设备工程师/仓库员/SQE）
• FastEndpoints 组: 9 功能组（Andon / Quality / Routing / Reconciliation / Sync / SapWebhooks / Reports / Scheduling / Inventory）

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🧪 测试覆盖

测试套件	数量	类型	基础设施
MesAdmin.Domain.Tests	175	单元测试	xUnit + Cleipnir InMemory
MesAdmin.Application.Tests	304	集成+混沌	Testcontainers PostgreSQL 17
总计	479		0 failed · 0 skipped

关键测试场景

场景	测试数	覆盖内容
Saga 崩溃恢复	11	所有工站边界崩溃 + Effect 粒度验证
SignalR 自动重连	9	HubConnection 状态机 + 重连间隔 + MemoryPack 协议
PLC 断连背压	6	断连/重连/循环/ChannelHealth
Saga Effect 幂等	17	AtLeastOnce/AtMostOnce 重放验证

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⚡ 性能基准

基准套件	方法数	测试内容
ZeroAllocationBenchmarks	14	PlcFrameReader / Writer / SpcCalculator / SpcSample / OeeRecord / MemoryPack / ArrayPool
PlcThroughputBenchmarks	8	Channel 吞吐 / PlcSnapshot 创建 / ChannelHealth
TraceabilityQueryBenchmarks	10	正反向追溯 / 哈希链 / MemoryPack
SignalRPushBenchmarks	11	MemoryPack 序列化 / Andon / 并发推送
总计	43	[MemoryDiagnoser] 零分配验证

零分配验证覆盖

热路径	技术	状态
PLC 帧解析	ref struct PlcFrameReader + ReadOnlySpan<byte>	✅
PLC 帧编码	Span<byte> + stackalloc	✅
SPC 计算	stackalloc Span<double> + Span.Sort()	✅
OEE 计算	stackalloc metrics 数组	✅
GS1-128 解析	ReadOnlySpan<char>	✅
MemoryPack	进程间二进制通信	✅
ArrayPool	缓冲池租用/归还	✅

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📐 核心架构决策

Cleipnir Saga 编排

Effect 外    → 安全联锁、人工确认（重放时重新实时评估）
AtLeastOnce  → 幂等保护（唯一约束 / 先读后写 / Version 乐观锁）
AtMostOnce   → 重放时复用上次结果，不重复执行副作用
Effect 内    → 禁止读外部缓存（重放时缓存可能已失效）

零分配铁律

• SearchValues<T> + SIMD 帧头扫描
• PipeReader / PipeWriter 零拷贝网络 IO
• IBufferWriter<byte> ZLogger 直写
• Channel<T> (Bounded) 替换 BlockingCollection<T>

MemoryPack 二进制强制

• SignalR 通信：强制 MemoryPack，禁止 JSON
• Saga 状态持久化：MemoryPack → PostgreSQL JSONB
• API：默认 JSON，支持 Accept: application/x-memorypack

Ulid 主键策略

• 所有实体主键使用 Ulid（可排序 UUID）
• UlidToGuidConverter → PostgreSQL uuid 列
• 禁止自增 ID / 随机 Guid

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⚙️ 部署

┌─────────────────────────────────────────────┐
│                Uncloud Cluster               │
│  ┌──────────┐  ┌──────────┐  ┌──────────┐  │
│  │ PostgreSQL│  │ mes-api  │  │ mes-web  │  │
│  │ 17       │  │ .NET 10  │  │ .NET 10  │  │
│  └──────────┘  └──────────┘  └──────────┘  │
│  WireGuard mesh + Caddy (自动 HTTPS)        │
│  多机扩展 · 零停机滚动部署 · 3 级备份       │
└─────────────────────────────────────────────┘
         │
         │ Tailscale / WireGuard VPN
         ▼
┌─────────────────────────────────────────────┐
│           车间终端 (Avalonia)                │
│  REST API + SignalR MemoryPack 二进制       │
│  离线模式 (BoundedChannel 5000 + 重试)      │
└─────────────────────────────────────────────┘

• 本地开发：OrbStack + docker compose -f docker/compose.dev.yaml up -d
• 生产部署：Uncloud（WireGuard mesh + Caddy + 多机 Docker Compose）

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🚀 快速开始

一键启动（推荐）

./scripts/dev.sh

脚本会自动完成：启动 PostgreSQL（未运行时）→ 启动 REST API（http://localhost:5040）→ 启动 Web 管理后台（http://localhost:5138），两者就绪后打印访问地址。Ctrl+C 一键停止全部服务（含按端口兜底清理残留进程）。

登录账号：manager / leader / qe / ee / warehouse / sqe（开发环境，密码任意）。

手动启动（备选）

# 1. 启动 PostgreSQL
docker compose -f docker/compose.dev.yaml up -d

# 2. 运行 REST API（Web 登录与数据访问均依赖此服务，必须启动）
dotnet run --project src/MesAdmin.Api

# 3. 运行 Web 管理后台
dotnet run --project src/MesAdmin.Web

测试与联调

# 运行全部测试
dotnet test

# 运行性能基准
dotnet run -c Release --project tests/MesAdmin.Benchmarks

# 全接口冒烟探测（构建 + 启动 API + 多角色探测全部端点，报告 404/500）
./scripts/probe-api.sh

代码质量分析器（ErrorProne.NET）

解决方案在 Directory.Build.props 引入 ErrorProne.NET.CoreAnalyzers + Structs（另含 Meziantou / Roslynator），规则策略记录在 .editorconfig：

• 全部规则 → warning，构建即拦截：EPC13 未观察的 Task、EPC30 方法递归、EPC17 async-void 委托、EPC12 catch 仅观察 ex.Message（应记录完整异常）、ERP022 退出点吞异常（应记录后返回）。
• 存量 122 处（81 EPC12 + 41 ERP022）已全部修复：后端 ZLogError(ex, ...) 记录完整异常、吞异常处补日志/收窄 catch、页面注入 ILogger<T>；测试中“预期异常捕获”用带注释的 #pragma warning disable ERP022 显式豁免。
• 页面（.razor）通过 @inject ILogger<Page> 记录完整异常，用户仍只看到友好错误文案。

# 构建即触发分析，当前基线 0 ErrorProne 告警（仅遗留 SSH.NET 依赖漏洞告警 NU1903）
dotnet build MesAdmin.sln

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✅ 交付清单

检查项	状态
全部 99 开发任务完成	✅
383 测试全部通过（0 failed · 0 skipped）	✅
43 性能基准覆盖所有热路径	✅
19 次 EF Core 迁移对齐 TAD 设计	✅
混沌工程 3 项完成（Saga/SignalR/PLC）	✅
IATF 16949 + ISO 26262 合规文档齐全	✅
审计追踪 + 哈希链防篡改	✅
Uncloud 生产部署指南完整	✅
零停机滚动部署 + PostgreSQL 3 级备份	✅

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📁 文档索引

文档	路径	说明
任务清单	TASKS.md	99 任务完整状态追踪
AI 助手指南	AGENTS.md	项目编码宪法
IATF 16949 矩阵	docs/compliance/iatf-16949-matrix.md	6+7 条款覆盖证据
ISO 26262 工具资质	docs/compliance/iso-26262-tool-qualification.md	8 工具 TCL 分类与认证
审计追踪	docs/compliance/audit-trail.md	哈希链/参数完整性/合规矩阵
部署指南	docs/deployment/uncloud-setup.md	Uncloud 集群全流程指南
数据库备份	docs/deployment/postgres-backup.md	3 级备份策略与恢复指南
终端 VPN	docs/deployment/terminal-access.md	Tailscale/Headscale/WireGuard 方案
可观察性	docs/observability/decision.md	GreptimeDB + vmalert + Alertmanager
项目摘要	PROJECT_SUMMARY.md	完整项目成果摘要
PRD v2	automotive-mes-prd-v2.html	产品需求文档
TAD v2	automotive-mes-tad-v2.html	零分配技术架构文档

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2026-07-07 · .NET 10 · PostgreSQL 17 · Cysharp 全家桶 · Cleipnir Saga · MemoryPack 二进制 · 零堆分配