製造執行系統:歷史淵源,不離舞台卻非明星,MES的未來,MES的功能定義,

製造執行系統 (manufacturing execution system，簡稱MES)是美國AMR公司(Advanced Manufacturing Research，Inc．)在90年代初提出的，旨在加強MRP計畫的執行功能，把MRP計畫同車間作業現場控制，通過執行系統聯繫起來。這裡的現場控制包括PLC程控器、數據採集器、條型碼、各種計量及檢測儀器、機械手等。MES系統設定了必要的接口，與提供生產現場控制設施的廠商建立合作關係。

製造執行系統MES能夠幫助企業實現生產計畫管理、生產過程控制、產品質量管理、車間庫存管理、項目看板管理等，提高企業製造執行能力。

基本介紹

中文名：製造執行系統
外文名：manufacturing execution system
簡稱：MES
提出：90年代
包括：PLC程控器

歷史淵源,不離舞台卻非明星,MES的未來,MES的功能定義,

歷史淵源

MES的使命

製造執行系統是美國AMR公司在90年代初提出的，旨在加強MRP計畫的執行功能，把MRP計畫通過執行系統同車間作業現場控制系統聯繫起來。很顯然，MES自落地之日起，就定義了自身的使命：MES，為連線中樞而生。1997年，MESA（製造執行系統協會）提出的MES功能組件和集成模型，包括11個功能。同時規定，只要具備11個功能之中的某一個或幾個，也屬MES系列的單一功能產品。

伴隨著MES市場的發展，MES廠商猶如雨後春筍般地湧現出來，四路大軍殺入其中。

1、從自動化設備基礎上發展而來的，這些廠商進入MES領域有著天然的優勢，對自動化設備了如指掌。這類廠商的代表有：GE、Siemens、Rockwell等。

2、從專業SCADA、HMI廠商發展而來，這些廠商多是從開發人機界面開始，然後擴展MES領域的，這類廠商的代表有：AdAstra、Wonderware、Citech等。
3、從專業MES發展而來的，這些廠商一開始就專注於行業MES或者MES中的某一項功能，如針對石化行業的Aspentech、專注鋼鐵冶金的PSI、Broner、寶信軟體。
4、還有一種趨勢是ERP廠商由上向下發展MES，如SAP的ME、用友的JMES。

洗牌不可避免

最近，從物聯網行業來的MES廠商也成為熱點。由於具有先天的對設備、網路的理解，這些廠商也在成為一股不容小覷的生力軍，雖然這些公司體量較小，但是他們內置的網際網路基因與基礎研發能力使得他們在MES套用中如魚得水，特別在對疑難雜症的複雜車間具有相對靈巧的技術優勢。深圳的RichonTech在數字車間及定製化MES就是一類。

歷史上，MES行業曾有過一次併購熱潮，是以自動化設備供應商為主角，以便快速進入該行業。如Siemens收購比利時的Compex IT Plant Solutions公司的MES產品proCX，GE Fanuc併購MES軟體產品的供應商Mountain Systems，Rockwell自動化對Enterprise Technology Group、Datasweep的收購。

最直接的本能反應

實際上，這是自動化系統，第一次在工廠中精確地度量了硬體設備與軟體的距離，宣告了一個正在萌芽的全新意圖：自動化供應商離管理，而不僅僅是控制，大大前行了一步。最近開始大熱的工業數位化熱浪，正在將MES的認識和實踐推向另外一個高峰。

工四100術語定義

MES：美國先進制造研究機構AMR定義為“位於上層的計畫管理系統與底層的工業控制之間的面向車間層的管理信息系統”。它為操作人員/管理人員提供計畫的執行、跟蹤以及所有資源(人、設備、物料、客戶需求等)的當前狀態。目的是解決工廠生產過程的黑匣子問題，實現生產過程的可視化、可控化。

不離舞台卻非明星

一手好局，MES的發展卻出乎意料地緩慢。MES從上個世紀90年代開始發展，剛開始主要是在自動化程度比較高的行業得到廣泛套用。如汽車行業、半導體電子、菸草行業，同時也在食品飲料、工程機械、大型離散裝配、家電行業得以推廣。

MES競爭激烈

自動化設備商仍是MES市場的主流供應商，但也難以形成ERP行業的SAP這樣的寡頭。儘管ERP廠商雖然也嘗試進入MES行業，但是，市場拓展效果不佳，很顯然，對資源管理輕車熟路的ERP廠商，對現場控制系統、數據採集，有著與生俱來的生疏和規避。

MES發展緩慢

MES的行業性需求與通用型產品之間的矛盾日漸突出，產品化程度不夠。與ERP不同，MES從產生開始，就是為了解決通用型的ERP功能難以解決的工廠管控問題，因此，即使有多年的發展，MES也無法擺脫行業性對其形成的局限。如PSI、寶信等專著於鋼鐵行業，即使有雄心向鋼鐵之外的產業發展，受到最近鋼鐵市場的快速萎縮的，也難以從主流鋼鐵市場轉向其他行業。行業Know-How是跨不過的門檻。為此一些MES廠商（如西門子）是通過併購來開拓新的行業，例如西門子在2014年收購美國的CamStar，就是為了強化在電子、醫療器械等領域。

MES遇門檻

隨著智慧型工廠的建設熱潮，對於MES的集成提出更高的要求，縱向集成要求MES不僅與ERP集成，還要求與控制系統進行集成；不僅要求進行數據採集，還希望實現控制參數、工藝標準的下達。這也對MES供應商提出很大的挑戰。

值得注意的一個現象是，儘管MES發展多年，但其產業化規模仍然不足。一個成熟的產業應該是由供應商、服務商(經銷商)和用戶組成的，比如ERP、PLM。而最近的MES多是供應商直接面向用戶，產業規模還遠遠沒有發展起來。

MES是企業信息化程度的體溫計

由於MES的數據表單，來源於工廠的多個角度。因此如果企業自身的工藝資源、製造資源、流程節點不能規範有效的時候，MES廠家將不得不撅著屁股，先幫著企業整理自身的資源數位化。想為客戶紡出五彩錦緞，而用戶首先搬出的是一堆攪在一起的亂線頭。這對MES廠商往往苦不堪言。

MES的未來

從國外的發展趨勢看，已經形成了一批MES軟體產品商和行業解決方案商。ERP和MES的分工也愈加清晰。企業智慧型製造的套用焦點已經由ERP轉向MES，MES已經由ERP的配角轉變為生產管家的主角。

另一方面,MES可以實時監控底層設備的運行狀態，採集設備、儀表的狀態數據，經過分析、計算與處理，觸發新的事件，從而方便、可靠地將控制系統與信息系統聯繫在一起，並將生產狀況及時反饋給計畫層。

隨著CPS賽博物理系統正在逐步成為指導智慧型工廠建設的重要因素，物聯網IoT的影響範圍和對象越來越大，MES將對更多的“人、機、料、法、環”的信息進行閉環處理，從採集、傳輸、分析、控制、乃至巨大的提升。
一方面，MES系統將與精益管理思想進行更深入的融合。相比ERP，MES在企業的精益管理思想落地方面更具有可操作性，在汽車、家電等裝配行業，藉助MES的物料拉動功能，企業已經實現JIT、JIS管理。
另一方面，基於MES的製造大數據的分析處理將成為MES面臨的課題和挑戰，與ERP層的BI分析處理不同，MES產生的製造數據不僅包括結構化數據，還包括大量的非結構化數據如實時歷史資料庫、圖片等。

如何利用MES掌握的即時、準確的生產信息成為各MES廠商競相競爭的基礎，例如：對於某些設備管控上移到MES層是充分利用MES掌握在制品狀態的信息，對於AGV由MES系統調度是充分利用MES掌握生產節奏的信息等等，隨著實時工業網路在製造現場的部署，MES由於掌握最全面、最精細的生產系統信息會顯得越來越重要，同樣地，MES系統所涵蓋的功能也將不僅僅局限與AMR定義的十一個模組，MES系統會適時、動態、與時俱進地增加更多有價值的軟體模組。

典型的套用如設備維修知識庫，工藝異常調整知識庫、最佳實踐（最佳工藝、最佳設備運行參數）等將大幅度提高MES的套用普及，而MES未來將向雲端進行轉移。對於一些製造過程比較簡單的中小企業，基於雲平台的MES不失為一種低成本的解決方案。