制造執行系統:美國AMR公司在90年代初提出的執行功能-中文百科頻道

曆史淵源

MES的使命

制造執行系統是美國AMR公司在90年代初提出的，旨在加強MRP計劃的執行功能，把MRP計劃通過執行系統同車間作業現場控制系統聯系起來。很顯然，MES自落地之日起，就定義了自身的使命：MES，為連接中樞而生。1997年，MESA（制造執行系統協會）提出的MES功能組件和集成模型，包括11個功能。同時規定，隻要具備11個功能之中的某一個或幾個，也屬MES系列的單一功能産品。MES主要是面向企業生産制造層，它能快速實現生産計劃的下達和監控生産計劃的執行。受益MES技術的制造行業覆蓋機械、電子、醫藥、化工、通訊等領域，它在縮短制造周期、壓縮在制品、保證産品質量、提高設備利用率等方面發揮着重要作用。

伴随着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領域有着天然的優勢，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于行業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、寶信軟件。

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。由于具有先天的對設備、網絡的理解，這些廠商也在成為一股不容小觑的生力軍，雖然這些公司體量較小，但是他們内置的互聯網基因與基礎研發能力使得他們在MES應用中如魚得水，特别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在數字車間及定制化MES就是一類。

曆史上，MES行業曾有過一次并購熱潮，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産品proCX，GE Fanuc并購MES軟件産品的供應商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，第一次在工廠中精确地度量了硬件設備與軟件的距離，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字化熱浪，正在将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“位于上層的計劃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/管理人員提供計劃的執行、跟蹤以及所有資源(人、設備、物料、客戶需求等)的當前狀态。目的是解決工廠生産過程的黑匣子問題，實現生産過程的可視化、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應用。如汽車行業、半導體電子、煙草行業，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競争激烈

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。盡管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、數據采集，有着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産品之間的矛盾日漸突出，産品化程度不夠。與ERP不同，MES從産生開始，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、寶信等專著于鋼鐵行業，即使有雄心向鋼鐵之外的産業發展，受到最近鋼鐵市場的快速萎縮的影響，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）是通過并購來開拓新的行業，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

随着智能工廠的建設熱潮，對于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；不僅要求進行數據采集，還希望實現控制參數、工藝标準的下達。這也對MES供應商提出很大的挑戰。

值得注意的一個現象是，盡管MES發展多年，但其産業化規模仍然不足。一個成熟的産業應該是由供應商、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，産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

由于MES的數據表單，來源于工廠的多個角度。因此如果企業自身的工藝資源、制造資源、流程節點不能規範有效的時候，MES廠家将不得不撅着屁股，先幫着企業整理自身的資源數字化。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軟件産品商和行業解決方案商。ERP和MES的分工也愈加清晰。企業智能制造的應用焦點已經由ERP轉向MES，MES已經由ERP的配角轉變為生産管家的主角。

另一方面,MES可以實時監控底層設備的運行狀态，采集設備、儀表的狀态數據，經過分析、計算與處理，觸發新的事件，從而方便、可靠地将控制系統與信息系統聯系在一起，并将生産狀況及時反饋給計劃層。

随着CPS賽博物理系統正在逐步成為指導智能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将對更多的“人、機、料、法、環”的信息進行閉環處理，從采集、傳輸、分析、控制、乃至巨大的提升。

一方面，MES系統将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，借助MES的物料拉動功能，企業已經實現JIT、JIS管理。

另一方面，基于MES的制造大數據的分析處理将成為MES面臨的課題和挑戰，與ERP層的BI分析處理不同，MES産生的制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曆史數據庫、圖片等。

如何利用MES掌握的即時、準确的生産信息成為各MES廠商競相競争的基礎，例如：對于某些設備管控上移到MES層是充分利用MES掌握在制品狀态的信息，對于AGV由MES系統調度是充分利用MES掌握生産節奏的信息等等，随着實時工業網絡在制造現場的部署，MES由于掌握最全面、最精細的生産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将不僅僅局限與AMR定義的十一個模塊，MES系統會适時、動态、與時俱進地增加更多有價值的軟件模塊。

典型的應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）等将大幅度提高MES的應用普及，而MES未來将向雲端進行轉移。對于一些制造過程比較簡單的中小企業，基于雲平台的MES不失為一種低成本的解決方案。