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工業(yè)4.0重新燃起了“工業(yè)再發(fā)現(xiàn)”之火。許多概念和實(shí)踐再次被強(qiáng)化，猶如新開(kāi)局的麻將牌，東風(fēng)歸位，萬(wàn)象重生。在這樣一場(chǎng)焦點(diǎn)爭(zhēng)奪戰(zhàn)之中，MES毫無(wú)疑問(wèn)成為眾所矚目的焦點(diǎn)。智能工廠面臨的大規(guī)模個(gè)性化定制的生產(chǎn)問(wèn)題，必須由各個(gè)系統(tǒng)（PLM、MES、現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等）進(jìn)行承接和解決。越來(lái)越多的管理者意識(shí)到，MES正在成為承載工廠核心的運(yùn)營(yíng)平臺(tái)。服務(wù)于車(chē)間制造是MES的最核心的任務(wù)，因此越來(lái)越多的企業(yè)在新建工廠時(shí)，不僅考慮采購(gòu)先進(jìn)的設(shè)備，也考慮MES如何將工藝研發(fā)、品質(zhì)管控、精益制造、協(xié)同供應(yīng)鏈等，統(tǒng)一到一起。MES已然成為工廠的信息樞紐。

從來(lái)沒(méi)有離開(kāi)的MES，又回來(lái)了。憑借工業(yè)4.0的強(qiáng)勁之風(fēng)，此次倍加精神抖擻。歷史淵源制造執(zhí)行系統(tǒng)是美國(guó)AMR公司在90年代初提出的，旨在加強(qiáng)MRP計(jì)劃的執(zhí)行功能，把MRP計(jì)劃通過(guò)執(zhí)行系統(tǒng)同車(chē)間作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)聯(lián)系起來(lái)。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(zhí)行系統(tǒng)協(xié)會(huì)）提出的MES功能組件和集成模型，包括11個(gè)功能。同時(shí)規(guī)定，只要具備11個(gè)功能之中的某一個(gè)或幾個(gè)，也屬M(fèi)ES系列的單一功能產(chǎn)品。

圖1 MESA定義的MES應(yīng)用功能集成模型伴隨著MES市場(chǎng)的發(fā)展，MES廠商猶如雨后春筍般地涌現(xiàn)出來(lái)，四路大軍殺入其中。

圖2 四路大軍挺進(jìn)MES1、從自動(dòng)化設(shè)備基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的，這些廠商進(jìn)入MES領(lǐng)域有著天然的優(yōu)勢(shì)，對(duì)自動(dòng)化設(shè)備了如指掌。這類廠商的代表有：GE、Siemens、Rockwell等。

2、從專業(yè)SCADA、HMI廠商發(fā)展而來(lái)，這些廠商多是從開(kāi)發(fā)人機(jī)界面開(kāi)始，然后擴(kuò)展MES領(lǐng)域的，這類廠商的代表有：AdAstra、Wonderware、Citech等。

3、從專業(yè)MES發(fā)展而來(lái)的，這些廠商一開(kāi)始就專注于行業(yè)MES或者M(jìn)ES中的某一項(xiàng)功能，如針對(duì)石化行業(yè)的Aspentech、專注鋼鐵冶金的PSI、Broner、寶信軟件(600845,股吧)。

4、還有一種趨勢(shì)是ERP廠商由上向下發(fā)展MES，如SAP的ME、用友的JMES。在這個(gè)過(guò)程中，大量洗牌是不可避免的。

而近幾年，從物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)來(lái)的MES廠商也成為熱點(diǎn)。由于具有先天的對(duì)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)的理解，這些廠商也在成為一股不容小覷的生力軍，雖然現(xiàn)在這些公司體量較小，但是他們內(nèi)置的互聯(lián)網(wǎng)基因與基礎(chǔ)研發(fā)能力使得他們?cè)贛ES應(yīng)用中如魚(yú)得水，特別在對(duì)疑難雜癥的復(fù)雜車(chē)間具有相對(duì)靈巧的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。深圳的RichonTech在數(shù)字車(chē)間及定制化MES就是一類。

歷史上，MES行業(yè)曾有過(guò)一次并購(gòu)熱潮，是以自動(dòng)化設(shè)備供應(yīng)商為主角，以便快速進(jìn)入該行業(yè)。如Siemens收購(gòu)比利時(shí)的Compex IT Plant Solutions公司的MES產(chǎn)品proCX，GE Fanuc并購(gòu)MES軟件產(chǎn)品的供應(yīng)商Mountain Systems，Rockwell自動(dòng)化對(duì)Enterprise Technology Group、Datasweep的收購(gòu)。

這是自動(dòng)化和軟件供應(yīng)商最直接的本能反應(yīng)。實(shí)際上，這是自動(dòng)化系統(tǒng)，第一次在工廠中精確地度量了硬件設(shè)備與軟件的距離，宣告了一個(gè)正在萌芽的全新意圖：自動(dòng)化供應(yīng)商離管理，而不僅僅是控制，大大前行了一步。

而近幾年開(kāi)始大熱的工業(yè)數(shù)字化熱浪，正在將MES的認(rèn)識(shí)和實(shí)踐推向另外一個(gè)高峰。

工四100術(shù)語(yǔ)定義MES：美國(guó)先進(jìn)制造研究機(jī)構(gòu)AMR定義為“位于上層的計(jì)劃管理系統(tǒng)與底層的工業(yè)控制之間的面向車(chē)間層的管理信息系統(tǒng)”。它為操作人員/管理人員提供計(jì)劃的執(zhí)行、跟蹤以及所有資源(人、設(shè)備、物料、客戶需求等)的當(dāng)前狀態(tài)。目的是解決工廠生產(chǎn)過(guò)程的黑匣子問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的可視化、可控化。不離舞臺(tái)卻非明星一手好局，MES的發(fā)展卻出乎意料地緩慢。

MES從上個(gè)世紀(jì)90年代開(kāi)始發(fā)展，剛開(kāi)始主要是在自動(dòng)化程度比較高的行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。如汽車(chē)行業(yè)、半導(dǎo)體電子、煙草行業(yè)，同時(shí)也在食品飲料、工程機(jī)械、大型離散裝配、家電行業(yè)得以推廣。最令人難以釋?xiě)训氖牵琈ES仍然處于群雄逐鹿的戰(zhàn)國(guó)時(shí)代。自動(dòng)化設(shè)備商仍是MES市場(chǎng)的主流供應(yīng)商，但也難以形成ERP行業(yè)的SAP這樣的寡頭。盡管ERP廠商雖然也嘗試進(jìn)入MES行業(yè)，但是，市場(chǎng)拓展效果不佳，很顯然，對(duì)資源管理輕車(chē)熟路的ERP廠商，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集，有著與生俱來(lái)的生疏和規(guī)避。實(shí)際上，MES的發(fā)展緩慢，恰好跟工業(yè)化進(jìn)程密切相關(guān)。MES的行業(yè)性需求與通用型產(chǎn)品之間的矛盾日漸突出，產(chǎn)品化程度不夠。與ERP不同，MES從產(chǎn)生開(kāi)始，就是為了解決通用型的ERP功能難以解決的工廠管控問(wèn)題，因此，即使有多年的發(fā)展，MES也無(wú)法擺脫行業(yè)性對(duì)其形成的局限。如PSI、寶信等專著于鋼鐵行業(yè)，即使有雄心向鋼鐵之外的產(chǎn)業(yè)發(fā)展，受到近幾年鋼鐵市場(chǎng)的快速萎縮的，也難以從主流鋼鐵市場(chǎng)轉(zhuǎn)向其他行業(yè)。行業(yè)Know-How是跨不過(guò)的門(mén)檻。為此一些MES廠商（如西門(mén)子）是通過(guò)并購(gòu)來(lái)開(kāi)拓新的行業(yè)，例如西門(mén)子在2014年收購(gòu)美國(guó)的CamStar，就是為了強(qiáng)化在電子、醫(yī)療器械等領(lǐng)域。與此同時(shí)，集成難度是另外一個(gè)MES難以快速鋪展的門(mén)檻。隨著智能工廠的建設(shè)熱潮，對(duì)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(tǒng)進(jìn)行集成；不僅要求進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，還希望實(shí)現(xiàn)控制參數(shù)、工藝標(biāo)準(zhǔn)的下達(dá)。這也對(duì)MES供應(yīng)商提出很大的挑戰(zhàn)。

值得注意的一個(gè)現(xiàn)象是，盡管MES發(fā)展多年，但其產(chǎn)業(yè)化規(guī)模仍然不足。一個(gè)成熟的產(chǎn)業(yè)應(yīng)該是由供應(yīng)商、服務(wù)商(經(jīng)銷(xiāo)商)和用戶組成的，比如ERP、PLM。而現(xiàn)在的MES多是供應(yīng)商直接面向用戶，產(chǎn)業(yè)規(guī)模還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有發(fā)展起來(lái)。實(shí)際上，MES是一個(gè)企業(yè)信息化程度的體溫計(jì)。由于MES的數(shù)據(jù)表單，來(lái)源于工廠的多個(gè)角度。因此如果企業(yè)自身的工藝資源、制造資源、流程節(jié)點(diǎn)不能規(guī)范有效的時(shí)候，MES廠家將不得不撅著屁股，先幫著企業(yè)整理自身的資源數(shù)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(duì)MES廠商往往苦不堪言。MES的未來(lái)從國(guó)外的發(fā)展趨勢(shì)看，已經(jīng)形成了一批MES軟件產(chǎn)品商和行業(yè)解決方案商。ERP和MES的分工也愈加清晰（見(jiàn)圖3）。企業(yè)智能制造的應(yīng)用焦點(diǎn)已經(jīng)由ERP轉(zhuǎn)向MES，MES已經(jīng)由ERP的配角轉(zhuǎn)變?yōu)樯a(chǎn)管家的主角。

圖3 三者關(guān)系圖隨著CPS賽博物理系統(tǒng)正在逐步成為指導(dǎo)智能工廠建設(shè)的重要因素，物聯(lián)網(wǎng)IoT的影響范圍和對(duì)象越來(lái)越大，MES將對(duì)更多的“人、機(jī)、料、法、環(huán)”的信息進(jìn)行閉環(huán)處理，從采集、傳輸、分析、控制、乃至巨大的提升。

一方面，MES系統(tǒng)將與精益管理思想進(jìn)行更深入的融合。相比ERP，MES在企業(yè)的精益管理思想落地方面更具有可操作性，在汽車(chē)、家電等裝配行業(yè)，借助MES的物料拉動(dòng)功能，企業(yè)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)JIT、JIS管理。

另一方面，基于MES的制造大數(shù)據(jù)的分析處理將成為MES面臨的課題和挑戰(zhàn)，與ERP層的BI分析處理不同，MES產(chǎn)生的制造數(shù)據(jù)不僅包括結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，還包括大量的非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)如實(shí)時(shí)歷史數(shù)據(jù)庫(kù)、圖片等。在新一代軟件技術(shù)和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)思維的支持下，MES在內(nèi)涵中也增加了多個(gè)角色功能。如何利用MES掌握的即時(shí)、準(zhǔn)確的生產(chǎn)信息成為各MES廠商競(jìng)相競(jìng)爭(zhēng)的基礎(chǔ)，例如：對(duì)于某些設(shè)備管控上移到MES層是充分利用MES掌握在制品狀態(tài)的信息，對(duì)于AGV由MES系統(tǒng)調(diào)度是充分利用MES掌握生產(chǎn)節(jié)奏的信息等等，隨著實(shí)時(shí)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)在制造現(xiàn)場(chǎng)的部署，MES由于掌握最全面、最精細(xì)的生產(chǎn)系統(tǒng)信息會(huì)顯得越來(lái)越重要，同樣地，MES系統(tǒng)所涵蓋的功能也將不僅僅局限與AMR定義的十一個(gè)模塊，MES系統(tǒng)會(huì)適時(shí)、動(dòng)態(tài)、與時(shí)俱進(jìn)地增加更多有價(jià)值的軟件模塊。隨著對(duì)于行業(yè)的規(guī)范化，知識(shí)管理的思想將滲透和融入到未來(lái)的MES系統(tǒng)中。典型的應(yīng)用如設(shè)備維修知識(shí)庫(kù)，工藝異常調(diào)整知識(shí)庫(kù)、最佳實(shí)踐（最佳工藝、最佳設(shè)備運(yùn)行參數(shù)）等將大幅度提高M(jìn)ES的應(yīng)用普及，而MES未來(lái)將向云端進(jìn)行轉(zhuǎn)移。對(duì)于一些制造過(guò)程比較簡(jiǎn)單的中小企業(yè)，基于云平臺(tái)的MES不失為一種低成本的解決方案。

而隨著谷歌眼鏡、VR/AR、智能手表的引入，MES跟人的連接也將更加頻繁和自然。而當(dāng)下智能制造的許多熱點(diǎn)話題，可以從MES本身可以一一展開(kāi)。

作者：李霄峰，浙江恩大施福軟件公司，副總經(jīng)理 編審：尹金國(guó)，深圳昱辰泰克總經(jīng)理統(tǒng)稿：林雪萍，《工四100術(shù)語(yǔ)編寫(xiě)組》

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