從來沒有離開的MES，又回來了！
http://www.debgrams.com 2016-05-05 15:53 來源：知識自動化
工業4.0重新燃起了“工業再發現”之火。許多概念和實踐再次被強化，猶如新開局的麻將牌，東風歸位，萬象重生。在這樣一場焦點爭奪戰之中，MES毫無疑問成為眾所矚目的焦點。智能工廠面臨的大規模個性化定制的生產問題，必須由各個系統（PLM、MES、現場數據采集系統等）進行承接和解決。越來越多的管理者意識到，MES正在成為承載工廠核心的運營平臺。服務于車間制造是MES的最核心的任務，因此越來越多的企業在新建工廠時，不僅考慮采購先進的設備，也考慮MES如何將工藝研發、品質管控、精益制造、協同供應鏈等，統一到一起。MES已然成為工廠的信息樞紐。
從來沒有離開的MES，又回來了。憑借工業4.0的強勁之風，此次倍加精神抖擻。歷史淵源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，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。
圖1 MESA定義的MES應用功能集成模型伴隨著MES市場的發展，MES廠商猶如雨后春筍般地涌現出來，四路大軍殺入其中。
圖2 四路大軍挺進MES1、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，然后擴展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(600845,股吧)。
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。在這個過程中，大量洗牌是不可避免的。
而近幾年，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覷的生力軍，雖然現在這些公司體量較小，但是他們內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，特別在對疑難雜癥的復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。
歷史上，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產品proCX，GE Fanuc并購MES軟件產品的供應商Mountain Systems，Rockwell自動化對Enterprise Technology Group、Datasweep的收購。
這是自動化和軟件供應商最直接的本能反應。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。
而近幾年開始大熱的工業數字化熱浪，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。不離舞臺卻非明星一手好局，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。最令人難以釋懷的是，MES仍然處于群雄逐鹿的戰國時代。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，有著與生俱來的生疏和規避。實際上，MES的發展緩慢，恰好跟工業化進程密切相關。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、寶信等專著于鋼鐵行業，即使有雄心向鋼鐵之外的產業發展，受到近幾年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。與此同時，集成難度是另外一個MES難以快速鋪展的門檻。隨著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，盡管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。而現在的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。實際上，MES是一個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、流程節點不能規范有效的時候，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軟件產品商和行業解決方案商。ERP和MES的分工也愈加清晰（見圖3）。企業智能制造的應用焦點已經由ERP轉向MES，MES已經由ERP的配角轉變為生產管家的主角。
圖3 三者關系圖隨著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的影響范圍和對象越來越大，MES將對更多的“人、機、料、法、環”的信息進行閉環處理，從采集、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，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歷史數據庫、圖片等。在新一代軟件技術和工業互聯網思維的支持下，MES在內涵中也增加了多個角色功能。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：對于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，對于AGV由MES系統調度是充分利用MES掌握生產節奏的信息等等，隨著實時工業網絡在制造現場的部署，MES由于掌握最全面、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定義的十一個模塊，MES系統會適時、動態、與時俱進地增加更多有價值的軟件模塊。隨著對于行業的規范化，知識管理的思想將滲透和融入到未來的MES系統中。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）等將大幅度提高MES的應用普及，而MES未來將向云端進行轉移。對于一些制造過程比較簡單的中小企業，基于云平臺的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。而當下智能制造的許多熱點話題，可以從MES本身可以一一展開。
作者：李霄峰，浙江恩大施福軟件公司，副總經理 編審：尹金國，深圳昱辰泰克總經理統稿：林雪萍，《工四100術語編寫組》
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