引言：隨著物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，未來制造業(yè)將會以CPS的形式建立全球網(wǎng)絡(luò)、整合設(shè)備、倉儲和生產(chǎn)設(shè)施。一般地，企業(yè)生產(chǎn)運營管理的流程是分為三層——計劃層、執(zhí)行層和控制層。為了彌補計劃層與控制層之間的信息斷層現(xiàn)象，控制層MES應(yīng)運而生。而MES系統(tǒng)，則是未來智能制造的靈魂。
自2014年以來，全球先進(jìn)裝備制造強國紛紛推出了工業(yè)制造“升級版”如德國的工業(yè)4.0、美國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、中國制造2025等。隨著物聯(lián)網(wǎng)及服務(wù)的引入，制造業(yè)在不久的將來將以CPS(cyberphysicalsystems，信息物理系統(tǒng))的形式建立全球網(wǎng)絡(luò)，整合設(shè)備、倉儲和生產(chǎn)設(shè)施。工業(yè)制造“升級版”的核心在于通過信息化、數(shù)字化打通信息流，打造更低成本、更高性能、更大柔性的生產(chǎn)制造能力，實現(xiàn)智能生產(chǎn)制造。一般地，企業(yè)生產(chǎn)運營管理流程可以分為三層，分別是計劃層、執(zhí)行層和控制層。企業(yè)通過計劃層管理(ERP、MRP等)系統(tǒng)，根據(jù)客戶需求、庫存和市場預(yù)測等情況整合企業(yè)現(xiàn)有的生產(chǎn)資源，編制生產(chǎn)計劃;執(zhí)行層根據(jù)計劃層下達(dá)的生產(chǎn)計劃制定車間作業(yè)計劃，安排控制層的加工任務(wù)，對作業(yè)計劃和任務(wù)執(zhí)行情況進(jìn)行匯總和上報。整個工廠的生產(chǎn)過程并不透明，當(dāng)生產(chǎn)計劃變更、物料短缺、設(shè)備故障、出現(xiàn)加工質(zhì)量等問題時，信息不能有效傳導(dǎo)，生產(chǎn)不能及時調(diào)整優(yōu)化。為了彌補計劃層與控制層之間的信息斷層現(xiàn)象，控制層MES應(yīng)運而生，MES對于生產(chǎn)信息實施監(jiān)控，向上對計劃層進(jìn)行傳導(dǎo)，向下對執(zhí)行層進(jìn)行控制，將企業(yè)上層生產(chǎn)計劃系統(tǒng)與車間下層的設(shè)備控制系統(tǒng)聯(lián)系起來，填補了上層與下層之間的鴻溝，打通工廠信息通道，使其成為實現(xiàn)工業(yè)制造“升級版”的基礎(chǔ)和必要條件。
MES基本功能：
MES系統(tǒng)是一套面向制造企業(yè)執(zhí)行層的生產(chǎn)信息化管理系統(tǒng)。MES可以為企業(yè)提供制造數(shù)據(jù)管理、計劃排程管理、生產(chǎn)調(diào)度管理、庫存管理、質(zhì)量管理、人力資源管理、工作和設(shè)備管理、工具工裝管理、采購公里、成本管理、項目看板管理、生產(chǎn)過程控制、底層數(shù)據(jù)集成分析、上層數(shù)據(jù)集成分解等管理模塊，為企業(yè)打造一個扎實、可靠、可行的制造協(xié)同管理平臺。MES起初是美國公司AMR在上世紀(jì)90年代提出的，旨在加強MRP計劃的執(zhí)行功能，把MRP計劃通過執(zhí)行系統(tǒng)同車間作業(yè)現(xiàn)場控制系統(tǒng)聯(lián)系起來。這里的現(xiàn)場包括PLC、數(shù)據(jù)采集器、條形碼、各種計量及檢測儀器、機械手等。MES系統(tǒng)設(shè)置了必要的接口，與提供生產(chǎn)現(xiàn)場控制設(shè)施的廠商建立合作管理。隨著云計算、移動終端和大數(shù)據(jù)等新技術(shù)融合到工業(yè)自動化領(lǐng)域當(dāng)中，制造業(yè)正從信息化邁向智能化。而智能化是務(wù)必將運用MES把碎片化、零散化的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合分析，通過數(shù)據(jù)互聯(lián)互通，打通企業(yè)產(chǎn)品設(shè)計、客戶管理、供應(yīng)鏈管理、效率管理系統(tǒng)，實現(xiàn)底層控制層、中層執(zhí)行層、上層計劃層的整體優(yōu)化，最終使制造業(yè)企業(yè)資產(chǎn)使用效率更高、產(chǎn)品生產(chǎn)成本更低、市場風(fēng)險可控，提高制造業(yè)整體競爭能力。
MES應(yīng)用成熟度分析：
MES屬于企業(yè)信息化的一部分，由美國AMR公司首先提出，隨后在美國歐洲得到快速發(fā)展。MES軟件未來市場空間廣闊，復(fù)合增速保持在40%左右。2014年全球MES行業(yè)市場規(guī)模約為416億元，過去5年保持年均21.65%的高速增長，到2020年，MES行業(yè)市場規(guī)模有望達(dá)到931億元，未來保持年均18%的復(fù)合增速。
圖1、2004年-2020年全球MES行業(yè)市場規(guī)模：
數(shù)據(jù)來源：公開市場收集
MES在中國的需求較為旺盛，2014年MES行業(yè)市場規(guī)模約為26億元，同比增長25%，預(yù)計到2018年市場規(guī)模將達(dá)到100億元，未來平均增幅保持在40%左右。并且從增速對比，國內(nèi)MES市場相對于國際市場增速顯著更高，這得益于國內(nèi)較大的工業(yè)自動化改造實踐。
2009年-2018年中國MES行業(yè)市場規(guī)模
數(shù)據(jù)來源：公開市場查詢
根據(jù)2013年數(shù)據(jù)分析來看，MES應(yīng)用情況如下：
MES主要應(yīng)用在以下兩個方面的工業(yè)制造領(lǐng)域。流程型制造行業(yè)如石油石化、化工、冶金礦業(yè)、制藥和食品飲料等民生行業(yè);離散型制造行業(yè)如汽車、機械制造和電子通信行業(yè)。
在流程型制造行業(yè)中MES應(yīng)用程度較高。2013年石油石化和化工行業(yè)原有自動化和信息化的程度較高，生產(chǎn)工藝發(fā)展，MES應(yīng)用較早，已經(jīng)進(jìn)入較為成熟的應(yīng)用階段;冶金礦業(yè)由于產(chǎn)能過剩，行業(yè)增速放緩，MES增量需求疲軟;民生行業(yè)的制藥和食品飲料行業(yè)由于下游需求旺盛，MES增量需求呈現(xiàn)快速增長態(tài)勢。
而在離散型制造行業(yè)中MES應(yīng)用程度較低。離散型制造業(yè)過往通過ERP或者M(jìn)RP進(jìn)行企業(yè)管理，由于當(dāng)時制造業(yè)各項成本較低，能保證企業(yè)較高的毛利水平，企業(yè)很少關(guān)注上層與下層之間的中間層管理工作。但隨著人力資源和土地成本的不斷增加，環(huán)境成本不斷上升，市場競爭愈加激烈，大環(huán)境發(fā)生天翻地覆的改變，離散型制造業(yè)提出了柔性生產(chǎn)的要求。2013年國內(nèi)汽車行業(yè)市場競爭加劇要求MES系統(tǒng)自上而下覆蓋整車廠和汽車零部件廠。機械制造行業(yè)隨著各項宏觀政策的落地，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)加快，整個行業(yè)觸底反彈，工程機械行業(yè)對MES需求平穩(wěn)增長。而以組裝為主的勞動密集型電子通信行業(yè)，對流水線速度和品質(zhì)均有較高要求，關(guān)注物料供給、產(chǎn)品溯源和技術(shù)工KPI績效，MES在該行業(yè)應(yīng)用比較普遍。隨著消費電子行業(yè)持續(xù)穩(wěn)定增長，MES在該行業(yè)的應(yīng)用也呈現(xiàn)出快速增長態(tài)勢。
圖1、2013年中國各行業(yè)MES市場規(guī)模及增長率
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注：橫軸代表各行業(yè)2013年MES應(yīng)用規(guī)模(單位：百萬)，縱軸代表各行業(yè)2013年MES應(yīng)用規(guī)模增長率，氣泡大小代表各行業(yè)2013年MES市場份額
隨著國內(nèi)外經(jīng)濟環(huán)境的變化，中國制造業(yè)對信息化、數(shù)據(jù)化的需求不斷增加，企業(yè)更加注重精益生產(chǎn)、柔性制造。作為中層執(zhí)行層的MES，需求也呈現(xiàn)出快速增長的態(tài)勢。2013年市場同比增長較快，整體市場規(guī)模接近15億元。相比較國外MES，我國MES行業(yè)發(fā)展歷程較短，市場剛剛興起，通過借鑒外國先進(jìn)MES廠商的發(fā)展模式，根據(jù)下設(shè)備廠商需求，專門研制符合國內(nèi)制造業(yè)的MES系統(tǒng)。MES在發(fā)達(dá)國家已實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，并出現(xiàn)了一批領(lǐng)軍企業(yè)。國內(nèi)企業(yè)現(xiàn)狀規(guī)模較小，競爭力較弱，但由于國內(nèi)制造業(yè)MES使用率較低，所以市場彈性較足，加之國內(nèi)軟件型人才成本較低和軟件服務(wù)企業(yè)更加了解制造業(yè)生產(chǎn)流程，因此國內(nèi)會比較快速成長出一批優(yōu)秀的MES企業(yè)。
此外，“工業(yè) 4.0”的產(chǎn)業(yè)思潮近年來席卷全球，將會是中國制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的方向。工業(yè)4.0的核心在于通過信息化、數(shù)字化，打通信息流，實現(xiàn)上層、中層和下層之間信息互動，達(dá)到智能制造。工業(yè)軟件存在于智能制造的每一個角落，重要的工業(yè)軟件包括MES、PLM(PDM)等，MES是智能制造的靈魂，是貫穿各個環(huán)節(jié)(生產(chǎn)、工程技術(shù)和生產(chǎn)制造)的交集。MES 作為制造業(yè)企業(yè)信息化的重要組成部分，在“工業(yè) 4.0”時代有著非常廣闊的應(yīng)用前景。
中國是一個制造業(yè)的大國，得益于中國制造業(yè)近年來的迅猛發(fā)展以及中國制造業(yè)企業(yè)在信息化、數(shù)字化方面不斷加大的資金投入，MES在中國的應(yīng)用空間是非常巨大的，在可預(yù)見的未來都將保持平穩(wěn)較快的增長速度。
（轉(zhuǎn)載）
