MES是一个全面的动态软件系统，可以监视、追踪、记录和控制从原材料到成品的整个产品制造过程。MES 在 ERP 系统和流程控制系统之间提供了一个功能层，能够为决策者提供所需数据，帮助他们提高工厂车间效率，并优化生产流程。
无论企业的制造业务规模如何，MES 都可以帮助他们打造由信息驱动的制造流程，提高整体生产力和盈利能力。特别是监管严格的行业，从中获益更丰，比如制药、食品饮料、医疗设备、航空航天、国防以及生物技术等行业，因为受监管的企业必须遵守严格的法规，确保产品的可追溯性。他们必须制定适当的程序，确保生产合规产品，同时还必须确保这些程序记录在案，且必要时能够轻松召回受影响的产品。
当今制造市场竞争激烈且瞬息万变，MES 对企业实现卓越绩效至关重要。Transparency Market Research 的研究报告预测，到 2025 年底，全球 MES 市场将创造 180.6 亿美元的收入。该收入增长主要由三个因素驱动，一是工业自动化技术在流程和离散制造行业的采用率提高，二是企业的合规需求不断增长，三是 MES 的部署成本降低。
MES 的五大优势
MES 能够跟踪海量数据，提供实时洞察，帮助企业提高生产效率，并节约成本。MES 的其他优势包括：
- 加强质量控制：部署 MES 后，质量控制信息传输实现实时化，一旦发现问题，企业可以立即停止生产。这样就能减少废品、废料、投料过量和返工问题。
- 延长资产正常运行时间：MES 能够平衡人员、物料和设备资源，制定切合实际的生产计划。该系统集成了计划和维护功能，能够极大地优化产品流和资产利用率，延长资产正常运行时间，并提高设备综合效率 (OEE)。
- 减少库存：MES 会根据新的生产、废料和不合格物料等信息更新库存记录，确保采购、装运和调度部门始终准确掌握物料库存情况。这有助于减少备货和在制品 (WIP) 库存，节省制造、运输、存储和库存监控方面的成本。
- 打造无纸化车间：消除文书工作，减少人为错误。另外，记录的车间数据将通过所有集成系统即时提供给决策者，支持他们实时制定决策。
- 完善生产追踪与记录：MES 将全程追踪整个生产周期，并按照相应的制造数据对最终部件或批次进行分组。基于这些数据，制造企业将能够遵守相关的政府或行业法规，提高合规性。
MES 的核心功能
1997 年，制造企业解决方案协会（Manufacturing Enterprise Solutions Association International，简称 MESA）确定了 MES 的 11 个核心功能。尽管 MESA-11 模型一直在不断发展，但最初的 11 个核心功能是各类工厂运营的基础，也是当今制造执行系统不可或缺的组成部分。这些功能包括：
- 资源分配和状态监控：利用实时数据，追踪并分析机器、物料和劳动力等资源的状态，进而按需调整资源分配。
- 作业计划和排产：根据作业优先级和资源能力，合理规划作业，包括时间和顺序，从而优化绩效。
- 生产单元调度：实时管理生产数据流，根据计算结果轻松、快速地调整生产调度。
- 文档控制：管理和分发文档，包括作业指导书、图纸、标准操作程序、批次记录等，方便用户访问和编辑。
- 数据采集：追踪并采集有关流程、物料和运营的实时数据，并利用这些数据制定更明智的决策，提高效率。
- 作业员工管理：追踪员工的工作时间表、资历和权限，支持管理人员花更少的时间和资源，更好地管理员工。
- 产品质量管理：追踪质量偏差和异常情况，完善质量控制管理和文档记录。
- 过程管理：管理从订单发布到成品的整个生产过程。深入了解影响产品质量的瓶颈和环节，同时创建完整的生产追溯记录。
- 维护管理：利用 MES 提供的数据，提前发现潜在的设备问题，并调整设备、工具和机器维护计划，进而减少停机时间，提高效率。
- 生产追踪与记录：追踪产品生产进度和生产过程，制定明智决策。对于必须严格遵守政府或行业法规的制造企业而言，掌握完整的产品生产历史数据十分重要。
- 绩效分析：比较结果和目标，确定整个流程的优势和薄弱环节，并根据这些数据提高系统效率。
MES 标准的发展历程
尽管 MESA-11 模型定义了 MES 的核心功能，但国际自动化学会 (ISA) 认为，企业需要使用统一的术语和信息模型，定义并整合企业系统与控制系统之间的活动。为此，他们在 20 世纪 90 年代末制定了 ISA-95 标准。通过规范术语，ISA-95 让供应商和制造商等利益相关方之间能够更轻松地开展有效沟通。统一的模型则有助于顺利集成制造工厂与业务系统，降低出错风险。
ISA-95 规定了控制系统和企业系统之间的连接情况，创建了五个不同的技术和业务流程层级。在这个简化的层级模型中，MES 处在第三层级，介于业务计划和物流系统与流程控制系统之间：
- 第 4 层 — ERP：业务计划和物流
- 第 3 层 — MES：制造运营管理
- 第 2 层 — 流程控制系统：批次控制
- 第 1 层 — 流程控制系统：持续控制
- 第 0 层 — 流程控制系统：离散控制
MES 与 ERP 集成
在当今的制造环境下，企业要考虑的并不是部署 MES 还是 ERP。将这两个系统相集成，可以带来单靠其中一种系统根本无法实现的运营透明度。
ERP 主要用于创建和管理工厂的生产、物料使用、交货和运输计划，以及采集业务信息；而 MES 主要用于管理和监控制造运营，并实时报告生产线活动。
将 ERP 和 MES 相集成，企业可以打造一个综合的生态系统，从而全方位了解财务、采购、供应链管理、制造和物流等环节。通过整合这些信息，企业能够提高敏捷性，并获得可靠的数据，从而更准确地预测各个方面的情况，包括销售、资产利用和制造管理等。
ERP 系统能够为企业提供必要的数据，帮助企业确定要生产哪些产品；MES 则能整合 ERP 数据与车间信息，帮助企业确定如何生产这些产品，尽可能减少浪费，并提高利润。
MES 趋势和新技术
依托先进的技术，MES 正在发展成为以服务为导向的模块化互联系统。
云连接是智能工厂的支柱，支持高级制造系统、设备、产品和机器自主进行交互。整个供应链中的工业物联网 (IIoT) 设备和传感器都在持续采集和生成数据。这种实时数据共享有助于智能工厂不断完善运营，包括进一步实现工作流自动化、打造定制化产品和服务、提高智能化水平和效率等。
MES 软件还能帮助制造企业充分把握 MES 发展的核心趋势，即定制化生产。智能工厂要做的不是进行大规模批量生产，而是大规模定制化生产，经济高效地满足客户需求，快速为他们提供价格可负担的高度定制化产品。
虽然个性化定制会让制造流程变得更加复杂，但先进的技术可以帮助制造系统实时作出响应和调整。人工智能 (AI) 可以提高生产效率，处理预测性维护，并减少浪费；机器学习功能则能提高生产线的智能化水平和效率。利用虚拟现实 (VR) 技术，制造企业可以模拟流程，识别潜在的改进机会。此外，制造企业还可以集成增强现实 (AR) 解决方案，减少生产停机时间，并优化车间运营。
借助这些先进的技术和功能，企业能够打造出更加质优价廉的定制化产品，快速、准确地响应市场需求，从而轻松提升竞争力，拥抱数字经济时代。
优化制造执行
借助 MES 软件，提高可视性，提升资产和设备利用率等。
MES 常见问题
SAP Insights 简报