制造执行系统 (MES) 是一整套软件解决方案组合，这些解决方案可主动得到系统化的实施，并能确保提升制造流程的质量和效率。制造执行系统能够将多个工厂、基地和供应商的实时生产信息互联互通，并与设备、控制器和企业业务应用程序轻松集成。通过该系统，您将能够全面地了解、控制并优化整个企业的生产和制造流程 --- 西门子的定义
MES系统的作用主要体现在，它可用于实现制造业自动化和数字化转型，可监控、跟踪、记录和控制从原材料到成品的产品制造流程。根据MES的定义，我们也可以发现MES系统的主要功能在于它可在 ERP 系统和流程控制系统之间创建一个功能层，能够为决策者提供所需数据，帮助他们提高工厂车间的工作效率，优化生产流程 --- SAP的定义
- MES的定义：MES 是一套面向生产车间的管理系统，它覆盖了产品从生产计划到订单执行到成品完工的全制造流程。MES 的价值主要在于产品数据管理，将生产环节中的各环节转化为数字信息，便于在系统内部传递，显著提高了企业的生产效率和质量管理水平。
MES系统的作用力不会因为企业的大小而有显著的差异，无论企业的制造运营规模如何，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。MES作为一款智能制造管理软件可帮助企业实现生产计划管理与调度、生产过程监控、产品质量监测以及联合工业物联网技术使生产制造流程更趋智能化。MES功能在于其可帮助企业实现生产计划管理与调度、生产过程监控、产品质量监测以及联合工业物联网技术使生产制造流程更趋智能化。监管严格的行业尤其能够从中受益，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，这是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。他们必须制定适当程序来确保生产合规产品，这些程序应记录在案，并在必要时能帮助企业轻松召回成品。
在当今竞争激烈且瞬息万变的制造环境中，MES 对企业实现卓越绩效至关重要。Transparency Market Research 发布的研究报告预测，全球 MES 市场“到 2025 年底，将创造 180.6 亿美元的收入”。这项收入增长主要由三个因素推动，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系统的作用对于制造型企业来说至关重要，通过MES系统，用户能够跟踪海量数据，提供实时洞察，帮助企业提高生产效率和节约成本，也全方位地提高了社会制造业自动化水平。MES 的其他优势包括：
- 加强质量控制：质量控制信息采用实时传输方式，一旦发现问题，部署了 MES 的企业就可以立即停止生产。这样可以减少浪费、废料、过剩和返工。
- 延长正常运行时间： MES 能够平衡人员、物料和设备资源，制定切实可行的生产计划。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。这有助于减少即时库存和在制品 (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。通过所有集成系统，即时将车间记录的数据提供给决策者，支持他们实时制定决策。
- 加强产品跟踪和溯源：MES 将全程跟踪整个生产周期，利用相应的制造数据对最终部件或批次进行分组。这些数据能帮助制造商遵守政府或行业法规，提高合规性。
MES 的核心功能
20多年来，制造业生产管理软件已经过数次变革，随着工业物联网等智能制造解决方案的出现，MES的功能也更趋系统化、智能化。1997 年，制造企业解决方案协会（Manufacturing Enterprise Solutions Association International，简称 MESA）初定了11项核心的MES功能。尽管 MESA-11 模型多年来不断发展，但最初的 11 个MES核心功能为各种类型工厂的运营奠定了基础，是当今制造执行系统不可或缺的组成部分。这些MES功能分别是：
- 资源分配和状态管理： 利用实时数据，跟踪和分析机器、物料和劳动力等资源的状态，调整资源分配。
- 工序/详细排程： 根据优先级和资源承载力，对活动进行规划、安排和排序，优化绩效。
- 生产单元分配： 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，包括工作指令、图纸、标准操作程序、批次记录等，方便用户访问和编辑这些文档。
- 数据采集与获取： 跟踪并收集有关流程、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。
- 劳动力管理： 跟踪员工的工作时间表、资历和授权，通过减少管理人员的时间和资源投入，优化劳动力管理。
- 质量管理： 跟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： 管理从订单下达到成品的整个生产过程。深入了解影响质量的瓶颈和环节，同时建立完整的生产可追溯体系。
- 维护管理： 利用 MES 提供的数据，尽早发现潜在的设备问题，并调整设备、工具和机器维护计划，减少停机时间，提高效率。
- 产品跟踪和溯源： 跟踪产品的生产进度和生产过程，制定明智的决策。有一些制造商必须严格遵守政府或行业法规，对他们而言，掌握完整的产品生产历史数据十分必要。
- 绩效分析： 比较结果和目标，确定整个流程的优势和劣势，并使用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) 认为需要使用统一的术语和信息模型，来定义并整合企业系统与控制系统之间的活动。为此，他们在上世纪 90 年代末制定了 ISA-95 标准。通过规范术语，ISA-95 促进了供应商和制造商等利益相关方之间的有效沟通。统一的模型则有助于降低生产系统与业务系统集成时出错的风险。
ISA-95 定义了控制功能和企业功能之间的接口，用于创建不同的技术和业务流程级别。这种简化的分级模型将 MES 置于第三层级，介于业务计划和物流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，MES 与 ERP 并非两个对立的系统，MES系统的作用在ERP系统的辅助下更加完善，ERP与MES的价值也因互相集成而日益凸显：在智能制造软件与企业资源规划系统集成后，带来了单靠任一系统都无法实现的运营透明度。
ERP 侧重于创建和管理工厂计划，包括生产、物料使用、交货和运输，以及相关业务信息的收集。MES系统的作用则侧重于管理和监控制造运营，以及实时报告生产线活动。
将 ERP 和 MES 集成能够建立一体化的生态体系，帮助企业全方位了解财务、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，并提供可靠的数据，从而准确地预测从销售到资产利用再到制造管理的各种情况。
利用 ERP 系统提供的数据，企业可以确定要生产的产品，MES 则能将 ERP 数据与车间信息相集成，帮助企业确定适当的产品生产方式，减少浪费，提高利润。
MES 趋势和新技术
依托先进的技术，MES功能正逐渐向以服务为导向的模块化互联发展。
云连接是智能工厂的支柱，能够支持高级制造系统、设备、产品和机器的自主交互。整个供应链中的工业物联网 (IIoT) 设备和传感器都在不断收集和生成数据。这种实时的数据共享模式能帮助智能工厂持续完善运营，包括实现工作流程自动化、打造定制化产品和服务，以及提高智能化水平和效率。
MES 软件还可以帮助制造商充分把握 MES 发展的核心趋势，即定制生产。智能工厂要做的不是大规模的批量生产，而是实现大规模的定制化生产，并以经济高效的方式满足客户需求，为他们提供能够负担得起的高度定制化产品。
虽然个性化定制让制造流程变得更加复杂，但是先进的技术可以帮助制造系统实时做出响应和调整。人工智能可以帮助企业提高生产效率，实施预测性维护，减少浪费。机器学习功能则能让生产线变得越发智能和高效。利用虚拟现实技术，制造商可以模拟流程，并识别潜在的改进机会。他们还能集成增强现实解决方案，减少生产停机时间，优化车间运营。
借助这些先进的技术和功能，MES的价值逐渐提升，企业能够通过MES系统在数字经济时代轻松提升竞争力，打造成本更低、质量更优的定制产品，快速、准确地响应市场需求。
通过实施 MES 实现战略业务目标
随着创新步伐的不断加快，制造业的变化也随之加剧，这不仅增加了可变性，更为保持高质量运营带来了额外的压力。虽然制定了明确的战略业务计划，但制造商仍须在快速变化的运营环境中做出快速、周全的决策。
- 制造执行系统 (MES) 可监控全球工厂的制造活动并实现同步；同时即时将它们与企业互联以获得最佳性能。
- 制造执行系统 (MES) 可提供实时质量数据检查、产量监控、规范与业务规则的自动执行，以及生产批次、批号、设备或单元的可追溯性，从而消除制造过程中的人为错误，实现产品和流程质量以及生产力的全面提升。
- 制造执行系统 (MES) 能够灵活地对复杂流程进行建模和更改，并能立即实施。
- 制造执行系统 (MES) 可跟踪工厂车间的产品和订单详细信息、收集交易并向财务和规划系统报告，同时以电子方式向车间人员分发订单和制造说明。
- 使用制造执行系统 (MES) 的无纸化制造有助于减少废料，还可消除文书错误和多余的检查。
- 制造执行系统还可提供快速识别和解决问题所需的实时反馈，以实现产品和流程的持续改进以及制造流程的长期优化。
MES 适用于各行各业
强大的制造执行软件模型能够为广泛多样的制造行业和流程提供支持——MES 支持高度复杂的流程工作流、大容量自动化数据收集、按订单生产、离散装配、批处理以及轧制产品等。如今，制造执行系统 (MES) 已广泛应用于各行各业，在许多离散、批量和连续流程制造行业更是屡见不鲜，比如半导体、电子设备、医疗设备、汽车、航空航天、制药、金属、塑料领域等等。制造执行系统 (MES) 具有可配置平台，无需自定义代码即可适应用户的业务需求。MES 还具有开放的 SOA 架构，能够轻松集成到企业应用程序和车间自动化中。
制造执行系统的优势
制造执行系统 (MES) 可带来诸多长期和短期优势以及战略和战术优势，其中包括加快量产速度、提高产量、降低运营成本以及增强合规性等等。
额外优势 ：
- 消除非增值活动
- 主动且系统地在所有工厂施行标准化流程
- 实时查看制造过程的各个环节并加以控制
- 加速追踪分析、根本原因判断和问题解决
- 在确保质量的同时降低成本
- 不断提高产品质量和改进新设计
- 以事实为依据进行运营和战略决策
- 全面掌控您的制造流程