一、MES的發(fā)展歷程

要了解MES首先需要知道其發(fā)展歷程。制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）是隨著制造業(yè)的發(fā)展逐步演變和成熟起來(lái)的。以下是MES發(fā)展的幾個(gè)主要階段：

第一階段：數(shù)據(jù)收集與報(bào)告（1980年代 - 1990年代）

制造業(yè)開始引入計(jì)算機(jī)集成制造（CIM）概念，建立了基于計(jì)算機(jī)的自動(dòng)化系統(tǒng)。這個(gè)階段的MES主要用于數(shù)據(jù)收集和報(bào)告，通過(guò)連接設(shè)備、傳感器等實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集，并生成簡(jiǎn)單的報(bào)表用于生產(chǎn)監(jiān)控。

第二階段：過(guò)程控制與作業(yè)調(diào)度（1990年代）

在第二階段，MES逐漸發(fā)展為更加功能強(qiáng)大的系統(tǒng)。它開始具備了對(duì)制造過(guò)程的實(shí)時(shí)控制和調(diào)度能力。MES可以優(yōu)化作業(yè)流程、分配資源、協(xié)調(diào)任務(wù)和人員，以提高生產(chǎn)效率和響應(yīng)能力。

第三階段：質(zhì)量控制與追溯（2000年代）

隨著客戶對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的要求越來(lái)越高，MES在第三階段增強(qiáng)了對(duì)質(zhì)量管理的支持。它可以監(jiān)控和控制生產(chǎn)過(guò)程中的質(zhì)量指標(biāo)，例如關(guān)鍵工藝參數(shù)、合規(guī)性檢查等，并支持產(chǎn)品追溯，即根據(jù)產(chǎn)品批次或序列號(hào)追溯其生產(chǎn)過(guò)程和原材料來(lái)源。

第四階段：集成與智能化（2010年代以后）

進(jìn)入第四階段，MES開始整合更多的工廠系統(tǒng)和數(shù)據(jù)源，實(shí)現(xiàn)信息的全面共享和協(xié)同。它與企業(yè)資源計(jì)劃（ERP）系統(tǒng)、供應(yīng)鏈管理（SCM）系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)（IoT）等技術(shù)進(jìn)行集成，提供更加智能化的制造管理功能。此外，MES還借助人工智能（AI）和大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)，提供更深入的洞察和決策支持。

隨著數(shù)字化轉(zhuǎn)型和智能制造的發(fā)展，MES正不斷演進(jìn)和進(jìn)一步融入制造業(yè)。未來(lái)的MES將更加注重實(shí)時(shí)性、靈活性和可持續(xù)性，以滿足日益復(fù)雜的制造環(huán)境和需求。

二、MES的定義

有關(guān)MES的定義不同組織給出答案不同，以下是制造研究機(jī)構(gòu)ARM與制造企業(yè)解決方案協(xié)會(huì)（MESA）的兩個(gè)定義進(jìn)行說(shuō)明。

1. ARM的定義：

制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）是一種基于計(jì)算機(jī)的軟件，用于管理、監(jiān)控并控制制造過(guò)程中的實(shí)時(shí)操作和數(shù)據(jù)。MES通過(guò)跟蹤生產(chǎn)進(jìn)度、收集和分析數(shù)據(jù)、作業(yè)調(diào)度與協(xié)調(diào)、資源管理以及質(zhì)量管理等功能，提高制造效率、質(zhì)量和可追溯性。ARM提出了決策層、執(zhí)行層和控制層的企業(yè)信息集成三層業(yè)務(wù)模型，大家可以通過(guò)這三層模型向客戶介紹MES與其它信息系統(tǒng)的關(guān)系。

2. MESA的定義

制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）是一個(gè)集成的軟件和硬件系統(tǒng)，用于協(xié)調(diào)和優(yōu)化制造流程、資源和數(shù)據(jù)，以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)生產(chǎn)控制、跟蹤和報(bào)告，并支持質(zhì)量管理和決策制定。MES提供了實(shí)時(shí)的制造操作和生產(chǎn)信息，幫助生產(chǎn)管理人員做出準(zhǔn)確的決策，改善工廠的生產(chǎn)效率、質(zhì)量和可見(jiàn)性。MESA對(duì)MES的定義強(qiáng)調(diào)了三點(diǎn)：

a. MES是對(duì)整個(gè)車間制造過(guò)程的優(yōu)化，而不是單一解決某個(gè)生產(chǎn)瓶頸。

b. MES必須提供實(shí)時(shí)收集生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)的功能，并做出相應(yīng)的分析和處理。

c. MES需要與計(jì)劃層和控制進(jìn)行信息交互，通過(guò)連續(xù)信息流來(lái)實(shí)現(xiàn)企業(yè)的信息集成。

這些定義強(qiáng)調(diào)了MES作為一種軟件系統(tǒng)的本質(zhì)，其目標(biāo)是通過(guò)集成多個(gè)功能模塊和數(shù)據(jù)源，實(shí)現(xiàn)制造過(guò)程的監(jiān)控、調(diào)度、優(yōu)化和質(zhì)量控制。MES的關(guān)鍵特征包括實(shí)時(shí)性、數(shù)據(jù)分析、作業(yè)調(diào)度、資源管理和質(zhì)量控制。這些功能使得企業(yè)能夠更好地管理和優(yōu)化生產(chǎn)過(guò)程，提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量，并做出基于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的決策。

三、MES與其它管理系統(tǒng)集成關(guān)系

從上面的定義可以看出MES在整個(gè)企業(yè)信息管理架構(gòu)中起著一個(gè)非常重要的作用--數(shù)據(jù)集成。數(shù)據(jù)集成的功能使MES與企業(yè)其它管理系統(tǒng)存在密不可分的關(guān)系，以下是幾個(gè)常見(jiàn)為管理系統(tǒng)進(jìn)行介紹。

1. ERP（企業(yè)資源計(jì)劃）系統(tǒng)：

關(guān)系：MES與ERP系統(tǒng)有密切關(guān)聯(lián)，通常需要在兩者之間進(jìn)行數(shù)據(jù)集成和共享。MES提供實(shí)時(shí)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)和狀態(tài)，與ERP系統(tǒng)的生產(chǎn)計(jì)劃、庫(kù)存管理等模塊進(jìn)行協(xié)同。MES可以向ERP系統(tǒng)提供實(shí)際生產(chǎn)情況，幫助更新生產(chǎn)計(jì)劃和優(yōu)化資源分配。

區(qū)別：MES專注于制造過(guò)程的實(shí)時(shí)監(jiān)控、作業(yè)調(diào)度和質(zhì)量管理，而ERP系統(tǒng)更側(cè)重于整體企業(yè)資源的管理和規(guī)劃，包括財(cái)務(wù)、采購(gòu)、銷售、庫(kù)存等方面。

2. SCM（供應(yīng)鏈管理）系統(tǒng)：

關(guān)系：MES與SCM系統(tǒng)緊密合作，以確保生產(chǎn)計(jì)劃與供應(yīng)鏈的協(xié)同，并及時(shí)傳遞生產(chǎn)需求和進(jìn)展情況給供應(yīng)鏈環(huán)節(jié)。MES提供實(shí)時(shí)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)和狀態(tài)，幫助SCM系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)更準(zhǔn)確的庫(kù)存管理和交付時(shí)間估算。

區(qū)別：MES主要關(guān)注內(nèi)部制造過(guò)程的監(jiān)控和調(diào)度，而SCM系統(tǒng)則涵蓋了物流、庫(kù)存和訂單等供應(yīng)鏈活動(dòng)的協(xié)調(diào)和優(yōu)化。

3. QMS（質(zhì)量管理系統(tǒng)）：

關(guān)系：MES在質(zhì)量管理方面扮演重要角色，通過(guò)記錄和分析生產(chǎn)過(guò)程中的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，支持質(zhì)量監(jiān)測(cè)、缺陷追溯和質(zhì)量改進(jìn)活動(dòng)。MES與QMS系統(tǒng)的集成可以實(shí)現(xiàn)更全面的質(zhì)量管理和追溯能力。

區(qū)別：MES除了質(zhì)量管理外，還包括作業(yè)調(diào)度、資源管理等功能，而QMS系統(tǒng)專注于質(zhì)量控制、質(zhì)量檢驗(yàn)和質(zhì)量改進(jìn)的管理。

4. WMS（倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)）：

關(guān)系：MES與WMS系統(tǒng)在生產(chǎn)和倉(cāng)儲(chǔ)環(huán)節(jié)有交互關(guān)系。MES將生產(chǎn)完成的產(chǎn)品信息傳遞給WMS進(jìn)行庫(kù)存管理和出入庫(kù)操作，并更新庫(kù)存狀態(tài)。WMS系統(tǒng)也會(huì)向MES提供相關(guān)的物料和備件信息。

區(qū)別：MES聚焦于制造過(guò)程和生產(chǎn)計(jì)劃的實(shí)時(shí)監(jiān)控，而WMS系統(tǒng)則專注于倉(cāng)儲(chǔ)和物流管理，包括庫(kù)存管理、訂單揀選等。

總體而言，MES與ERP、SCM、QMS和WMS這些管理系統(tǒng)之間存在相互關(guān)聯(lián)和數(shù)據(jù)交互的情況，但各自有著不同的功能和側(cè)重點(diǎn)。MES主要針對(duì)制造執(zhí)行環(huán)節(jié)，通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)控、作業(yè)調(diào)度和質(zhì)量管理等功能提高制造效能；而其他管理系統(tǒng)則廣泛涵蓋了企業(yè)資源規(guī)劃、供應(yīng)鏈協(xié)同、質(zhì)量控制和倉(cāng)儲(chǔ)物流等方面，以支持企業(yè)的整體運(yùn)營(yíng)管理。

四、MES系統(tǒng)功能與邊界

MES的功能邊界很難界定，日常工作中更多依賴在商務(wù)合作中的“需求說(shuō)明”與“項(xiàng)目設(shè)計(jì)藍(lán)圖”與客戶或第三方進(jìn)行項(xiàng)目邊界界定。但常規(guī)來(lái)說(shuō)MES項(xiàng)目的邊界主要圍繞制造過(guò)程的實(shí)時(shí)監(jiān)控、作業(yè)調(diào)度和生產(chǎn)數(shù)據(jù)管理等方面。以下是MES項(xiàng)目的一般功能邊界：

1. 生產(chǎn)計(jì)劃與調(diào)度

MES負(fù)責(zé)將高層的生產(chǎn)計(jì)劃轉(zhuǎn)化為具體的作業(yè)任務(wù)，并進(jìn)行合理的作業(yè)調(diào)度，以滿足交付日期、優(yōu)化資源利用和最大化生產(chǎn)效率。

2. 實(shí)時(shí)監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集

MES通過(guò)與生產(chǎn)設(shè)備和傳感器的連接，實(shí)時(shí)監(jiān)控生產(chǎn)過(guò)程中的關(guān)鍵參數(shù)和設(shè)備狀態(tài)，并采集相應(yīng)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，如生產(chǎn)數(shù)量、質(zhì)量數(shù)據(jù)、工藝參數(shù)等。

3. 資源管理

MES管理相關(guān)的生產(chǎn)資源，包括人員、設(shè)備、物料和工具等。它可以跟蹤資源的可用性、協(xié)調(diào)資源的分配和協(xié)助資源調(diào)度，以確保生產(chǎn)計(jì)劃的順利執(zhí)行。

4. 質(zhì)量管理與追溯

MES負(fù)責(zé)質(zhì)量控制，包括缺陷檢測(cè)、異常處理和質(zhì)量改進(jìn)活動(dòng)的管理。它還支持產(chǎn)品追溯，通過(guò)記錄和跟蹤生產(chǎn)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品批次、原材料和工藝參數(shù)的追溯能力。

5. 作業(yè)指導(dǎo)和報(bào)告

MES提供作業(yè)指導(dǎo)，指導(dǎo)操作員按照工藝要求進(jìn)行生產(chǎn)操作。它還生成相關(guān)的生產(chǎn)報(bào)告和記錄，如作業(yè)記錄、質(zhì)量報(bào)告和工藝參數(shù)報(bào)告等。

需要注意的是，MES項(xiàng)目的具體功能邊界可以因企業(yè)的制造過(guò)程、行業(yè)特點(diǎn)和組織需求而有所差異。一些企業(yè)可能希望整合MES與其他管理系統(tǒng)（如ERP、SCM）以實(shí)現(xiàn)更全面的制造管理和協(xié)同效應(yīng)。此外，MES的邊界還涉及到與其他系統(tǒng)的集成、數(shù)據(jù)接口、用戶培訓(xùn)和支持等方面的考慮。