近年來(lái)，在《中國制造2025》等政策推動(dòng)下，中國智能制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，各類(lèi)新型智能設備、智能產(chǎn)品不斷涌現，智能工廠(chǎng)、智能車(chē)間、智能產(chǎn)線(xiàn)等相關(guān)技術(shù)不斷取得突破，推動(dòng)了中國制造業(yè)的智能化水平快速提升。我國十四五規劃提出要加快數字化發(fā)展，推進(jìn)產(chǎn)業(yè)數字化。結合最近工信部發(fā)布的《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng )新發(fā)展行動(dòng)計劃（2021-2023年）》，以工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)為基礎的智能工廠(chǎng)建設成為重中之重。

加快發(fā)展智能制造，是培育經(jīng)濟增長(cháng)新動(dòng)能的必由之路，是搶占未來(lái)經(jīng)濟和科技發(fā)展制高點(diǎn)的戰略選擇。對于推動(dòng)我國制造業(yè)供給側結構性改革，打造我國制造業(yè)競爭新優(yōu)勢，實(shí)現制造強國具有重要戰略意義。數字化工廠(chǎng)是智能制造的基礎，而數字化工廠(chǎng)建設的核心是制造執行系統（MES）。在智能制造浪潮一浪高過(guò)一浪的今天，在制造企業(yè)亟待轉型升級的期盼中，MES應該如何在摸索中前行？如何更好地支撐制造業(yè)對智能制造的需求？

MES系統具有先進(jìn)的理念和強大的功能模塊，將信息化深入到生產(chǎn)車(chē)間底層，通過(guò)搭建集成化和智能化的信息管理平臺，幫助企業(yè)全面提高工廠(chǎng)的制造執行能力。生產(chǎn)活動(dòng)在進(jìn)行時(shí)，MES系統采集、適應及時(shí)、正確的數據，提供適當的導引、響應及報告給決策支持。在“十四五”智能制造背景下，企業(yè)該如何應用好MES系統？應從以下幾點(diǎn)分析入手：

一、技術(shù)架構

雖然絕大多數的用戶(hù)不會(huì )關(guān)心MES設計的技術(shù)架構，但如果是好的MES產(chǎn)品，需首先必須具備先進(jìn)的技術(shù)支撐（如SOA架構），只有先進(jìn)的開(kāi)發(fā)平臺配合上可配置的模塊模組，才可快速構建出符合不同用戶(hù)場(chǎng)景的業(yè)務(wù)功能。試想一下：在制造管理中每個(gè)人的業(yè)務(wù)愿景和管理風(fēng)格都不一樣，有的要求嚴謹、有的希望靈活，有的注重管控、有的專(zhuān)注執行，如果沒(méi)有一個(gè)強大的平臺龍骨而無(wú)限制地堆積客制化模塊，那么再好的系統都會(huì )崩塌、宕機。這就是為什么西門(mén)子、達索等工業(yè)軟件產(chǎn)品大多采用SOA架構的原因，在此基礎上，再配合上MVVM模式的代碼編寫(xiě)規則，往往用幾百、數千個(gè)靈活的、低耦合性的基礎模組就能構建出百萬(wàn)種不同的業(yè)務(wù)功能，讓眾口不再難調。因此，對于有高要求、特別是以面向智能制造為目標的客戶(hù)，有必要在選擇MES產(chǎn)品之前，先了解一下該產(chǎn)品的底層技術(shù)。

二、基本功能

從功能涵蓋性上而言，功能全面的MES系統需具備產(chǎn)品和工藝管理、計劃調度生產(chǎn)管理、物料物流管理、生產(chǎn)質(zhì)量管理、車(chē)間設備維護管理的五大基本模塊，當然也應同時(shí)包括生產(chǎn)資源管理等模塊。而面對智能制造的MES，還必須具備系統集成和設備接口模塊（另述），否則無(wú)法實(shí)現車(chē)間內部各類(lèi)信息互通，并支撐智能化車(chē)間所需的智能調度、優(yōu)化、可視化等功能。這也是即將發(fā)布的國標《數字化車(chē)間通用技術(shù)要求》、《智能工廠(chǎng)通用技術(shù)要求》中所明確要求的，因此，具備以上功能的MES才具備了建設智能車(chē)間的基礎條件。

三、平臺化

市場(chǎng)上的MES主要分為基于客戶(hù)需求的項目級、客制化產(chǎn)品，以及通用的平臺化產(chǎn)品兩種類(lèi)型。項目級別MES優(yōu)點(diǎn)是：個(gè)性化、適用性強、低成本、快速交付，但帶來(lái)的缺點(diǎn)是：開(kāi)發(fā)需求描述中會(huì )缺少行業(yè)的普遍性規則，容易造成系統不符合多變的業(yè)務(wù)需求及行業(yè)規則，一旦企業(yè)未來(lái)發(fā)展后有新的需求就需要投入大量的二次開(kāi)發(fā)，這對軟件架構的穩定性也是嚴峻的考驗。所以在條件允許的前提下，推薦選用產(chǎn)品級別的、并具有很好可擴展性能的平臺化MES，雖然前期投入的資金、人力較大，但該類(lèi)產(chǎn)品的穩定性也將有很大的保障，降低了上線(xiàn)應用風(fēng)險、并大大延長(cháng)了產(chǎn)品的應用期。

四、應用性

平臺化MES產(chǎn)品要求開(kāi)發(fā)者們能夠深入理解并且熟悉各行業(yè)的實(shí)際制造流程，甚至對主要工序的深入到的工藝也要了解，而不是僅從程序開(kāi)發(fā)的角度來(lái)設計MES。同時(shí)，開(kāi)發(fā)者們更要根據生產(chǎn)的實(shí)際需求將所有的工序流程關(guān)系梳理清楚，并按照ISA95等標準構建平臺化MES產(chǎn)品，以利于與其它各類(lèi)標準化的軟件實(shí)現業(yè)務(wù)關(guān)聯(lián)及數據共享。以上的產(chǎn)品需求不僅需要開(kāi)發(fā)者們具有橫向的廣度，而且在應用深度上也是選型的重要考量。優(yōu)秀、資深的MES企業(yè)應該具備行業(yè)專(zhuān)家，可以根據該行業(yè)生產(chǎn)特性的需求，在軟件上依靠模塊化、可插拔等技術(shù)自由配置系統，促使工廠(chǎng)快速實(shí)施既符合行業(yè)共性，又滿(mǎn)足企業(yè)個(gè)性需求的MES系統。

五、易操作性

隨著(zhù)IT技術(shù)的快速發(fā)展，新的視覺(jué)感及操作正在深刻影響著(zhù)用戶(hù)的應用習慣。特別作為基于工廠(chǎng)實(shí)際應用的軟件產(chǎn)品，由于用戶(hù)是基于車(chē)間層，因此需具備易學(xué)、易用、快速上手的特點(diǎn)，如：采用一目了然的界面功能圖標、以流程引擎來(lái)推動(dòng)快速應用的操作方式。在實(shí)際應用過(guò)程中，每個(gè)操作人員進(jìn)入系統后，不管是熟手還是新手都能快速的進(jìn)入自己的應用界面、并找到自己需要的功能菜單，并明晰與自己有關(guān)的全業(yè)務(wù)流程，并大量采用拖拉、鏈接等類(lèi)似于Win7、Win10等操作模式實(shí)現快速、便捷的組合、拆分、放大、縮小、隱藏等操作。當然，不僅限如此，易操作性還包括美觀(guān)、綠色、適用的界面以及既適用鼠標又適用與觸摸屏等方式的顯示器等。

六、庫房管理功能

大多傳統的MES只能管控到物料，而將倉庫交給ERP或WMS進(jìn)行管理。但在近些年智能工廠(chǎng)的建設中，由于生產(chǎn)對柔性化、動(dòng)態(tài)性、實(shí)時(shí)性的要求更高，MES僅對物料管理已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足這一需求，因此勢必將向倉庫端延伸，以獲得更多管控、調度權限。

MES的一個(gè)重要作用是把各類(lèi)庫房高效有序地管理起來(lái)。因為很多企業(yè)的隕落不是其產(chǎn)品或者市場(chǎng)做的不好，而是其過(guò)低的庫存周轉率導致大量原料、產(chǎn)品、資金積壓而造成的。MES的設計者必須將其中包括的：原材料庫、電子料庫、裝配件庫、保稅庫、外協(xié)庫、線(xiàn)邊倉、物料塔、立體庫、半成品庫、成品庫等最基本的物流關(guān)系梳理清楚，并按照ISA95標準構建新一代MES，以便把ERP非實(shí)時(shí)的靜態(tài)庫房變成MES實(shí)時(shí)的動(dòng)態(tài)庫房，并且與之一一對應、雙向同步起來(lái)。如果上了ERP系統還要在用WMS系統去和制造的數字化數據對接，這將嚴重影響到生產(chǎn)計劃的節拍，造成更多的管理資源浪費并產(chǎn)生更多的孤島數據。所以一個(gè)好的MES系統必須覆蓋WMS庫房管理的基本功能，做到與ERP直接銜接。

七、數字化排產(chǎn)

作為計劃調度和生產(chǎn)管理人員，他們最關(guān)心的是如何按時(shí)快速交付生產(chǎn)訂單？這就要求MES系統考慮如何對接ERP里面的無(wú)限排產(chǎn)MRP運算結果？如何根據已知的工單數量、產(chǎn)線(xiàn)配置、工序時(shí)間、人員分布、生產(chǎn)成本、交付時(shí)間等約束條件做出MES里面的自動(dòng)APS高級計劃與排程？如何一目了然的在A(yíng)PS數字化排產(chǎn)界面中看到動(dòng)態(tài)的工單執行狀態(tài)？如何自動(dòng)計算工單發(fā)料、生產(chǎn)的實(shí)時(shí)數量和庫房實(shí)際物料數量的齊套性？如何將自動(dòng)APS高級計劃與排程數據發(fā)送到仿真系統進(jìn)行全面的模擬生產(chǎn)和閉環(huán)優(yōu)化排產(chǎn)？很多企業(yè)在數字化都沒(méi)實(shí)現的情況下就過(guò)高的要求上全自動(dòng)排產(chǎn)，結果導致大幅的人力資源投入、并引發(fā)利潤被這些增加的成本蠶食。反之毫無(wú)數字化要求的紙質(zhì)人工排產(chǎn)勢必讓企業(yè)離智能制造的趨勢漸行漸遠，最后徹底掉隊，失去了中國制造2025這個(gè)彎道超車(chē)的機會(huì )和政策紅利。以上這些數字化自動(dòng)排產(chǎn)的基本要素都是大家選擇一個(gè)適合的MES產(chǎn)品的依據。

八、可視化功能

隨著(zhù)中國制造水平的突飛猛進(jìn)，以前很多國外的所謂先進(jìn)制造技術(shù)在中國已經(jīng)嚴重落后了。比如傳統的IT人員根據使用部門(mén)固化的需求去開(kāi)發(fā)一個(gè)個(gè)水晶報表和看板的客制化模式，已經(jīng)遠遠不能滿(mǎn)足當今中國制造快速的個(gè)性化生產(chǎn)管理需要。再比如以前單調乏味的報表&看板的格式內容，早就難以滿(mǎn)足現今客戶(hù)的要求和品位。好的MES產(chǎn)品可視化表現形式已經(jīng)越來(lái)越豐富：點(diǎn)狀圖、線(xiàn)狀圖、柱狀圖、餅狀圖、雷達圖、甘特圖、漏斗圖、三維圖等都不在話(huà)下?；疽螅好烙^(guān)震撼、一看就懂、信息全面。

MES的可視化功能還要滿(mǎn)足多變的客戶(hù)報表要求、靈活的用戶(hù)參觀(guān)看板需要，越來(lái)越多的移動(dòng)端訪(fǎng)問(wèn)數據等，這些都在要求MES可視化背后的技術(shù)必須是便捷的組建方式：智能化可配置、客戶(hù)可任意搭建、自由拖拽方式、所見(jiàn)即所得等。

九、系統集成能力

這里所說(shuō)的系統集成包括兩個(gè)方面：

1、與信息系統的集成：作為面向智能制造的MES系統，系統集成能力應為重要考量，這包括與SQL、ORCAL等數據庫集成，與PDM（對接BOM、工藝）、ERP（對接計劃、物料）、WMS（對接物流、運輸）、仿真（對接數據）等軟件集成，與IOS、Android移動(dòng)端集成等。

2、與數據格式的集成：這是上面描述的那些信息集成的技術(shù)實(shí)現方式，比如：XML、CSV、TXT、雙方約定的中間表、Web service、開(kāi)放的API接口等。

十、設備接口能力

最近工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)大數據等概念越來(lái)越多的被大家提及，說(shuō)白了其核心就是讓制造執行系統或其他系統去和各種類(lèi)型的物理設備做虛擬對接，并提取到生產(chǎn)測試數據。類(lèi)型包括下圖所示七個(gè)不同物理層的各種設備：儀器儀表、傳感器、AGV、機器人、工控設備、數控裝備、貼片機、AOI等等。一個(gè)好的MES系統不但能夠收集這些設備的數據，而且采用的收集方式也是以符合國標要求和國際標準的通用格式為主。在MES選型時(shí)請注意考察其數據采集的規范性和可拓展性，而不僅僅是達到暫時(shí)的目的。

各種工業(yè)總線(xiàn)的集成（例如OPC），其設備通訊協(xié)議例如：Profibus、Profinet、Modbus、 DF1協(xié)議、SNP協(xié)議、設備專(zhuān)用API、自定義等。

還有一些是直接用設備數據格式對接，例如JSON、XML、CSV、TXT等。 

總結：對于企業(yè)而言，MES系統的功能、效率、穩定等特性是大家所關(guān)心的，而MES設計的技術(shù)架構，企業(yè)一般不會(huì )過(guò)問(wèn)。一款優(yōu)質(zhì)的MES系統，先進(jìn)的技術(shù)支撐是必不可少的，也是基礎所在。MES系統在智能工廠(chǎng)中有著(zhù)重大意義，相信在“十四五期間”有更多的制造型企業(yè)會(huì )采用MES系統，有效解決傳統生產(chǎn)管理方式的問(wèn)題，更好地促進(jìn)企業(yè)發(fā)展。