國(guó)際制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)應(yīng)用與發(fā)展

企業(yè)信息技術(shù)應(yīng)用的焦點(diǎn)已經(jīng)由ERP轉(zhuǎn)向MES，然而MES的標(biāo)準(zhǔn)化仍有大量工作要做。當(dāng)今制造業(yè)的生存三要素是信息技術(shù)(IT)、供應(yīng)鏈管理(SCM)和成批制造技術(shù)。使用信息技術(shù)就是由依賴(lài)人工的作業(yè)方式轉(zhuǎn)變?yōu)樽鳂I(yè)的快速化、高效化，大量減少人工介入，降低生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)成本；供應(yīng)鏈管理是從原材料供應(yīng)到產(chǎn)品出廠的整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程，使物流資源的流通和配置最優(yōu)化。這和局部?jī)?yōu)化的區(qū)別就是全面最優(yōu)化；成批制造技術(shù)是在合適的時(shí)間，生產(chǎn)適量產(chǎn)品的生產(chǎn)計(jì)劃排產(chǎn)優(yōu)化技術(shù)，并隨著生產(chǎn)制造技術(shù)的深化，改善對(duì)設(shè)備的管理。這里，MES技術(shù)在企業(yè)信息化中扮演著最重要的角色?！　?br>
一、MES的產(chǎn)生和發(fā)展

從20世紀(jì)70年代后半期開(kāi)始，出現(xiàn)了解決個(gè)別問(wèn)題的單一功能的MES系統(tǒng)，如設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)、質(zhì)量管理系統(tǒng)、包括生產(chǎn)進(jìn)度跟蹤、生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)等功能的生產(chǎn)管理系統(tǒng)。也就是說(shuō)，在未實(shí)施整體解決方案或信息系統(tǒng)以前，各企業(yè)引入的只是單功能的軟件產(chǎn)品和個(gè)別系統(tǒng)。當(dāng)時(shí)，ERP層(稱(chēng)為MRP)和DCS層的工作也是分別進(jìn)行的，因此產(chǎn)生了兩個(gè)問(wèn)題：一個(gè)是橫向系統(tǒng)之間的信息孤島(islandofinformation)，二是MRP、MRPⅡ和DCS兩層之間形成缺損環(huán)或鏈接(missingringorLink)。

80年代中期，為了解決這兩個(gè)課題，生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的信息系統(tǒng)開(kāi)始發(fā)展，生產(chǎn)進(jìn)度跟蹤信息系統(tǒng)、質(zhì)量信息系統(tǒng)、績(jī)效信息系統(tǒng)、設(shè)備信息系統(tǒng)及其整合已形成共識(shí)。與此同時(shí)，原來(lái)的底層的過(guò)程控制系統(tǒng)和上層的生產(chǎn)計(jì)劃系統(tǒng)也得到發(fā)展。這時(shí)，產(chǎn)生了MES原型、即傳統(tǒng)的MES(TraditionalMES,T-MES)。主要是POP(生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)管理，PointofProduction)和SFC(車(chē)間級(jí)控制系統(tǒng)，ShopFloorControl)。

MES(ManufacturingExecutionSystem)直譯成制造執(zhí)行系統(tǒng)，俗稱(chēng)生產(chǎn)管理系統(tǒng)。直到1990年，才由AMR組織提出并使用。20世紀(jì)90年代初，工業(yè)界開(kāi)始認(rèn)識(shí)到需要一個(gè)可以將業(yè)務(wù)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)集成在一起的中間層。制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)從一開(kāi)始就是一個(gè)特定集合的總稱(chēng)，用來(lái)表示一些特定功能的集合以及實(shí)現(xiàn)這些特定功能的產(chǎn)品。美國(guó)的咨詢(xún)調(diào)查公司(AdvancedManufacturingResearch,AMR)，倡導(dǎo)制造業(yè)用三層模型(3rdlayermodel)表示信息化。將位于計(jì)劃層的控制層的中間位置的執(zhí)行層叫做MES，并說(shuō)明了各層的功能和重要性。在中國(guó)，生產(chǎn)和制造兩詞有時(shí)混用或等同。MES處于企業(yè)信息系統(tǒng)ERP/SCM和過(guò)程控制系統(tǒng)DCS/PLC的中間位置。ERP作為業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)，DCS/PLC作為控制系統(tǒng)，而MES則作為生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)。MES與上層ERP等業(yè)務(wù)系統(tǒng)和底層DCS等生產(chǎn)設(shè)備控制系統(tǒng)一起構(gòu)成企業(yè)的神經(jīng)系統(tǒng)，一是把業(yè)務(wù)計(jì)劃的指令傳達(dá)到生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，二是將生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的信息及時(shí)收集、上傳和處理。MES不單是面向生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的系統(tǒng)，而是作為上、下兩個(gè)層次之間雙方信息的傳遞系統(tǒng)，是連結(jié)現(xiàn)場(chǎng)層和經(jīng)營(yíng)層，改善生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)效益的前沿系統(tǒng)。MES也不是一個(gè)特定行業(yè)的概念，而且應(yīng)用于各種制造業(yè)的重要信息系統(tǒng)。

由于ERP層和DCS層的IT應(yīng)用起步較早，多已基本實(shí)現(xiàn)，因此，需要通過(guò)MES層的功能實(shí)現(xiàn)對(duì)兩者進(jìn)行整合，并填充其間的空隙或狹縫。最初，MES并沒(méi)有一個(gè)非常明確的定義，它幾乎涵蓋了所有那些無(wú)法準(zhǔn)確地分配給其他層的應(yīng)用程序或產(chǎn)品。此后，在國(guó)際上，各相關(guān)組織都開(kāi)始意識(shí)到要對(duì)MES進(jìn)行更加明確的定義。制造執(zhí)行系統(tǒng)國(guó)際聯(lián)盟組織（MESA），ISA都相繼開(kāi)發(fā)了相關(guān)的模型對(duì)MES加以描述，并試圖通過(guò)模型使其標(biāo)準(zhǔn)化。

ERP是對(duì)企業(yè)資源進(jìn)行有效地綜合地計(jì)劃與管理，是提高企業(yè)經(jīng)營(yíng)效率和效益的手段和概念。其核心是計(jì)劃，而不是財(cái)務(wù)。實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的軟件則叫ERP軟件。ERP面向企業(yè)的主要業(yè)務(wù)，包括產(chǎn)品定貨、原材料采購(gòu)，生產(chǎn)制造、配送、銷(xiāo)售、會(huì)計(jì)等一系列業(yè)務(wù)流，是覆蓋全公司的信息系統(tǒng)。ERP的數(shù)據(jù)庫(kù)要與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)相連，提取生產(chǎn)過(guò)程的有關(guān)數(shù)據(jù)，同時(shí)又需要和SCM集成。SCM包括從原材料供應(yīng)采購(gòu)到終端客戶(hù)的商品供應(yīng)的主要業(yè)務(wù)功能(如計(jì)劃、采購(gòu)、制造、作業(yè)流程管理、后勤保障、銷(xiāo)售管理等)。在實(shí)施ERP的過(guò)程中，人們發(fā)現(xiàn)，ERP的實(shí)施規(guī)模大、周期長(zhǎng)，導(dǎo)致46逾期完成；支出多、投入大，導(dǎo)致41超過(guò)預(yù)算；由于多種原因，致使49沒(méi)有達(dá)到預(yù)期的社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益和目標(biāo)。其申一個(gè)重要因素是與生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的連接與集成被忽略了，而生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)，特別是整合過(guò)的高質(zhì)量的數(shù)據(jù)，即完美的生產(chǎn)信息是ERP的基礎(chǔ)，是集成的關(guān)鍵。而這些正是催生MES的重要原因。

到90年代，MES發(fā)展為I-MES(集成MES)和MES-Ⅱ(ManufacturingExecutionSolutions)。這樣MES則作為整個(gè)工廠生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的集成系統(tǒng)出現(xiàn)，故又稱(chēng)為IntegratedMES(E-MES)。主要功能為工廠管理(資源管理、調(diào)度管理、維護(hù)管理)、工廠工藝設(shè)計(jì)(文檔管理、標(biāo)準(zhǔn)管理、過(guò)程優(yōu)化)、過(guò)程管理(回路監(jiān)督控制、數(shù)據(jù)采集)和質(zhì)量管理(SQC-統(tǒng)計(jì)質(zhì)量管理、LIMS-實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng))。在這個(gè)模型指導(dǎo)下，MES在90年代初期的重點(diǎn)是生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)信息的整合。對(duì)于離散工業(yè)(discretemanufacturing)和流程工業(yè)(processmanufacturing)來(lái)說(shuō)，MES有許多差異。就離散MES而言，由于其多品種、小批量、混合生產(chǎn)模式，如果只是依靠人工提高效率是有限的。而MES則擔(dān)當(dāng)了整合、支持現(xiàn)場(chǎng)工人的技能和智慧，充分發(fā)揮制造資源效率的功能。

90年代中期，又提出了MES標(biāo)準(zhǔn)化和功能組件化、模塊化的思路。這時(shí)，許多MES軟件實(shí)現(xiàn)了組件化，也方便了集成和整合，這樣用戶(hù)根據(jù)需要就可以靈活快速地構(gòu)建自己的MES。MES的11個(gè)功能主要包括：(1)生產(chǎn)資源分配與監(jiān)控；(2)作業(yè)計(jì)劃和排產(chǎn)；(3)工藝規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)管理；(4)數(shù)據(jù)采集(裝置在線(xiàn)連接采集實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和各種參數(shù)信息，控制系統(tǒng)接口，生成生產(chǎn)數(shù)據(jù)記錄、質(zhì)量數(shù)據(jù)、績(jī)效信息、臺(tái)帳累計(jì))；(5)作業(yè)員工管理；(6)產(chǎn)品質(zhì)量管理；(7)過(guò)程管理(過(guò)程控制、APC、基于模型的分析與模擬、與外部解析系統(tǒng)接口)；(8)設(shè)備維護(hù)；(9)績(jī)效分析；(10)生產(chǎn)單元調(diào)度；(11)產(chǎn)品跟蹤。

這一時(shí)期，很多團(tuán)體、政府機(jī)構(gòu)、組織也參與了MES的標(biāo)準(zhǔn)化以及標(biāo)準(zhǔn)、模型的研究和建立活動(dòng)。涉及分布對(duì)象技術(shù)、集成技術(shù)、平臺(tái)技術(shù)、互操作技術(shù)和即插即用等技術(shù)。其主要成果如下：

　　(1)MESA提出了MES對(duì)象模型。

(2)標(biāo)準(zhǔn)化組織OMG(ObjectManagementGroup)的制造分會(huì)(MfgDTF,ManufacturingDomainTaskForce)發(fā)布了RFI(RequestforInformation)文件。

　　(3)ISA(InternationalFederationoftheNationalStandardiz-ingAssociations)的SP95(EnterpriseControlsystemIntegration)標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)發(fā)布了ERP與MES之間的接口標(biāo)準(zhǔn)模型。

　　(4)發(fā)布NIIIP—SMART(NationalIndustrialInformationInfrastructureProtocols—SolutionforMESAdaptableReplicableTechnology)信息結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)。

　　(5)由半導(dǎo)體制造技術(shù)協(xié)會(huì)(SEMATECH,Semiconduc-torManufacturingTechnology)發(fā)表了SEMATECH/SEMICIM平臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)。

　　(6)NIST—SIMA(NationalInstituteofStandardandTech-nology—SystemIntegrationofManufacturingApplications)用IDEFO描述了通用業(yè)務(wù)活動(dòng)模型(ActivityModels)。

　　(7)日本標(biāo)準(zhǔn)化與制造科技中心發(fā)布了openMES，涉及面向?qū)ο蟆⑵脚_(tái)、功能模塊、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、CORBA等。

其中，從1997年開(kāi)始的國(guó)際儀表學(xué)會(huì)(ISA)啟動(dòng)的編制ISASP95企業(yè)控制系統(tǒng)集成標(biāo)準(zhǔn)和ISASP98批量控制標(biāo)準(zhǔn)的工作尤為重要，2000年發(fā)布了SP95.01模型與術(shù)語(yǔ)標(biāo)準(zhǔn)，2001年發(fā)布了SP95.02對(duì)象模型屬性標(biāo)準(zhǔn)，2002年發(fā)布了SP95.03制造信息活動(dòng)模型(ActivityModels)標(biāo)準(zhǔn)，2003年發(fā)布了SP95.04制造操作對(duì)象模型標(biāo)準(zhǔn)。其中SP95.01已經(jīng)被IEC/ISO接受為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。SP95.01規(guī)定了生產(chǎn)過(guò)程涉及的所有資源信息及其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和表達(dá)信息關(guān)聯(lián)的方法。SP95.02對(duì)第1部分定義的內(nèi)容作了詳細(xì)規(guī)定和解釋?zhuān)琒P95.03提出了管理層與制造層間信息交換的協(xié)議和格式。

所有組織和學(xué)者都倡導(dǎo)MES功能和接口的標(biāo)準(zhǔn)化，以及集成(Integration)、互操作性(Inter-operability)的重要性。系統(tǒng)之間、功能模塊之間提倡以O(shè)RB(ObjectRequestBroker)作為MES信息訪問(wèn)接口協(xié)議，實(shí)現(xiàn)MES功能組合的即插即用。另外，分部式對(duì)象技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)CORBA和有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)平臺(tái)都是開(kāi)發(fā)MES軟件的基礎(chǔ)，但是開(kāi)發(fā)成木高、系統(tǒng)性能差以及三層模型界限不明確等因素，一直影響著MES功能的組件化。

1998年，AMR公司發(fā)表REPAC模型(Ready,Execute,Process,Analyze，Coordinate)，即包括準(zhǔn)備、實(shí)行、處理、分析、調(diào)整五個(gè)階段組成的過(guò)程周期。該模型參考了供應(yīng)鏈業(yè)務(wù)參考模型(SCOR,SupplyChainOperationReference)，把其中的Make作為關(guān)注焦點(diǎn)，將計(jì)劃、技術(shù)方案、調(diào)度、執(zhí)行和控制等對(duì)應(yīng)的五個(gè)信息系統(tǒng)集成連接。REPAC模型不只是針對(duì)MES三層模型的中間層，而是與相應(yīng)系統(tǒng)一起連接在經(jīng)營(yíng)系統(tǒng)的閉環(huán)回路中。

在AMR的INTECHl994年5月號(hào)上，對(duì)MES的概念表述如下：MES是在公司的整個(gè)資源按其經(jīng)營(yíng)目標(biāo)進(jìn)行管理時(shí)，為公司提供實(shí)現(xiàn)執(zhí)行目標(biāo)的執(zhí)行手段，通過(guò)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)連接基本信息系統(tǒng)的理論數(shù)據(jù)和工廠的實(shí)際數(shù)據(jù)，并提供業(yè)務(wù)計(jì)劃系統(tǒng)與制造控制系統(tǒng)之間的通信功能。

　　因此，MES不只是工廠的單一信息系統(tǒng)，而是橫向之間、縱向之間、系統(tǒng)之間集成的系統(tǒng)，即所謂經(jīng)營(yíng)系統(tǒng)，對(duì)于SCP、ERP、CRM、數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)等近年被關(guān)注的各種企業(yè)信息系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，只要包含工廠這個(gè)對(duì)象，就離不了MES。歸結(jié)起來(lái)，MES可以概括為一個(gè)宗旨——制造怎樣執(zhí)行，兩個(gè)核心數(shù)據(jù)庫(kù)——實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)、關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)，兩個(gè)通信接口——與控制層接口和與業(yè)務(wù)計(jì)劃層接口，四個(gè)重點(diǎn)功能——生產(chǎn)管理、工藝管理、過(guò)程管理和質(zhì)量管理，以及11個(gè)基本功能(包括重點(diǎn)功能和輔助功能)。

　二、日本的MES

日本的MES起步較早、成果較多、應(yīng)用較廣，而且與中國(guó)的管理理念相近。其特點(diǎn)如下：

(1)日本有比較系統(tǒng)地研究、介紹MES的專(zhuān)著——《MES入門(mén)》，介紹了MES的概要和發(fā)展，MES的功能、作用、軟件以及各個(gè)行業(yè)的特點(diǎn)，MES對(duì)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理、提高產(chǎn)品產(chǎn)量、質(zhì)量和降低成本等方面的貢獻(xiàn)，并提供了參考文獻(xiàn)、MES網(wǎng)址和應(yīng)用案例一覽，是一本參考價(jià)值很高的入門(mén)書(shū)籍。2004年2月，中村實(shí)和中村一世又編著了《圖解MES應(yīng)用第一線(xiàn)——從應(yīng)用案例看引入MES的注意事項(xiàng)》，這是日本的第二本MES專(zhuān)著。另外，日本很多雜志，如《計(jì)裝》、《化學(xué)裝置》、《略》、《略》、《化學(xué)經(jīng)濟(jì)》、《工場(chǎng)管理》等雜志經(jīng)常舉辦MES專(zhuān)刊或刊登MES文章，日本生產(chǎn)管理協(xié)會(huì)、工廠自動(dòng)化推進(jìn)協(xié)會(huì)、生產(chǎn)系統(tǒng)模型專(zhuān)門(mén)委員會(huì)、東京實(shí)踐經(jīng)營(yíng)研究會(huì)、實(shí)踐MES研究會(huì)、工業(yè)調(diào)查會(huì)等組織經(jīng)常組織MES的調(diào)查、研究和召開(kāi)各種主題專(zhuān)業(yè)會(huì)議。日本標(biāo)準(zhǔn)化與制造科技中心還制訂發(fā)布了OpenMES標(biāo)準(zhǔn)。

　　(2)對(duì)MES重新進(jìn)行了定義，其文化內(nèi)涵更接近于東方。首先，在MES的基礎(chǔ)上，提出了“制造管理系統(tǒng)”、“制造實(shí)行系統(tǒng)”、“生產(chǎn)實(shí)行系統(tǒng)”和“綜合生產(chǎn)管理系統(tǒng)”的新解。除了遵循AMR和MESA的定義和描述外，日本的學(xué)者更強(qiáng)調(diào)對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)各種信息的時(shí)實(shí)采集與集成，將過(guò)程信息(PIMS，工廠信息管理系統(tǒng))作為MES的核心；通過(guò)CIM(計(jì)算機(jī)集成制造)將工廠系統(tǒng)和業(yè)務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行理想整合的具體化。

　　(3)總結(jié)了日本企業(yè)引入MES軟件的必要步驟和注意事項(xiàng)。即計(jì)劃編制、組織組建、培訓(xùn)與準(zhǔn)備、需求定義、建模與差異分析、概要設(shè)計(jì)與詳細(xì)設(shè)計(jì)、客戶(hù)化開(kāi)發(fā)與測(cè)試、設(shè)備安裝定義、軟件接口規(guī)格定義與設(shè)計(jì)、接口開(kāi)發(fā)與聯(lián)調(diào)共10個(gè)步驟和注意MES在經(jīng)營(yíng)系統(tǒng)的重要地位，考慮生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)信息系統(tǒng)的五個(gè)要素——人、信息系統(tǒng)、業(yè)務(wù)規(guī)則、設(shè)備和產(chǎn)品，區(qū)分客戶(hù)信息的必要性、MES軟件包的適應(yīng)性，注重項(xiàng)目管理，強(qiáng)調(diào)應(yīng)用效果，快速實(shí)施和投用，生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)系統(tǒng)是MES成功的基礎(chǔ)等事項(xiàng)。

　　三、國(guó)外流程工業(yè)的MES

MES屬于企業(yè)管理應(yīng)用軟件的范圍，起源于離散工業(yè)，又?jǐn)U展到流程工業(yè)。

在離散工業(yè)和流程工業(yè)，生產(chǎn)管理存在著極大差異。即便是流程工業(yè)，也差異不小。例如煉油工業(yè)和化工業(yè)，雖說(shuō)像姊妹倆，但煉油卻有油品輸轉(zhuǎn)調(diào)和功能模塊，而化工則不需要。至于冶金、輕工甚至其他行業(yè)，差異就更大了。因此，目前形成了煉油工業(yè)、化學(xué)工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)、食品工業(yè)、化纖紡織工業(yè)、機(jī)器制造業(yè)、汽車(chē)制造業(yè)、航空業(yè)、造船業(yè)、半導(dǎo)體制造業(yè)、冶金業(yè)、煉鋁業(yè)等不同行業(yè)和領(lǐng)域的MES。在石油、天然氣、石油化工領(lǐng)域，裝置之間都由配管連接，過(guò)程控制非常必要。作為工廠運(yùn)行信息系統(tǒng)的DCS從20世紀(jì)70年代開(kāi)始普及，較早地實(shí)現(xiàn)了過(guò)程監(jiān)控和自動(dòng)化，但是至今DCS和MES之間的接口還是薄弱環(huán)節(jié)。在MES中，專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)了PIMS(工廠信息管理系統(tǒng)，PlantInformationManagementSystem)接收DCS實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)績(jī)效管理和運(yùn)行數(shù)據(jù)的集成。

對(duì)于流程工業(yè)，作為填補(bǔ)計(jì)劃系統(tǒng)和控制系統(tǒng)狹縫的MES的主要功能模塊，一般包括短期生產(chǎn)計(jì)劃、作業(yè)排產(chǎn)和調(diào)度(APS)，過(guò)程控制和管理，維護(hù)管理，技術(shù)信息管理，過(guò)程優(yōu)化控制(APC)，提高質(zhì)量管理功能的LIMS以及與ERP之間的連接。還有流程工業(yè)生產(chǎn)的特殊需求，如數(shù)據(jù)調(diào)理和校正、運(yùn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、公用工程平衡管理、設(shè)備壽命預(yù)測(cè)、設(shè)備性能計(jì)算(equipmentperformancecalculations)、罐區(qū)管理、罐區(qū)平衡、物料平衡等，都作為MES的單一功能模塊，并往往集成到MES系統(tǒng)中。

　　四、國(guó)內(nèi)的MES進(jìn)展

盡管在國(guó)外MES和ERP的概念同一年提出，但是ERP卻比MES的發(fā)展勢(shì)頭迅猛。因此，國(guó)內(nèi)盡管關(guān)于MES的研究、開(kāi)發(fā)和應(yīng)用只是近年來(lái)的事情，但是與國(guó)外的差距還是不大。

20世紀(jì)90年代初期，中國(guó)就開(kāi)始對(duì)MES以及ERP的跟蹤研究、宣傳或試點(diǎn)，而且曾經(jīng)提出了“管控一體化”，“人、才、物、產(chǎn)、供、銷(xiāo)”等頗具中國(guó)特色的CIMS、MES、ERP、SCM等概念，只是總結(jié)、歸納、宣傳、堅(jiān)持或者提煉、提升不夠，發(fā)展勢(shì)頭不快。

據(jù)稱(chēng)，中國(guó)最早的MES是20世紀(jì)80年代寶鋼建設(shè)初期從SIEMENS公司引進(jìn)的。中國(guó)工業(yè)信息化基本上是沿著西方工業(yè)國(guó)家的軌跡前進(jìn)，只是慢半拍而已。70-80年代以工廠自動(dòng)化為主，80-90年代以管理信息化為主。進(jìn)入21世紀(jì)初，仍然以提升工廠自動(dòng)化水平，普及DCS、SCADA、PLC、FCS和提升管理信息化水平，由開(kāi)發(fā)MIS轉(zhuǎn)向推廣普及ERP為主。但是，盡管MES層仍然是斷層、殘缺環(huán)和狹縫，人們對(duì)MES的概念、MES在企業(yè)信息化的地位已不陌生，并開(kāi)始形成共識(shí)。幾乎絕大多數(shù)大學(xué)和工業(yè)自動(dòng)化研究單位，甚至于國(guó)家、省、市級(jí)政府主管部門(mén)都開(kāi)始跟蹤、研究MES，具體表現(xiàn)為開(kāi)設(shè)MES課程，培養(yǎng)MES研究生，成立工程技術(shù)研究、先進(jìn)制造扶術(shù)、制造業(yè)信息化工程等相關(guān)研究中心和實(shí)驗(yàn)室，開(kāi)設(shè)MES網(wǎng)站、論壇和專(zhuān)欄，籌辦、主辦MES國(guó)際研討會(huì)，將MES納入國(guó)家、省、市科技發(fā)展規(guī)劃，成立MES公司和事業(yè)部，封閉開(kāi)發(fā)MES產(chǎn)品，借助國(guó)內(nèi)外產(chǎn)品實(shí)施MES工程等等。真可謂是從中央到地方，從學(xué)會(huì)到協(xié)會(huì)，從IT公司到制造生產(chǎn)廠，從綜合網(wǎng)站到專(zhuān)業(yè)網(wǎng)站，從綜合大學(xué)到專(zhuān)科院校，都卷入了MES熱潮之中。

但是，從總體上看，相對(duì)于應(yīng)用來(lái)說(shuō)，仍以研究居多，而且仍處于淺層研究；就產(chǎn)品來(lái)講，自主研發(fā)才剛剛開(kāi)始，盡管有少數(shù)國(guó)內(nèi)IT公司一方面模仿國(guó)外的模式，同時(shí)也總結(jié)提煉中國(guó)工業(yè)企業(yè)MES層面的經(jīng)驗(yàn)(know-how)，但是仍以實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)品居多，離商品化還有一段路程；就應(yīng)用來(lái)說(shuō)，像冶金、石化、煙草、食品等行業(yè)雖已有應(yīng)用，但仍屬拓荒者或先行者。

盡管如此，仍然有一批出類(lèi)拔萃者或佼佼者，下面列舉流程工業(yè)的兩個(gè)相對(duì)成型、成熟和有規(guī)模、有影響、有前途、有希望成大氣候的國(guó)產(chǎn)MES產(chǎn)品。

首先是和利時(shí)公司。其在搞硬件研究生產(chǎn)的同時(shí)，又搞軟件，先是過(guò)程控制軟件，后是管理軟件，又走過(guò)了由硬件到軟件、由企業(yè)單層信息系統(tǒng)到集成信息系統(tǒng)的歷程。為了滿(mǎn)足工業(yè)發(fā)展需要，它研發(fā)了流程行業(yè)生產(chǎn)管理系統(tǒng)HOLLIAS-MES(ManufacturingExecutionSystem)。

　　I/OServers支持OPC、DDE等多種通訊接口協(xié)議，可連接到由和利時(shí)、橫河、霍尼韋爾、西門(mén)子、羅克韋爾、ABB、費(fèi)希爾羅斯蒙特、日立、三菱、歐姆龍等工業(yè)自動(dòng)化廠家生產(chǎn)的DCS、PLC、RTU等設(shè)備。并提供ODBC接口，可與ERP等企業(yè)經(jīng)營(yíng)管理系統(tǒng)集成，實(shí)現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)的管理控制一體化。

另一個(gè)國(guó)內(nèi)知名的產(chǎn)品是浙大中控的ESP-Suite——企業(yè)綜合自動(dòng)化整體解決方案。浙大中控也是由從硬件單機(jī)到DCS系統(tǒng)，從硬件系統(tǒng)到軟件系統(tǒng)，由DCS層、ERP層到MES層的模式發(fā)展起來(lái)的。ESP-Suite是面向流程工業(yè)企業(yè)的綜合自動(dòng)化整體解塊方案，包括企業(yè)資源規(guī)劃(ERP)、生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)(MES)和過(guò)程控制系統(tǒng)(PCS)三個(gè)層次的軟件產(chǎn)品、工程與技術(shù)服務(wù)。ESP-Suite企業(yè)綜合自動(dòng)化整體解決方案包括以綜合信息集成軟件平臺(tái)(基于關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù))和實(shí)時(shí)監(jiān)控軟件平臺(tái)(基于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù))為核心的一系列應(yīng)用軟件。

當(dāng)然，國(guó)內(nèi)還有一些接近T-MES、I-MES和MES-Ⅱ的產(chǎn)品，不一一列舉。綜上所述，國(guó)內(nèi)的一些產(chǎn)品不能說(shuō)達(dá)到爐火純青的程度，但基本上符合AMR、MESA、ISA提出的主要定義、模型和標(biāo)準(zhǔn)。不管是國(guó)內(nèi)，還是國(guó)外，要推進(jìn)MES的推廣和普及，還任重而道遠(yuǎn)。

　　五、MES的發(fā)展關(guān)鍵是建模技術(shù)

隨著因需而變的理念提出，西門(mén)子公司為MES指出了一個(gè)全新的發(fā)展方向，它將MES建立在一種結(jié)構(gòu)之上，通過(guò)這種結(jié)構(gòu)，用戶(hù)可以用層級(jí)模型(HierarchicalModel)將各種專(zhuān)用產(chǎn)品(組件，Component)協(xié)同起來(lái)，來(lái)描述業(yè)務(wù)和生產(chǎn)作業(yè)。這正是西門(mén)子在全面集成自動(dòng)化(TotallyIntegratedAutomation)中所展示的概念。

近年來(lái)，一種新的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)正在成為企業(yè)的行為規(guī)范—控制系統(tǒng)集成規(guī)范。這就是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織/國(guó)際電工委員會(huì)的IEC/ISO62264和美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)組織/美國(guó)儀表系統(tǒng)與自動(dòng)化學(xué)會(huì)的ANSI/ISA-95，它定義了企業(yè)級(jí)業(yè)務(wù)系統(tǒng)與工廠車(chē)間級(jí)控制系統(tǒng)相集成時(shí)所使用的術(shù)語(yǔ)和模型。該標(biāo)準(zhǔn)還定義了中間層MES系統(tǒng)應(yīng)支持的生產(chǎn)作業(yè)活動(dòng)。

很多供應(yīng)商、用戶(hù)、顧問(wèn)都參與了該標(biāo)準(zhǔn)的制定和定義。這就確保了該標(biāo)準(zhǔn)具有堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)以及高度的可用性。該標(biāo)準(zhǔn)目前由三部分組成，其中第3部分定義了MES的作業(yè)活動(dòng)。它著重闡述了與生產(chǎn)(Production)、維護(hù)(Maintenance)及質(zhì)量(Quality)等有關(guān)的作業(yè)活動(dòng)。通常來(lái)說(shuō)，這些活動(dòng)都是同等重要的，不過(guò)，如果和生產(chǎn)或者生產(chǎn)作業(yè)無(wú)關(guān)的話(huà)，可能也就不需要維護(hù)作業(yè)或質(zhì)量作業(yè)了。

過(guò)程控制、MES及ERP之間的完全集成對(duì)現(xiàn)代企業(yè)的商業(yè)運(yùn)作來(lái)說(shuō)是至關(guān)重要的。制造系統(tǒng)是由許多不同的功能相互協(xié)同而構(gòu)成的。制造系統(tǒng)的整體集成可以幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)一流的運(yùn)營(yíng)效率，相反，零散的解決方案將成為車(chē)間績(jī)效改善的瓶頸。

　　六、結(jié)語(yǔ)

從國(guó)外的發(fā)展趨勢(shì)看，已經(jīng)形成了一批MES軟件產(chǎn)品和解決方案，出現(xiàn)了一批以MES為核心產(chǎn)品的工業(yè)企業(yè)管理應(yīng)用軟件公司，而且企業(yè)信息技術(shù)應(yīng)用的焦點(diǎn)已經(jīng)由ERP轉(zhuǎn)向MES，然而MES的標(biāo)準(zhǔn)化仍有大量工作要做。

　　從國(guó)內(nèi)的發(fā)展趨勢(shì)看，CIMS、MES、ERP等概念都進(jìn)入中國(guó)較早，但只以DCS為代表的底層自動(dòng)化和以ERP為代表的管理系統(tǒng)普及速度較快，因此，中國(guó)工業(yè)企業(yè)的信息孤島和缺損環(huán)鏈現(xiàn)象比國(guó)外更為突出，也就是對(duì)MES層的認(rèn)識(shí)相對(duì)落后，但是，確實(shí)有一些公司在加快開(kāi)發(fā)中國(guó)式的MES產(chǎn)品或應(yīng)用國(guó)外的MES產(chǎn)呂，而且勢(shì)頭較好，同時(shí)，在認(rèn)識(shí)觀念上由關(guān)注ERP到關(guān)注MES的轉(zhuǎn)變也已開(kāi)始。

從技術(shù)角度看，MES的功能正在向控制層和計(jì)劃層滲透，三層結(jié)構(gòu)的分工可能更模糊。MES功能中的計(jì)劃排產(chǎn)與執(zhí)行調(diào)度模塊(APS)越發(fā)突出的推廣普及。它應(yīng)是MES的核心。單一功能的MES產(chǎn)品正在向集成的MES和整體解決方案發(fā)展。信息技術(shù)領(lǐng)域的分布對(duì)象技術(shù)(CORBA、DCOM等)標(biāo)準(zhǔn)日臻成熟是MES發(fā)展和集成的基礎(chǔ)。DCS和ERP的普及和提高進(jìn)一步推動(dòng)了MES的發(fā)展和推廣。