1990年11月，美国先进制造研究中心AMR（Advanced Manufacturing Research）就提出了MES（制造执行系统）概念。1997年，MESA提出的MES功能组件和集成模型，包括11个功能，同时规定，只要具备11个功能之中的某一个或几个，也属MES系列的单一功能产品。2004年，MESA提出了协同MES体系结构(c-MES)。
20世纪90年代初期，中国就开始对MES以及ERP的跟踪研究、宣传或试点，而且曾经提出了 “管控一体化”，“人、财、物、产、供、销”等颇具中国特色的CIMS、MES、ERP、SCM等概念，只是总结、归纳、宣传、坚持或者提炼、提升不够，发展势头不快。
国内最早的MES是20世纪80年代宝钢建设初期从SIEMENS公司引进的。中国工业信息化基本上是沿着西方工业国家的轨迹前进，只是慢半拍而已。几乎绝大多数大学和工业自动化研究单位，甚至于国家、省、市级政府主管部门都开始跟踪、研究MES。从中央到地方，从学会到协会，从IT公司到制造生产厂，从综合网站到专业网站，从综合大学到专科院校，都卷入了MES热潮之中。
制造执行管理系统(MES)是企业CIMS信息集成的纽带，是实施企业敏捷制造战略和实现车间生产敏捷化的基本技术手段。工厂制造执行系统MES是国际上迅速发展、面向车间层的生产管理技术与实时信息系统。MES可以为用户提供一个快速反应、有d性、精细化的制造业环境，帮助企业减低成本、按期交货、提高产品的质量和提高服务质量。适用于不同行业(家电、汽车、半导体、通讯、IT、医药)，能够对单一的大批量生产和既有多品种小批量生产又有大批量生产的混合型制造企业提供良好的企业信息管理。一、MES系统的优势
1优化企业制造管理模式，加强过程管控，平衡企业资源利用率，优化产能，提高运营效率，实现精细化管理的目标。
2加强各生产部门的协同办公能力，提高工作效率，降低生产成本。
3提高生产数据统计分析的及时性和准确性，避免人为干扰，促进企业管理规范化。
4为企业的产品、中间产品、原材料的质量检验提供有效、规范的管理支持。
5实时控制计划、调度、质量、工艺和装置运行等信息，以便各相关部门及时发现和解决问题。
6提高制造系统对变化的响应能力和客户服务水平。
7利用MES系统建立标准化的生产管理信息平台，使企业内部现场控制层和管理层之间的信息能够互联互通，从而提高企业的核心竞争力。
二、什么是MES系统？
制造执行系统是制造执行系统；
1MES系统定义
MES是在根据企业经营目标管理企业整体资源时，为企业提供实现执行目标的执行手段。它通过实时数据库将基础信息系统的理论数据与工厂的实际数据连接起来，并提供业务计划系统与制造控制系统之间的通信功能。
2MES系统功能
MES在整个企业信息集成系统中起着承上启下的作用，是生产活动和管理活动之间信息沟通的桥梁。要“重新规划”企业的生产计划，“指令”生产设备“协调”或“同步”动作，及时响应产品生产过程，利用当前的准确数据及时调整、改变或干预生产过程。
MES采用双向直接通信，在整个企业的产品供需链中，不仅将企业的期望(计划)传达给生产过程人员，还向相关部门提供产品制造过程状态的信息反馈。MES收集从接受订单到制造最终产品全过程的各种数据和状态信息，目的是优化管理活动。它强调的是当前的视角，即准确的实时数据。
MES专注于企业生产，一个直接给企业带来效益的增值过程。MES强调控制和协调。
三、MES系统功能
1盖洛普制造企业制造执行系统(MES)作为先进车间管理技术的载体，在帮助制造企业实现生产数字化、智能化和网络化方面发挥着重要作用。1通过条码技术跟踪产品从材料投产到成品入库的整个生产过程，实时采集生产过程中的所有事件，让整个工厂车间完全透明化。
2改变原有的人工输入流程，实现准确、及时、快速的数据反馈，避免人为输入错误，更重要的是使现场生产人员能够专心于业务 *** 作，提高工作效率。
3使产品在整个生产过程中清晰透明，快速找出质量问题的原因，制定解决质量瓶颈的措施，实现产品质量可追溯，降低质量成本。
4支持成品、半成品、工具和工装的库存管理。当车间各工作中心接到加工任务时，工装/刀具仓库可以快速准备所需刀具的种类和数量，准确方便。
5实时记录和监控生产流程和加工任务的完成情况、人员工作效率、劳动生产率、设备利用率、产品合格率和废品率等。通过系统全面的统计信息查询功能，可以及时发现实施过程中的问题并加以改进。
6为企业实现设计制造一体化提供先进技术储备，支持企业实施精益生产和精细化管理。
“并非大鱼吃小鱼，而是快鱼吃慢鱼，企业必须提升执行力才能超越更快的竞争者。”
1990年11月，美国先进制造研究中心AMR（Advanced Manufacturing Research）就提出了MES（制造执行系统）概念。
20世纪90年代初期，中国就开始对MES以及ERP的跟踪研究、宣传或试点，而且曾经提出了 “管控一体化”，“人、财、物、产、供、销”等颇具中国特色的CIMS、MES、ERP、SCM等概念，但在总结、归纳、宣传、坚持或者提炼、提升等方面还不够，发展势头不快。国内最早的MES是20世纪80年代宝钢建设初期从SIEMENS公司引进的。
在应用方面，国内的MES明显落后于发达国家。中国大部分制造企业还过度依赖人力进行生产，因此收集完整、可靠的数据化信息非常困难。MES是制造执行与控制管理系统，由于制造过程及过程控制对象的复杂性和专有性，使得MES系统形态有比较大的差异，应用模式也可能完全不同，这些因素客观上造成了MES产品与服务市场的多样性。由于MES的多样性、复杂性、特殊性以及特定行业的需要性，MES在国内市场已经出现较大的需求。
当前，随着工业40、智能制造概念的深入人心，互联网、大数据、人工智能、物联网等新技术不断取得重大突破，全球制造业都在不断探索新的突破发展瓶颈的方法。MES系统的出现，为制造企业早日实现工业40成为可能。
传统制造企业面临的问题：
生产计划、生产工艺等是用电子文档或纸质文件进行记录下达；
设备独立生产，数据难以采集，集控难以实现；
物料人为配送，难以满足生产计划需求；
人、物、机达不到最优的生产搭配，产能低、耗能大，生产不透明。
业务不能一体化；
计划排程纯人工，只能多排以保证生产，严重的库存浪费；
工艺管理粗放，全凭技工经验；
现场黑箱，在制品流转、物料周转等信息不明；
质量管理“按图检验”，费时费力等等。
以上种种问题，造成了生产建设过程中大量人力、物力、财力等诸多资源的浪费。最终导致管理层生产管理信息传达不及时， *** 作层信息接收不明确，生产管理混乱，同时工件加工过程无法追溯，产品质量得不到有效的监控及控制。各岗位之间缺少有效的沟通及管理手段，生产过程中很容易出现 “答非所问”、“张冠李戴” 等问题。 “跑单子”现象占据日常工作大部分时间。
MES系统，助力制造企业进行以下变革：
现场管理细度：按天 → 按分钟/秒
现场数据采集：人手录入 → 扫描、快速准确采集
电子看板管理：人工统计发布→ 自动采集、自动发布
仓库物料存放：模糊、杂散 → 透明、规整
生产任务分配：人工 → 自动分配、产能平衡
仓库管理：人工、数据滞后 → 系统指导、及时、准确
责任追溯：困难、模糊 → 清晰、正确
绩效统计评估：残缺数据估计→ 凭准确数据分析
统计分析：按不同时间/机种/生产线等多角度分析对比
综合分析：按不同的需求综合分析不同的数据
如果把工厂的硬件设备看作是人的身体部位的话，那么MES就是人的神经系统，掌控全身状态。企业在野蛮生长的时候，可能会更加注意身体的成长，但是到了一定的程度，就要考虑更好的发育大脑，通过对工厂的实时性、可追溯的精准控制，实现企业的成本降低，效率/效益的提升。
造执行系统（MES）和仓储管理系统（WMS）起源于20世纪80年代前后。近年来，尽管我国大陆的工业和拉丁美洲、东欧以及其他亚洲国家的工业一样高速发展，但是MES和WMS还只是在北美、西欧和日本这些 发达国家得到了广泛应用。难道这就表明我国大陆和其他一些发展中国家真的不需要类似的软件吗？或者，在不久的将来，我们能看到MES和WMS软件在发展中国家得到普及应用吗？我国制造业企业面临挑战
在20世纪80年代早期，我国制造业基本上是从无到有，其工业增加值每年以07万亿美元的速度增长，在2001年测量的购买力水平，已接近美国总量的40%，并以平均每年26%的速度增长。但我国制造业的劳动力资源比西方更密集。以2001年的统计为依据，我国平均每个制造业企业有331个职工，而在美国平均每个企业的员工只有46人，我国每个职工的工资和所创造的制造业增加值只有美国的1/10。
尽管如此，我国制造业还是出现了快速发展势头。从2001年起，我国制造业企业的人均制造业增加值达到了24%的年增长率，而同时职工人数每年只增长了2%。简而言之，虽然制造业的就业人数在连续扩张，而劳动生产率增长也是明显的，已经占到了我国工业增加值的90%还多。为什么我国制造业在表面上看似乎拥有无穷的廉价劳动力资源的情况下，还要把提高劳动生产率作为长远发展的关键因素呢？这是因为我国制造业企业面临如下挑战：
我国国有企业和集体企业自发地进行了重组，增加了活力。那些依靠政府补助和配额驱动的大规模生产的劣等产品的时代已经过去。效率低下的国有企业和集体企业都面临着改组或者破产的压力。为适应形势发展，大多数企业放弃了按照标准（或者降低标准）的大规模生产，执行全面质量管理（TQM）以提高质量，解雇缺乏技术的老工人，关闭了不能产生效益的业务，这样企业就逐渐盈利。
进口原材料的涨价，暴露出了发展过程中的不足。我国是世界上最大的工业品进口国之一。从石油、钢材到水泥，这些原材料的上涨抬高了全球市场的现货价格。西方制造厂商批评我国人为地将人民币保持低的价值，来保护我国出口企业的竞争优势，但这种流通汇率也使得进口变得相对昂贵，使周边地区都感到压力。
劳动力成本的增长，在城市出现了劳动力市场吃紧。尽管按照西方标准来看，我国的劳动力工资水平处于一个很低的水平，但是制造业工人的工资增长水平仍比国民生产总值（GDP）的增长速度高很多，这应归因于劳动力增长缓慢。在我国内陆和沿海地区，新工厂的急剧增加，新工人出现严重短缺，同时农村的生活条件也得到了改善，从而减少农村流入城市的人口数量。
价格竞争不断加剧。国外企业在自身高速发展的同时，私人投资的新工厂也加速了国内竞争。结果迫使我国的制造业企业不能用涨价去克服因原材料和劳动力的上升而带来的成本增长的影响。
我国制造业企业需要提高劳动生产率
如此看来，在我国无论何时都不可能立即采用西方的自动化模式。这是因为我国的劳动力成本只占西方劳动力成本的一小部分。同样，我国的私营企业由于缺乏银行信贷的支持，它们需要支付更多的融资费用，这是因为基础建设项目和国有制造业企业吸收了大量的投资资本，而且他们不用国家税收进行投资，而是用从国有银行的借款进行投资。
简而言之，我国制造业企业不能真正投资于“自动化”，不会将MES和WMS系统作为企业的核心系统。尽管利用MES和WMS系统可以将人类的智慧传递给机器和设备，允许一个 *** 作员管理许多机器，却不存在产品缺陷的风险。此外自动化非常适合于高产量/低混合的生产，当产品生命周期很长时就更适合了。但它可能被禁止应用于低产量/高混合的、价值高的产品，尤其是产品生命周期很短的产品。然而，低产量、高混合、产品生命周期短是当今工业所面临的无法更改的事实，特别是在我国处于领先的汽车和高科技产业更是如此。
我国的制造业企业大约正在寻找让工人工作更有效的方法，由人而不用可编程逻辑控制器（PLC）系统来控制机器、设备和输送带。这就是为什么在当今我国车间和仓库中很难发现任何一个PLC系统或自动仓储和提货系统（ASRS）的原因。
案例研究1：耐久生活消费品制造业企业的原材料补给线
举一个例子，在许多西方工厂中的齿条进给高速流程生产线中，使用自动传感部件来保持原材料传输和产品生产的节拍同步。当原材料快用完时就产生补给需求，这样在WMS中就追加交货单。在仓库或收货一方，自动拾取放置设备将原材料放进手提中，然后将手提交给输送带以履行这些交货单。WMS与每个输送带的条码设备相连，在物料传输过程中，输送带扫描手提上的条码，然后把手提交给正确的、流动的物料架上。PLC设备控制这个流动的物料架、拾取放置设备和输送带。少数工人监视这些 *** 作，出现的大部分问题由WMS处理。
在我国，同样的输送带系统送料的高速产品生产线，大多数是由人工在输送带的一端把需要补给的原材料放上去，然后再将原材料从输送带的另一端取下来放到产品生产线上。但是由于我国典型的工厂是有多种复杂背景的制造业，接受和仓储作业占用的场地与产品线的场地不相邻，输送带一端的工人不可能知道另一端进展到什么程度了。结果，即使产品线中断了，仓库工人也不知道，而是继续按不确定的数量添加原材料直到输送带没有空间为止。当多条产品线共享同一个输送系统时，由于输送带的空间不足可能导致一些产品线因为主要原材料不足而停工，而另一些生产线出现原材料堆积。结果是产品生产率减小，仓库工人的生产率也会降低。
不过，我国某大型空调制造商就建立了一套不但能解决这个问题而且又成本低廉的方案，就是设置一些触摸屏和无线设备，工人在输送带的每端 *** 作这些设备。生产线工人记录原材料需求的成分，以及下一步要生产的产品，当需要补给时，在WMS系统中就产生交货单，仓库或接受方的工人就依照WMS的指示添加原材料到输送带上。这样就最优化地利用输送带的可用空间，而且减少共享同样输送系统的产品线出现原材料不足的可能性。而且这样的成效是在这个企业没有在PLC系统、流动的物料架、分拣设备上作任何投资的情况下获得的。
案例研究2：电子生产厂家的质量控制和义务
我国制造商和西方的竞争对手一样都非常注重质量控制，但西方制造商使用MES记录制造产品的系谱，并详细记录某个系列或某批产品的一些重要的产品部件。一般情况下，放置机械或工业机器人在总装配期间扫描装配件及其双亲的条码，条码信息立即反馈到计算机数据库。制造商可以用产品系谱快速查明和隔离那些可能有缺陷的产品，这些产品缺陷是由于有缺陷的部件所引起的。例如，当供应商通知他们的客户召回指定产品时，就可以利用保留下来的产品系谱检查每一个产品单元。
而我国制造商虽然在纸上记录下了曾经的失败教训，但一般还是不会记录产品系谱的。当我国制造商收到供应商的召回通知时，就需要查找所有保留下来的产品详细目录，检查每一个产品单元，尽管这些工作仅仅是为了查出极少数有缺陷的产品单元。或者更坏的情况是，他们为了查出少数有缺陷的产品，还需要从他们的客户中召回所有产品。这就大大增加了质量成本，降低了劳动生产率。
不过，即使是在我国具有市场领先地位的电视机和移动通信制造商也不会在短期内投资用于建立产品系谱的工业机器人或放置机械。他们所需要的是一个条码打印机和一些触摸屏，或者是为生产线上某些特殊装配工位的工人配备无线设备而已。他们需要供应商把条码贴到他们想要追踪的部件上。装配工人扫描装配件及其双亲的条码，条码信息就如同工业机器人或放置机械一样立即反馈到计算机数据库。
案例研究3：印刷工厂的故障检修
第三个案例是，有PLC控制的机器在运转过程中可以自动报告缺陷，并将缺陷诊断信息反馈给MES系统，以指导人们立即采取正确的故障检修。然而在我国，人们要 *** 作许多机器，如果一台机器出现故障， *** 作工人就必须召集机修工来诊断问题，然后进行故障检修。我国南方的一个印刷厂给每个印刷工人发一个触摸屏，当印刷机故障时，要求他们立即对机器输送故障码，这就可以保留机器出现故障时的环境，便于诊断，从而减少了印刷停工。从表面看来似乎没有什么，但这些减少的停工时间加起来可达到劳动生产率的10%，这样一年一年地进行改进，总体设备效能（OEE）水平竟超过了全球标准。
处于市场验证期
物联网是通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等 信息传感设备，按约定的协议，把任何物体与因特网连接起来，进行信息交换 和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物联网发 展历史悠久，可分为三个阶段：
物联网连接数超120亿个
根据全球移动通信系统协会(GSMA)统计数据显示，2010-2020年全球物联网设备数量高速增长，复合增长率达19%;2020年，全球物联网设备连接数量高达126亿个。“万物物联”成为全球网络未来发展的重要方向，据GSMA预测，2025年全球物联网设备(包括蜂窝及非蜂窝)联网数量将达到约246亿个。万物互联成为全球网络未来发展的重要方向。
下游制造业/工业占比最大
从下游领域来看，根据IoT Analytics的数据，2020年全球物联网行业下游占比中，制造业/工业占比22%排在首位，其次是交通/车联网，占比15%。智慧能源、智慧零售、智慧城市、智慧医疗和智能物流分别占比14%、12%、12%、9%和7%，排在第3至7位。
2020年物联网链接内容90%属低功耗、广域网领域
2020年整个物联网90%连接属于低功耗、广域网领域。万物互联趋势下，传统移动蜂窝网络的高使用成本和高功耗催生了专为物联网连接设计的低功耗广域连接技术，对应中低速率应用场景，拥有广覆盖、扩展性强等特征，更符合室外、大规模接入的物联网应用。
2026年市场规模接近155万亿美元
根据知名国际信息技术数据公司lDC的测算，2019年全球loT市场规模为6860亿美元，到2022年，这一数字将突破万亿美元;与此同时，2019年全球通过万物互联传输的数据规模已达到14ZB，2025年传输规模则将达到80ZB。在loT行业本身的从全球来看，目前全球物联网相关的技术、标准、产业、应用、服务处于高速发展阶段。整体上物联网核心技术持续发展，标准体系正在构建，产业体系处于建立和完善过程中。移动互联网连接和工业互联网连接是未来发展的主要趋势，根据lDC的测算数据，2020年全球物联网市场规模为7490亿美元，年平均增长率为1220%;预计2026年，全球物联网市场规模将会接近155万亿美元。
—— 以上数据参考前瞻产业研究院《中国物联网行业细分市场需求与投资机会分析报告》
MES制造执行系统成功实施的最终目的是实现智能制造，其中物联网建设及数据的采集、分析、推送对企业的智能决策至关重要，MES的上马不能一蹴而就，要在对企业现状及行业发展趋势、智能制造技术进行充分而翔实的调研基础上循序渐进、量力而行，切忌大而空和直接嫁接或剽窃其他企业成果，要做到有所为而有所不为，MES实施必须量身定做、量体裁衣，适合的才是最好的。1整体规划、分步实施
要建立一个灵活度高、可扩展性强、集成性良好和适合公司未来发展的网络拓扑总体架构。任何方案的制定都存在由粗到细的渐进过程，MES实施前期也不可能面面俱到，整体规划的同时要聚焦试点项目的开展，随着项目的深耕细作和对MES的深入理解，可以对未实施项目进行纠偏和不断完善，因此MES项目一定要分步实施、稳步推进。
2MES建设不能“乱言堂”
MES的定位、功能、给企业可带来的作用以及可实现性，项目参与者必须要做到心知肚明，要在哪些环节推进？要采集哪些信息？实现哪些功能？要输出哪些报表？要具备哪些资源？方案中必须清晰明了。并且MES建设之初就应紧密围绕数据采集和信息传递这一主线进行策划论证，任何偏离MES功能需求的提议都是不可取的，换言之，MES的参与者或推进者必须要真正了解MES。
3不应过分依赖MES开发商
企业的管理难点、痛点和实际需求唯有自身清楚，不同行业或处于同一行业的不同企业都有可能大相径庭，况且不同公司的企业文化和管理理念都存在明显的差异，无实施目标、无指导思想、无匹配框架的MES方案是空虚的、乏力的，也不会有可借鉴的实质性内容。企业在要求MES开发商出具技术方案时，应有所导向和聚焦，使其在限定的框架范围内“精工细作”，不能天马行空任其发挥。MES开发商可能接触的案例或业绩较多，但在企业具体运作和实际需求上不甚了解，难免会在企业诊断层面出现“张冠李戴”现象，从而影响MES的落地执行，因此在MES开发商引导过程中一定要严格把控是否与自身企业相适应。
4业务部门融合很重要
网络架构、服务器及网络建设、软件开发与集成是IT部门的专项，IT部门需提供强有力的后盾支持与基础保障。但真正地将MES落地，并使其功能发挥最佳，各业务需求部门（研发、工艺、质量、设备、车间）必须主导并且要深度融合，包括成立MES联合推进项目部，同时应由熟悉车间工艺流程、作业内容、质控要求、计划安排的部门担纲。
5计划模块要慎重
MES的主要定位是执行而不是计划，实施过程中不能“喧宾夺主”，并且计划要依赖于多种资源的制约和牵绊，前期要注重基础保障资源的开发，譬如物料追溯管理、制造过程透明化、ERP计划功能的开发与完善等。
6全厂级单一模块开发存在弊端
全厂范围内的MES需求调研和系统开发需协调的资源多且极为分散，并且要兼顾其他模块的拓展，不仅实施周期长、难度大、风险高，而且因项目推行初期方案成熟度不高，影响整体模块最终实现的概率较大，同时推行单一模块会造成设备硬件的综合利用水平低，投入产出比差。
7MES推进“由上至下”非常关键
作为企业“涉猎”最广的智能化项目，要统筹很多部门，要说服众多人员，要改变诸多观念，本身就是一个艰难的挑战。人心齐、泰山移，只有凝心聚力，项目才可能获得圆满成功，当然这里面不排除技术层面的争论，公司高层的顶层设计和清晰导向非常关键，要引导全员树立正确的工作目标，并对“尚方宝剑”进行充分授权和提供强有力的资源支持。
总之，MES项目的实施应根据企业自身情况进行合理规划，路线清晰、目标明确、政令统一，由简入繁、由易入难，先试点后扩展，初期切不可去尝试难啃的“骨头”，尤其是离散型明显的制造企业。
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