总结MRPⅡ实施成功率较低的教训，并吸收日本实时生产系统（Just In Time，JIT）经验的基础上，提出既重视计划又重视执行的管理新思想，提出制造执行系统MES的概念。
它有11个功能的MES功能组件和集成模型。该模型强调MES是一个与其他系统相连的信息网络中心，在功能上可以根据行业和企业的不同需要与其他系统集成，为实施基于组件技术的可集成的MES提供了标准化的功能结构、技术框架和信息结构。它包括计划的管控、数据采集、质量的控制、整个物料的运作，包括设备的维护、产品追溯等功能模块等。
MES的功能很全面，但还只是局限在注重车间优化管理而未达到生产车间的全局优化。这也是工业4.0大热的趋势下，智能MES在2014年火热而被人们广泛关注的原因所在。
传统MES“进化”
现在，随着工业4.0标准的制定与影响，传统的MES也正在发生着潜移默化的改变。智能化的MES被提上日程，也为广大制造企业所关注。丁德宇表示，区别于传统MES的改变，主要表现为以下3个方面。
自控方法大不同实现工业4.O标准的主要信息技术为信息物理系统（Cyber PhysicalSystems，简称CPS），这个系统属于自动控制领域。但是它区别于原来大家所认知的自动控制范畴。
以前，企业信息化使用更多的是采用现场总线的自动控制的方法。也就是说，自动控制与计算机控制是有很多区别的。计算机是依靠软件去指挥硬件，而自动控制依靠的是电路，靠一些小的程序去控制机器与设备。CPS作为计算进程和物理进程的统一体，是集成计算、通信与控制于一体的智能系统。信息物理系统通过人机交互接口实现和物理进程的交互，使用网络化空间以远程的、可靠的、实时的、安全的、协作的方式操控一个物理实体。例如.企业要把1 0台机器设备进行联网，可以采用现场种线的方式。而使用CPS的方法，需要依靠计算机与网络系统。
在工业4.0的影响下，智能MES的发展是一个大趋势，在企业物联网、互联网化影响之后，MES从生产系统底层开始，自动控制的部分已经向计算机信息技术靠拢，也就是向网络化的控制技术靠拢。同时，从技术的微观角度来看，传统的MES正逐渐从原来的自控技术转向智能化的网络、计算机技术等方向。
三大整合成关键 工业4.O强调三方面内容的整合，我们叫横向整合，也就是供应链的整合，是其对上下游物流体系的全面整合。另外就是纵向整合，从客户定单，通过市场销售、计划管理，再到ERP的执行的整合。还有一个就是工业4.0惟一全新的概念，产品众包的设计概念。
以前，企业对设计的概念是公司的设计人员组建团队去完成产品的前端设计。其实，德国人很早以前，就开始对产品的研发设计进行外包，他们提出“客户设计”概念，就是产品设计再也不是一个团队在办公室内进行，而是让地球上任何一个角落的人都有可能参与产品
从智能工厂角度来讲，传统MES的边界会被扩大，从一个车间扩大到一个厂纪的范畴。设计。
在工业4.0强调横向整合f供应链的整合和智慧化）、纵向整合（订单、排产、排程，直到装配和加工）和设计整合（含众包设计和客户设计）的趋势下，从设计直到装配和作业，MES自始至终是核心系统。就算是在工业4.0的趋势下，企业也不可能抛开成熟的系统，从头做起，所以，在工业4.0的影响下，就要把MES从一个完全车间内的范畴扩大到了工厂的范畴，再从智慧工厂的角度，逐渐完善其功能。
供应链协同是挑战MES要同时向纵向与横向两个方面整合，纵向整合也就是生产体系的整合，横向整合就是供应链的整合。当然，在工业4.0的标准下，对于两种整合，美国人与德国人还存在较大的区别。德国人注重的是生产体系中的产品设计端，而美国人则注重产品设计生产出来之后的售后服务端。
美国人强调的重点是个性化的生产，如果生产个性化，售后服务的负担势必会大大增加。如汽车行业，一种型号的汽车卖了20万辆，那么，通过培训，售后维修工会对固定的车型进行维修，在重复着进行对同一车型的相同知识下的维修工作。而个性化的车型就要求维修人员的水平，也会增加维修的时间与成本。另外，工业4.O的核心，就是廉价的个性化，追求的是个性化产品的廉价，也就是说，将来个性化产品可以卖到大规模生产产品的价格。所以，产品个性化后，售后服务的负担会非常重，企业的生产环节、技术环节，怎么与售后服务相配合，为个性化的售后服务做好准备。
事实上，从智能工厂角度来讲，传统MES的边界会被扩大，从车间扩大到工厂级（如图1）。生产工厂这一级讲究的是供应链的协同，要想满足个性化的生产，这不光对产品的设计前湍有很高的要求，同时，对生产售后同样有要求，对供应链要求的压力会更大。
零部件有很多种，很可能是上游企业生产完成，在个性化产品的要求下，零部件本身就已经个性化了。因此，在产品流通过程中，应对整个供应链进行管理和协调，从而需要MES向物联网化、互联网化趋势迈进，满足工业4.0的要求，这样MES的边界在扩大，功能也在扩大。
迈出智能化步伐
在智能制造的大趋势下，中国制造企业如何迈出MES的智能化步伐呢？以一个小案例开始……
国内的某家机械制造企业，以前，车间生产的派工是按人头分发，1台机床1个工人，对于工作的分发，分发到人与分发到机床没有任何区别。对工作来讲，一天工作8个小时，工人加工1个零件如用时1个小时，一天可以加工8个零件。
而现在，企业引进了数控车床，车间里平均1个工人操控5台机床，但企业的分工还是按照1个工人工作8个小时，1天生产8个零件的分工方法。这就造成车间工人闲暇时间增多，整个企业管理层面对的是生产任务无法完成。虽然，管理人员用秒表计算1个零件的完成工作时间为1小时，一天只能生产8个零件，但却忽略了1个工人可以同时操控5台数控机床进行生产，一天可以生产40个零件的事实。
这说明，企业在引进先进设备的同时，管理却远远没有跟上。将5台机床当1台机床使用，造成资源浪费之外，也使得企业生产成本大大增加。实际上，生产车间的管理，大部分都是细节化的管理，国内很多制造企业却往往“重设备，轻管理”。
目前，中国制造企业的数控设备越来越多，中国很多企业的自动化水平都比欧洲企业先进。丁德宇表示，国内很多家企业可以投资几十个亿建设发动机生产线，而好多操作却用手工完成。使用设备时，用U盘拷贝一套在另外一台计算机上编好的数控程序，再去操作。这样无法预估拷贝的错误概率。如MES的管理就变成了数控测试与加载，完全是闭环模式。
这些现象被国外制造企业的管理人员认为是不可思议的。他们会提出疑问，如此昂贵的生产线，到底能生产多少好的产品？投资是否能很快的收回？面对这一现象，丁德宇指出，有的企业可能会花几个亿，甚至十几个亿买设备，却不愿意花几百万或几十万将系统智能化。所以，中国制造企业往前走的第一步，就是不能只重视硬件，也要重视设备智能化和系统化的管控。
以上存在的现象与问题也反映了，中国企业要想迈出智能化的步伐，就要全面的考虑，并整体布局。
MES是智慧工厂的3个维度的交叉点和关键点，是当之无愧的智慧工厂的“大脑”。谷歌把智慧工厂视为物联网的三大领域之一，同时智慧工厂的“信息产品”一一产品档案又是服务互联网的起点（如图2）。
企业按照工业4.0智慧工厂的理念去全面提升企业管理，可以从以下3个方面人手。
生产制造 从ERP的产品计划出发，通过计划MRP展开上游生产环节的生产计划，把生产计划细化并派工到设备/人工，详细排程，并根据生产进展和异常进行动态排程，分批次管控或单台管控，设备联网采集和控制，采集实绩并报工。
供应链 通过存储资源管理（StorageResources Management，SRM）、采购物流和制造物流，把外购、自制和外协物料“准时”调达到生产现场，批量或单件管控，支持智能料架、AGV和集配等，并对在线库、扣料、在制品和成品进行管控，支持生产判断和缺料预警。
工程技术 MES管理MBOM、辅助工艺或现场工艺，支持差异件指示、装配指示、现场看图和装配仿真等，并根据关重件、物流追溯和MBOM等形成产品档案。在“个性化生产”时代，产品档案是客服支持的主要数据源。
MES管理提升的方法论，就是要重视MES定位，要认清在智能制造趋势下MES的概念，当企业将MES的定位与ERP放在同等重视的程度上，企业的生产管理自也会提升上去。
企业生产管理的提升不是一个简单的概念，而是要实实在在的把整个生产管理理顺。企业要想做到管理上的提升，就要重视管理，所以，MES提升的方法论，就是要重视MES定位，认清在智能制造趋势下MES的概念，不要将MES当成一个小的程序与模块。当企业将MES的定位与ERP放在同等重视的程度上，企业的生产管理自然会提升上去。
MES有很多生产管理的细节，也是企业中工作人员最多，生产装备最多，年投资最大的一个部分。如果一个企业轻视MES的管理，自然会拖企业后腿。所以，企业一定要明确，在智能生产下，MES的清晰定位。将企业大小各异的生产设备、方式各异的生产环节、以及协同各异的人机互动及整个车间层次不同的网络感应布置，促使企业的设备产能、人员配置、产能控制、生产节拍、工艺调整等都将有条不紊的展开，保障了流水线上有章法可遵循，有数据作支撑，从而形成灵性互动的局面。
与大数据紧密结合
MES在价值链中，不只是一个固定的中间环节，从企业的采购端、设计端一直到销售服务端，充满了MES的身影，这与MES产生大量的实时数据分不开。
近几年，一直较热门的话题之一便是大数据，其实MES作为一个基础平台，与企业的其他信息系统需要进行紧密关联。现在，很多企业慢慢地意识到，大量的数据必须从MES系统进行抓取，如果从MES系统提取不到数据，后续工作基本无法完成。如汽车行业，在整个价值链中，特别是在后端，包括服务、备件等体系，也越来越关注一个问题，就是整车的零组件目录，以及生产加工中使用零部件的详细信息。
北京元工国际科技股份有限公司智慧制造事业部项目总监丁鹏飞表示，在整车生产的整个环节中，除了MES系统，其他系统提供不了数据参考。为更好地展示于后端的系统平台，就必须以MES生产中搜集的相应信息，作为数据来源，才能与其他系统进行搭建。
从标准的MES系统来讲，采取的是分布实施的方式，这对于大型的制造集团企业来讲有很多益处。集团公司下的每一个分公司是完全独立的MES系统，这些系统在统一后，可以将大量数据放置在以财务为准的ERP系统中。
丁鹏飞指出，目前，在一些汽车制造企业中，MES产生的大量数据与ERP产生的有效数据可以在后端进行相应的同步，达成整个生产体系以及整个供应链的数据价值项。所以，从整个价值链来讲，MES不是一个独立的系统，它绝对是重要而庞大地一套系统。
现在，在国内，大数据应用的稳定性以及成熟度依然还只是起步。制造企业每天产生的数据量非常庞大，在这个基础上，利用大数据进行优化生产与管理是非常高效的。但是，从目前，中国制造企业信息化水平的角度来看，大型的集团企业，还是很难将各分公司的所有数据进行集中并形成数据仓，为企业提供相应数据的分析和挖掘。
事实上，目前，大部分中国制造企业都是从每个MES分布点上抓取部分核心数据，而进行合并与数据分析。丁鹏飞认为，未来的5-6年，国内会有一部分汽车制造企业在数据深度发掘方面有较大作为，这些企业有一个共同特点就是牢牢地把握数据源头也就是MES系统的升级与优化，将所有数据进行集中，发挥数据挖掘的优势，这也为企业生存争取了主动权。
东风MES先行
目前，在智能制造的趋势下，制造企业应在全局角度，构建企业数字制造的战略规划。企业需要在数字化的基础上，进行智能化的升级或拓展。
对于企业来讲，如何将新化手段与数字化设备在管理与生产上有机结合，是很多企业都在探讨的一个热点话题。特别是在汽车行业中，汽车行业的主体是以大型流水线为主，主要体现生产节拍的有效控制，以及与整个物流体系的有效配合，也就是说汽车行业主要追求的是如何让生产效率更快。
下面以东风汽车集团股份有限公司（以下简称：东风）的MES实例，为大家介绍东风如何以MES为切入口，建立高效而有力的MES管理体系。
东风主营业务是设计、制造和销售东风系列及东风日产系列轻型商用车等产品，目前，产品结构覆盖轻型卡车、皮卡、工程车、微型卡车等众多车型，是中国最大的轻型商用车生产企业。2014年汽车销售总量、东风品牌、日产品牌销量均再创历史新高，达380多万辆。
MES为切入口在庞大的业务背后，是企业信息化强而有力的支撑，东风的企业组织信息部负责信息化从规划、开发、运行到基础架构的搭建，东风MES有优异而突出的表现。东风汽车集团股份有限公司组织信息部业务主任李丽萍表示，东风作为合资企业，在2003年就已导入丰田精益生产的生产与管理方式。在以MES为主导的前提下，供应链建设水平处于国内领先水平。
东风的MES主体是以物流跟踪实时监控，体现了供应链的实时性。在人机结合方面，人员包括一线加工者、物料整理者和投送者。机器包括先进的生产链或加工设备、检测设备等，东风将这两部分有效连接。同时，做到优化和同步。在硬件设备与人员满足的情况下，如何能组成协同生产指挥系统，如何去指挥整个生产环节，使系统更高效的完成生产呢？
李丽萍表示，东风在以MES为切入点后，将MES向供应链进行延伸，主要包括整个公司的物料需求计划（Material RequirementPlanning，MRP），包括库存、企业内物流、场外物流，还有供应链管理（Supplychain management，SCM）的整合。另外，在研发领域，贯穿从研发、生产到售后的计算机集成制造（Computer IntegratedManu-facturing，CIM）管理流程。
分步骤实施从2005年之初，东风在提倡智能制造的“主旋律”背景下，先期导入了一套MES系统，将生产线、检验设备、管理人员、物流配送在智能制造的框架下分别搭建。2009年，东风在原有MES基础上进行了一次全新的整合优化。原因是，在业务迅速提升的情况下，以单一工厂MES生产系统，已不足以支撑企业集团化的发展，也不利于集团的集中管控。所以在集团搭建的IT构架下，与集团财务系统进行整合，实现财务一体化。但是，东风MES建设，智能制造的方针一直没有变。第二期的MES整合是对各单一工厂的MES直接进行相应的集中，以及相互之间进行推广。
从被动到主动传统的MES是被动的接受定单，并进行生产。现在，东风依托网络技术平台，个人客户和产品设计的要求，能实时地反应到生产当中。李丽萍指出，对于汽车行业客户的定制需求，尤其针对一些大客户或者是出口的军品，是有很多特殊指定需求的。这些特殊指定需求要放到MES系统里，同样也要对接很多这种客户特殊指定的需求项能够实施长项引导，如产品当前在一个什么生产环境里、零部件是否已经生产完毕、组机是否已经开始装配、还是已经进入调试环节、或者进入成品库待发交状态等，都能够在整个MES系统中进行监控。
东风在提倡建立每个产品的档案信息，就是对于每台整机，建立或者创建每一台整机的档案，这种档案是包含产品从最原始的比如说从发动机的生产，到总装配的生产，每一个加工的生产进度，每一个生产的对应的时间节点和加工的人员，以及原材料来自的供方，都能够第一时间检索到。在这些方面，东风完全做得到。这也让东风的MES生产从被动转向主动生产。@
责任编辑：皎丽丽jiao_lili@chip.cn
东风以MES为切入点，将MES向供应链进行延伸，主要包括库存、企业内物流、场外物流，还有SCM的整合。另外，在研发领域，贯穿从研发、生产到售后的CIM管理流程。
在工业4 0的愿景下 智能工厂的速效生产是必备条件之一。MES也跳出仅仅局限于企业生产内部的壁垒迈向全球化、全局化生产的范畴。在产品个性化前提下实时的应对客商需求是企业生存的根本所在。
智能MES被关注的最重要的一项内容便是其生产过程中的快速反应。生产现场的异常能够快速协同相关部门 并进行处理。也就是说智能MES不再完完全全按照计划方式进行生产。MES处理异常生产情况的最大优势就在于它能够实时地获取现场的异常数据。而传统的MES对现场的异常反应往往是滞后的。
目前 中国大多数制造企业还没有认识到智能MES的这些优势当然认识必须要上升到一定的程度。对于企业来讲首先大家达成一致共识。其次在引入MES过程中 涉及到的组织架构以及智能优化和调整必须到位。同时对于生产一线的实际操作与管理必须要同步进行不能出现软硬“两层皮”的现象。最后就是对企业设备以及上、下游业务的协同与支撑。
从国家政策导向来讲 目前国家对德国工业4.0的宣传力度在不断加大相关利好政策也在制定与发布中。而从企业角度企业也迫切的感觉到智能制造袭来的紧迫性开始从重视市场逐步转变为侧重于生产与产品质量。在如此良好的氛围下企业的智能化设备更加需要良好的系统进行管控笔者相信智能MES发展的脚步已经迈入春天里。
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