引言：随着物联网的快速发展，未来制造业将会以CPS的形式建立全球网络、整合设备、仓储和生产设施。一般地，企业生产运营管理的流程是分为三层——计划层、执行层和控制层。为了弥补计划层与控制层之间的信息断层现象，控制层MES应运而生。而MES系统，则是未来智能制造的灵魂。
自2014年以来，全球先进装备制造强国纷纷推出了工业制造“升级版”如德国的工业4.0、美国工业互联网、中国制造2025等。随着物联网及服务的引入，制造业在不久的将来将以CPS(cyberphysicalsystems，信息物理系统)的形式建立全球网络，整合设备、仓储和生产设施。工业制造“升级版”的核心在于通过信息化、数字化打通信息流，打造更低成本、更高性能、更大柔性的生产制造能力，实现智能生产制造。一般地，企业生产运营管理流程可以分为三层，分别是计划层、执行层和控制层。企业通过计划层管理(ERP、MRP等)系统，根据客户需求、库存和市场预测等情况整合企业现有的生产资源，编制生产计划;执行层根据计划层下达的生产计划制定车间作业计划，安排控制层的加工任务，对作业计划和任务执行情况进行汇总和上报。整个工厂的生产过程并不透明，当生产计划变更、物料短缺、设备故障、出现加工质量等问题时，信息不能有效传导，生产不能及时调整优化。为了弥补计划层与控制层之间的信息断层现象，控制层MES应运而生，MES对于生产信息实施监控，向上对计划层进行传导，向下对执行层进行控制，将企业上层生产计划系统与车间下层的设备控制系统联系起来，填补了上层与下层之间的鸿沟，打通工厂信息通道，使其成为实现工业制造“升级版”的基础和必要条件。
MES基本功能：
MES系统是一套面向制造企业执行层的生产信息化管理系统。MES可以为企业提供制造数据管理、计划排程管理、生产调度管理、库存管理、质量管理、人力资源管理、工作和设备管理、工具工装管理、采购公里、成本管理、项目看板管理、生产过程控制、底层数据集成分析、上层数据集成分解等管理模块，为企业打造一个扎实、可靠、可行的制造协同管理平台。MES起初是美国公司AMR在上世纪90年代提出的，旨在加强MRP计划的执行功能，把MRP计划通过执行系统同车间作业现场控制系统联系起来。这里的现场包括PLC、数据采集器、条形码、各种计量及检测仪器、机械手等。MES系统设置了必要的接口，与提供生产现场控制设施的厂商建立合作管理。随着云计算、移动终端和大数据等新技术融合到工业自动化领域当中，制造业正从信息化迈向智能化。而智能化是务必将运用MES把碎片化、零散化的数据进行整合分析，通过数据互联互通，打通企业产品设计、客户管理、供应链管理、效率管理系统，实现底层控制层、中层执行层、上层计划层的整体优化，最终使制造业企业资产使用效率更高、产品生产成本更低、市场风险可控，提高制造业整体竞争能力。
MES应用成熟度分析：
MES属于企业信息化的一部分，由美国AMR公司首先提出，随后在美国欧洲得到快速发展。MES软件未来市场空间广阔，复合增速保持在40%左右。2014年全球MES行业市场规模约为416亿元，过去5年保持年均21.65%的高速增长，到2020年，MES行业市场规模有望达到931亿元，未来保持年均18%的复合增速。
图1、2004年-2020年全球MES行业市场规模：
数据来源：公开市场收集
MES在中国的需求较为旺盛，2014年MES行业市场规模约为26亿元，同比增长25%，预计到2018年市场规模将达到100亿元，未来平均增幅保持在40%左右。并且从增速对比，国内MES市场相对于国际市场增速显著更高，这得益于国内较大的工业自动化改造实践。
2009年-2018年中国MES行业市场规模
数据来源：公开市场查询
根据2013年数据分析来看，MES应用情况如下：
MES主要应用在以下两个方面的工业制造领域。流程型制造行业如石油石化、化工、冶金矿业、制药和食品饮料等民生行业;离散型制造行业如汽车、机械制造和电子通信行业。
在流程型制造行业中MES应用程度较高。2013年石油石化和化工行业原有自动化和信息化的程度较高，生产工艺发展，MES应用较早，已经进入较为成熟的应用阶段;冶金矿业由于产能过剩，行业增速放缓，MES增量需求疲软;民生行业的制药和食品饮料行业由于下游需求旺盛，MES增量需求呈现快速增长态势。
而在离散型制造行业中MES应用程度较低。离散型制造业过往通过ERP或者MRP进行企业管理，由于当时制造业各项成本较低，能保证企业较高的毛利水平，企业很少关注上层与下层之间的中间层管理工作。但随着人力资源和土地成本的不断增加，环境成本不断上升，市场竞争愈加激烈，大环境发生天翻地覆的改变，离散型制造业提出了柔性生产的要求。2013年国内汽车行业市场竞争加剧要求MES系统自上而下覆盖整车厂和汽车零部件厂。机械制造行业随着各项宏观政策的落地，基础设施建设加快，整个行业触底反弹，工程机械行业对MES需求平稳增长。而以组装为主的劳动密集型电子通信行业，对流水线速度和品质均有较高要求，关注物料供给、产品溯源和技术工KPI绩效，MES在该行业应用比较普遍。随着消费电子行业持续稳定增长，MES在该行业的应用也呈现出快速增长态势。
图1、2013年中国各行业MES市场规模及增长率
数据来源：公开资料收集整理
注：横轴代表各行业2013年MES应用规模(单位：百万)，纵轴代表各行业2013年MES应用规模增长率，气泡大小代表各行业2013年MES市场份额
随着国内外经济环境的变化，中国制造业对信息化、数据化的需求不断增加，企业更加注重精益生产、柔性制造。作为中层执行层的MES，需求也呈现出快速增长的态势。2013年市场同比增长较快，整体市场规模接近15亿元。相比较国外MES，我国MES行业发展历程较短，市场刚刚兴起，通过借鉴外国先进MES厂商的发展模式，根据下设备厂商需求，专门研制符合国内制造业的MES系统。MES在发达国家已实现产业化，并出现了一批领军企业。国内企业现状规模较小，竞争力较弱，但由于国内制造业MES使用率较低，所以市场弹性较足，加之国内软件型人才成本较低和软件服务企业更加了解制造业生产流程，因此国内会比较快速成长出一批优秀的MES企业。
此外，“工业 4.0”的产业思潮近年来席卷全球，将会是中国制造业转型升级的方向。工业4.0的核心在于通过信息化、数字化，打通信息流，实现上层、中层和下层之间信息互动，达到智能制造。工业软件存在于智能制造的每一个角落，重要的工业软件包括MES、PLM(PDM)等，MES是智能制造的灵魂，是贯穿各个环节(生产、工程技术和生产制造)的交集。MES 作为制造业企业信息化的重要组成部分，在“工业 4.0”时代有着非常广阔的应用前景。
中国是一个制造业的大国，得益于中国制造业近年来的迅猛发展以及中国制造业企业在信息化、数字化方面不断加大的资金投入，MES在中国的应用空间是非常巨大的，在可预见的未来都将保持平稳较快的增长速度。
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