過(guò)去20年間，戰(zhàn)略性企業(yè)集成策略一直在制定之中。盡管實(shí)現(xiàn)該集成功能所必須的大多數(shù)技術(shù)都不存在問(wèn)題了，但是實(shí)際上只有很少的企業(yè)宣稱已經(jīng)達(dá)到類似的大集成。過(guò)去，國(guó)內(nèi) IT 界一直熱衷于開展 ERP 業(yè)務(wù)，其實(shí)我們需要明白，兩條腿走路才健全，MES 是另外一個(gè)需要高度重視的動(dòng)態(tài)信息系統(tǒng)。因?yàn)?MES 推動(dòng)生產(chǎn)制造運(yùn)營(yíng)活動(dòng)的有效執(zhí)行，利用當(dāng)前的精準(zhǔn)數(shù)據(jù)、MES 指導(dǎo)手冊(cè)、觸發(fā)事件、報(bào)告來(lái)分析工廠活動(dòng)。通常 MES 系統(tǒng)由一系列功能組成，包括從訂單釋放、生產(chǎn)制造、到最后的產(chǎn)品發(fā)貨等一系列的產(chǎn)品管理運(yùn)營(yíng)活動(dòng)，規(guī)定了產(chǎn)品整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的各個(gè)階段。

【工業(yè) 4.0 趨勢(shì)下的信息系統(tǒng)模型】
工業(yè) 4.0 標(biāo)準(zhǔn)一直都在動(dòng)態(tài)變化，以目前的趨勢(shì)分析來(lái)看，從信息系統(tǒng)模型的角度出發(fā)，表現(xiàn)為如下圖所示的特點(diǎn)：以工廠 MES 與企業(yè) ERP 為核心，云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、各層次用戶群融合在一起，可以整體實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)變化。要搞清楚這個(gè)異常復(fù)雜的模型，我們就要從核心入手，先搞清楚工廠 MES 與企業(yè) ERP 的異同與聯(lián)系。

【先搞清楚 MES 系統(tǒng)的核心：ISA-95 標(biāo)準(zhǔn)】
我們?cè)诙x MES 技術(shù)及其在改進(jìn)卓越制造的過(guò)程中所扮演的角色時(shí)，其中最重要的是 ISA-95 標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)由國(guó)際自動(dòng)化協(xié)會(huì)（ISA）聯(lián)合生產(chǎn)制造業(yè)協(xié)會(huì)，以及包括控制、ERP 和 MES 等多個(gè)行業(yè)系統(tǒng)供應(yīng)商共同開發(fā)制定而成。ISA-95 利用生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)管理（MOM），來(lái)描述 MES 的概念，在某種程度上該詞具有更廣泛含義；但是兩者其實(shí)都在嘗試，為商務(wù)物流軟件以及生產(chǎn)制造運(yùn)營(yíng)軟件之間的信息交換建模。它們還為軟件執(zhí)行的活動(dòng)、以及生產(chǎn)制造運(yùn)行系統(tǒng)內(nèi)部的信息交換建模。下圖描述了 ISA-95 中規(guī)定的生產(chǎn)制造過(guò)程中決策制定的各個(gè)層級(jí)。
 

其中，第 4 層，業(yè)務(wù)規(guī)劃和物流決策，由ERP和供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)（SCM）為決策提供支持。第3層，是傳統(tǒng)的 MES 功能，用于提供追蹤信息并進(jìn)行趨勢(shì)分析，并為諸如工作流程、配方控制以及維護(hù)等方面的決策提供支持。第 0 層、1 層和 2 層，則是和實(shí)時(shí)生產(chǎn)事件相關(guān)，比如過(guò)程檢測(cè)、監(jiān)控過(guò)程的操作以及過(guò)程自動(dòng)化技術(shù)等相關(guān)。這是分布式控制、監(jiān)測(cè)控制和數(shù)據(jù)采集（SCADA）以及可編程邏輯控制器（PLC）系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域。ISA-95 還致力于改進(jìn)不同層級(jí)之間，尤其是 ERP 和 MES 系統(tǒng)之間的互操作性。下圖描述了精簡(jiǎn)的 ISA-95 標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)概覽，并將其映射到普渡參考模型。虛線代表 ERP 系統(tǒng)和控制系統(tǒng)之間可能存在的邊界。
 

在大多數(shù)典型的流程中，計(jì)劃訂單先傳遞給控制層，然后控制層返回生產(chǎn)線的響應(yīng)和功能信息。該標(biāo)準(zhǔn)描述了物料、人員、設(shè)備和其它信息，這是建立一個(gè)有效的計(jì)劃模型所必需的信息。該標(biāo)準(zhǔn)并不是要決定哪些系統(tǒng)在哪些情況下可以使用。它僅僅是提供中立客觀的指導(dǎo)準(zhǔn)則和數(shù)據(jù)交換結(jié)構(gòu)，這樣企業(yè)就可以據(jù)此做出調(diào)整，以便適應(yīng)公司的具體情況。

【ERP 和 MES 系統(tǒng)之間的區(qū)別與聯(lián)系】
ISA-95 標(biāo)準(zhǔn)還提供了定義生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)管理活動(dòng)功能范圍的指導(dǎo)原則。這包括管理定義、資源管理、詳細(xì)計(jì)劃、調(diào)度、執(zhí)行管理、數(shù)據(jù)采集、追蹤和分析，這些定義可以用于生產(chǎn)、維護(hù)、質(zhì)量和庫(kù)存等多個(gè)領(lǐng)域。傳統(tǒng)上，MES 一度被視為 ERP（第4層）與控制和自動(dòng)化層（第2層）之間的解釋層。在該角色中，MES 系統(tǒng)的目的就是記錄、控制所有來(lái)自于 ERP 層的產(chǎn)品訂單（以幾乎實(shí)時(shí)的方式）。實(shí)現(xiàn)的方式，就是通過(guò)與控制層的接口，來(lái)收集和提供實(shí)時(shí)產(chǎn)品數(shù)據(jù)，并將所有必要的物流和財(cái)務(wù)相關(guān)數(shù)據(jù)傳回 ERP 系統(tǒng)。但是，僅僅這樣來(lái)定義 MES 的功能，并不能判定其在提高生產(chǎn)制造能力、質(zhì)量和靈活性方面所具有的巨大潛力。它處理實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、執(zhí)行業(yè)務(wù)規(guī)則，并將其與工程、質(zhì)量和生產(chǎn)質(zhì)量流程整合起來(lái)的能力，使其成為持續(xù)改進(jìn)的理想平臺(tái)。靈活的架構(gòu)要想發(fā)揮 MES 真正的潛力，需要將注意的焦點(diǎn)，從試圖在分類目錄中定義每件事的位置，轉(zhuǎn)向定義為了實(shí)現(xiàn)最終用戶產(chǎn)品價(jià)值的最大化所需的事。自從生產(chǎn)制造企業(yè)解決方案協(xié)會(huì)（MESA）開發(fā)出第一套模型以來(lái)，MESA 和行業(yè)普遍認(rèn)為，在生產(chǎn)制造公司內(nèi)共存的不同系統(tǒng)之間的界限是流動(dòng)的，而不是僵化不變的。在考察 ERP 和 MES 軟件之間的界限時(shí)，可以發(fā)現(xiàn)很多功能之間，有明顯的重疊。比如，計(jì)劃、訂單控制、人力資源和維護(hù)管理，當(dāng)然這只是舉了幾個(gè)例子。在組成MES層和監(jiān)控層（第2層）的活動(dòng)中，也可能存在功能重疊。先進(jìn)的分析框架，有助于幫助企業(yè)確定在不同層面上部署系統(tǒng)的可行性、工作量、費(fèi)用、靈活性、以及可維護(hù)性。例如，由CGI/Logica創(chuàng)建的框架，歸納了15種類型的問(wèn)題，可以幫助生產(chǎn)制造企業(yè)確定其軟件需求。部署系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)包括：

1、分辨率：進(jìn)行追蹤所需的數(shù)據(jù)分辨率是多少？

2、響應(yīng)：運(yùn)行所需的是實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)嗎？還是可以以批處理的方式進(jìn)行？

3、可配置性：該配置是否具有開箱即用的產(chǎn)品特性，還是必須進(jìn)行客戶定制開發(fā)？

4、可改變性：生產(chǎn)制造過(guò)程在確定的時(shí)間內(nèi)必須保持穩(wěn)定，還是需要頻繁的改變或修正？

【模塊化的 MES 系統(tǒng)】
相較于包含所有可能功能的整體解決方案，MES 必須由一系列的模塊組成，這樣工廠就可以根據(jù)其業(yè)務(wù)情況，從中選擇合適的模塊來(lái)實(shí)施。模塊化通過(guò)以下方面來(lái)提供幫助：

1、可擴(kuò)展性：由于策略問(wèn)題或者人員或者財(cái)務(wù)資源等方面的原因，生產(chǎn)制造商希望逐步部署所需的功能；

2、遷移：與可擴(kuò)展性類似，功能模塊需要逐步引入，與此同時(shí)保持與原有解決方案的交互；

3、領(lǐng)域?qū)I(yè)化：盡管 MES 可以提供的功能涵蓋的范圍非常廣泛，但是并不包括某些特殊行業(yè)的需求。

4、模塊化不能增加到現(xiàn)有軟件產(chǎn)品中去。產(chǎn)品在初始階段，就必須按照模塊化設(shè)計(jì)，并且通過(guò)結(jié)構(gòu)化或者基于解決方案的框架，為將來(lái)的擴(kuò)展保持開放狀態(tài)。這種更模塊化、系統(tǒng)化的軟件開發(fā)方法的另外一大優(yōu)點(diǎn)是，它是一種更通用的系統(tǒng)，可以適用于不同行業(yè)、可以應(yīng)對(duì)生產(chǎn)制造所帶來(lái)的更為廣泛的挑戰(zhàn)。它還提供了一種為整合不同工藝過(guò)程的、更復(fù)雜的場(chǎng)景建模的能力。