淺析MES在工業4.0中的作用和發展

眭江濤

摘 要：通過對MES的應用進行剖析，闡述MES在工業4.0中的作用和未來發展方向，結合中國機械制造業現狀，淺析中國特色的制造業的發展。

關鍵詞：工業4.0；中國制造2025；物聯網引言：MES系統作為一套信息化管理系統，對企業的建設和發展起到至關重要的作用，它的不斷完善與發展成為中國制造2025或德國工業4.0的總線。針對中國制造企業，其MES的應用與發展具有自身的特點和適用性。以下通過對MES的應用剖析和其在工業4.0中的作用，結合中國制造業現狀來淺析中國特色制造業的發展。

一、MES應用剖析

MES系統是一套面向制造企業車間執行層的生產信息化管理系統，位于上層的計劃管理系統與底層的工業控制之間，為操作人員、管理人員提供計劃的執行、跟蹤以及所有資源（人、設備、物料等）的當前狀態。

從管理角度，MES是企業現代集成制造系統（CIMS）信息集成的紐帶，可以為企業提供包括制造數據管理、生產調度管理、計劃排程管理、庫存管理、人力資源管理、質量管理、工作中心/設備管理、采購管理、工具工裝管理、成本管理、生產過程控制、項目看板管理、底層數據集成分析、上層數據集成分解等管理模塊。從應用角度，MES系統為公司級生產管理系統、工藝設計管理平臺、產品物料管理系統、質量信息管理系統、制造資源管理系統的集成接口，實現現場生產、工藝、物流、設備、檢驗等數據的貫通，通過應用基于MES的工序計劃詳細調度，實現 車間現場生產管理的柔性化、智能化、數字化。可提升制造現場的管理水平，優化工藝流程，改善產品質量，實現精益生產，降低能源損耗，減少庫存，降低成本等，并給管理人員及領導層提供決策支持，以便能夠對市場變化快速準確地作出反應。

二、MES在工業4.0中的作用

隨著物聯網、大數據和移動應用等信息技術的發展，全球化的工業升級已經進入實質階段。無論是德國工業4.0、美國工業互聯網或者是中國制造2025等，不同戰略的戰略部署，都是以“信息技術與制造業深度融合為主線，以推進智能制造為主攻方向”。 信息技術為工業4.0完全是以基礎，以智能化處理系統為紐帶，所建立起來的人與人、人與物、物與物間的智能生產綜合體。工業4.0主要研究兩方面，一是“智能工廠”，重點研究智能化生產系統及過程，以及網絡化分布式生產設施的實現；二是“智能生產”，主要涉及整個企業的生產物流管理、人機互動以及自主分析并實施的生產應用等。

工業智能化的程度是代表智能工廠的發展高度。物聯網（The Internet of things）所代表的智能工廠、智能生產是以MES系統的發展的必經階段。因此無論是現在還是將來，智能工廠應該完全包括MES系統，MES系統作為工業4.0 的核心，成為目前企業發展的必經之路。

三、機械制造業現狀

隨著中國機械制造業的不斷發展，高端設備在大、中、小企業中都有不同程度地應用，但其數字化、信息化的應用程度參差不齊。對部分中小型民營加工作坊，高端的數控加工設備僅僅只是滿足和應用其數字化的加工方式為目的。簡單的零件加工主要以手動編程為主，數控只是起自動加工作用。復雜點的零件雖涉及到數字加工，但大多為單崗操作。其他智能型設備也只是簡單應用其基本功能，沒有有效的管理和深層次應用。

部分大中型加企業中，雖然數字化、信息化有一定程度應用，但也僅僅只限于上層計劃管理的ERP系統應用。企業上層的計劃管理系統與底層的工業控制之間，生產管理環節方面，信息化平臺缺失，生產數據無法得到實時的采集和共享，企業生產管理人員不能有效地監控計劃進度、外協進度、質量信息、班組/人員/設備狀態等，整個生產過程都處于黑箱的模式下。

隨著機械制造業不斷發展，企業競爭越來越大，訂單式生產的應用已經逐漸被一些加工企業所看好，但對于企業信息化的要求越來越高。一些離散式的中小型企業的競爭力不足日趨凸顯。提升企業的核心競爭能力，生產制造信息化成為中小企業的最薄弱的環節。MES系統作為解開生產過程的黑箱、連接ERP與車間管理的關鍵技術，越來越多的得到制造企業的關注和認可，并將MES系統的應用納入信息化發展規劃的重要環節之中。而中國制造2025規劃的提出，以及中德工業4.0合作的發展，MES系統的核心作用更加明顯，也逐漸成為中小型企業提高生產管理能力的中要手段和途徑。

四、建立中國特色式MES

為何為“中國特色式MES”，主要是基于制造企業不同生產組織模式而講的。對于一些企業，MES系統已經有一定程度的應用，其發展路線基本按照工業4.0的規劃來發展。但對于很多中小型企業，如果完全按照MES來建設，首先從資金以及人員配置和綜合技術能力上都有很大不足。但是要想能夠在發展中不被淘汰，也必須以MES系統的思路來發展自己。但是這種建設和發展可以完全根據自身的需求和特點來建設，比如，實現DNC、實現數據采集、實現自動辦公等。從自身角度逐漸完善MES的功能，降低內部能耗，最終逐漸組成完善的MES系統。無論是第一種還是第二中都是從不同的角度去向工業4.0來靠攏，最終實現中國式的工業4.0。

結束語：MES系統作為工業4.0的核心平臺，完整貫穿工業的各個管理系統插件。無論何種生產組織模式的制造企業，其最終的發展都是圍繞MES平臺的各個功能來實現，而MES的不同發展方式和發展階段，標識著中國式智能制造企業的發展之路。

參考文獻：

[1] 面向MES的離散制造業物料管理研究- 2011