MES是智能制造在智慧工廠范疇內的承載主體，實現(xiàn)“物理工廠”的“信息領域”的投影。在智能制造工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的背景下，MES有哪些改變呢？ 

1、傳統(tǒng)的集成向過程融合發(fā)展

  從未來的需求來看，尤其是在B2P的商業(yè)模式下，制造企業(yè)必須能夠快速處理大量的單件制造及特別制造的方式，同時全球化驅動的分散性協(xié)同制造成為主流，這就導致了傳統(tǒng)設計、計劃到生產(chǎn)模式的反應遲緩，嚴謹?shù)?PLM、ERP、MES的集成流程太過到剛性。

  取而代之的是一種新的方式是設計、計劃和生產(chǎn)緊密協(xié)作、并行執(zhí)行，基于同樣的需求、物料、產(chǎn)能等數(shù)據(jù)，PLM設計結束之前，柔性生產(chǎn)計劃即可快速下達，MES實時開始生產(chǎn)執(zhí)行，同時實現(xiàn)良好的反饋機制。這種柔性協(xié)同也對系統(tǒng)間設計 BOM、生產(chǎn)BOM、數(shù)據(jù)、模型等一致性和靈活性提出了更高的要求。

2、傳統(tǒng)的數(shù)字管理向智能管理發(fā)展

  MESA組織給出MES功能模型的定義，強調生產(chǎn)過程“生產(chǎn)、質量、消耗及績效”的業(yè)務管理。近十年來MES的發(fā)展，也是參考這個功能模型的定義，集中在業(yè)務數(shù)據(jù)采集、業(yè)務數(shù)據(jù)傳遞和業(yè)務統(tǒng)計。通過業(yè)務過程的數(shù)字化，建立了協(xié)同工作平臺，并在此基礎上進行數(shù)據(jù)分析與統(tǒng)計，基本實現(xiàn)了全面的數(shù)字化和透明化管理。

  但在實施MES的過程中都能深切感受到客戶對MES智能化期望較高：希望能夠采用APS自動實現(xiàn)作業(yè)任務編排，希望系統(tǒng)能夠根據(jù)過程變化自動調整計劃，希望自動調整工藝參數(shù)來確保質量最佳。但事實上，傳統(tǒng)基于單據(jù)作業(yè)模式的MES，在數(shù)據(jù)分析與處理上并沒有下太多的功夫。

  在工業(yè)4.0時代，生產(chǎn)變化及靈活性更高，生產(chǎn)要素須自動配置，必然要求在生產(chǎn)全過程的數(shù)字化的基礎上，增加智能優(yōu)化方法。HDI工廠的智能化分為兩個層次：

·      一個層次是實現(xiàn)微觀層面的智能優(yōu)化。比如在工序層面的控制中，在區(qū)域協(xié)調優(yōu)化中采用智能化技術。或者在某一個專業(yè)領域，如設備的狀態(tài)預測、質量預警及生產(chǎn)預警。

·      另一個層面是宏觀層面，根據(jù)生產(chǎn)過程中各要素的數(shù)字化，形成計劃、排產(chǎn)、質量控制、過程跟蹤的閉環(huán)反饋，采用智能優(yōu)化算法進行協(xié)同優(yōu)化。

3、傳統(tǒng)的車間管理向工廠運營平臺發(fā)展

 工業(yè)4.0時代的MES，或許將重新定義，在協(xié)同制造方面超越目前內部組織范疇，而擴展至與供應商和客戶的連接；在制造智能方面將不限于收集、分析與展現(xiàn)，而將進一步實現(xiàn)現(xiàn)場實時分析、協(xié)同智能決策，及時調整制造執(zhí)行過程；在業(yè)務領域層面，將擴展智能裝備的性能監(jiān)測與維護、綠色制造的能源管理等內容。在制造執(zhí)行(Manufacturing Execution) 系統(tǒng)將躍變?yōu)樽吭街圃?ManufacturingExcellence)系統(tǒng)。

4、傳統(tǒng)的結構化數(shù)據(jù)向工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺發(fā)展

  中國制造雖然有環(huán)境因素、資源因素，但最重要的因素來看，差在哪呢？分析認為，主要差在“軟實力”方面。雖然在硬件層面我們也有明顯的差距，但有大量數(shù)據(jù)比較得出，即使一樣建設的生產(chǎn)線（如汽車生產(chǎn)線，我國的效率仍然和鄰國日本差一大截，因此不能把責任推到基礎硬件層面。

  工業(yè)4.0時代，技術的發(fā)展為數(shù)據(jù)的產(chǎn)生（物聯(lián)網(wǎng)）、存貯、分析（云技術）、使用（移動互聯(lián)）更加方便。因此也可以說，工業(yè)4.0的變革是數(shù)據(jù)驅動型的變革。這個“軟實力”提升的主要驅動力是“數(shù)據(jù)”的利用。

  MES傳統(tǒng)上處理各類業(yè)務單據(jù)，數(shù)據(jù)僅限于結構化的數(shù)據(jù)，很多企業(yè)在此基礎上，也開展了商務智能（BI）的建設與利用，但總體上還在有限的數(shù)據(jù)范圍內進行事后分析。

  今天的物聯(lián)網(wǎng)（包括設備、物料等IIOT及人工作業(yè)過程中的HIOT）將產(chǎn)生大量的實時信息，都是表征了生產(chǎn)過程的全息影像。這些數(shù)據(jù)在采集、管理、分析與可視化方面，技術上正在逐步可行。

5、傳統(tǒng)的功能套件向模型驅動發(fā)展

  在技術實現(xiàn)上，傳統(tǒng)的MES在逐步開發(fā)及實施的過程中，功能一點點增加，最終形成覆蓋工廠管理需要的一個功能套件集合，即我們常見的套裝軟件。但這種套裝軟件從設計本質上是以職能管理為核心的，以軟件系統(tǒng)為中心的。在工業(yè)4.0時代，面向以客戶為中心價值傳遞，以產(chǎn)品為中心的制造資源重組的要求時，傳統(tǒng)的MES是無能為力的。

  有調查表明，在MES系統(tǒng)建成的三年內，50%的工藝（模型）將會或多或少隨著生產(chǎn)的持續(xù)改進而調整，在工業(yè)4.0時代的定制時代這種變化更加劇烈。這就要求MES系統(tǒng)必須是一個可適應、可擴展的系統(tǒng)，其技術的主要特點是采用模型驅動技術來構架系統(tǒng)。將ISA95相關的、在制造業(yè)通用功能以組件的方式，而各廠不同的、適應各自管理及工藝流程的、不同應用系統(tǒng)集成的部分，將通過可配置的模型平臺來實現(xiàn)，如下圖所示。當工藝流程發(fā)生變化時，只需在線修改模型，而不需調整功能組件，從而實現(xiàn)系統(tǒng)的適應性。

6、傳統(tǒng)的視窗界面向虛擬現(xiàn)實發(fā)展

  從人機協(xié)同的角度來看，計算機技術發(fā)展到今天，主要存在兩個問題沒有很好解決。一是計算機的現(xiàn)場應用，一是信息的展示方法。試想，通過鍵盤、鼠標的信息錄入方法完全是要求人們去適應計算機的需要，采用視窗操作界面，也是今天的計算機操作系統(tǒng)的展示信息的手段。這些都是以計算機為核心，或者說以系統(tǒng)為核心的思想。

  在工業(yè)4.0時代，物聯(lián)網(wǎng)技術引發(fā)數(shù)據(jù)海量增加、設備智能化及自主化管理，這些變化將人從“操作員”的角色逐步提升到“監(jiān)控者及決策者”，人機交互的方式必須更加自然、實時、聚焦要點。

  虛擬現(xiàn)實及增強現(xiàn)實技術可以有效解決這一點。在工業(yè)4.0時代，虛擬世界將與現(xiàn)實世界高度融合。通過計算、自主控制和聯(lián)網(wǎng)，人、機器和信息互相聯(lián)接，融為一體，所有的生產(chǎn)數(shù)據(jù)將被全部整合到工廠虛擬現(xiàn)實管理系統(tǒng)中。

  利用三維可視化技術將生產(chǎn)場景真實展現(xiàn)出來，生產(chǎn)數(shù)據(jù)實時驅動三維場景中的設備，使其狀態(tài)與真實生產(chǎn)場景一致，從而讓管理者充分了解整個生產(chǎn)場景中各設備的運行狀況，達到監(jiān)測、查看、分析的目的。

  工業(yè)領域的創(chuàng)新發(fā)展是推動科技創(chuàng)新、經(jīng)濟增長和社會穩(wěn)定的重要力量。但與此同時，市場競爭也在變得愈發(fā)激烈。 

  智能制造的整體解決方案實現(xiàn)虛擬生產(chǎn)和與現(xiàn)實生產(chǎn)環(huán)境的融合，采用創(chuàng)新的工業(yè)軟件、自動化技術、驅動技術及服務，讓MES深入企業(yè)運營應用過程中，促進企業(yè)縮短產(chǎn)品的研發(fā)周期，提高生產(chǎn)效率， 為企業(yè)發(fā)展提供技術支持。