浅析MES在工业4.0中的作用和发展

眭江涛

摘 要：通过对MES的应用进行剖析，阐述MES在工业4.0中的作用和未来发展方向，结合中国机械制造业现状，浅析中国特色的制造业的发展。

关键词：工业4.0；中国制造2025；物联网引言：MES系统作为一套信息化管理系统，对企业的建设和发展起到至关重要的作用，它的不断完善与发展成为中国制造2025或德国工业4.0的总线。针对中国制造企业，其MES的应用与发展具有自身的特点和适用性。以下通过对MES的应用剖析和其在工业4.0中的作用，结合中国制造业现状来浅析中国特色制造业的发展。

一、MES应用剖析

MES系统是一套面向制造企业车间执行层的生产信息化管理系统，位于上层的计划管理系统与底层的工业控制之间，为操作人员、管理人员提供计划的执行、跟踪以及所有资源（人、设备、物料等）的当前状态。

从管理角度，MES是企业现代集成制造系统（CIMS）信息集成的纽带，可以为企业提供包括制造数据管理、生产调度管理、计划排程管理、库存管理、人力资源管理、质量管理、工作中心/设备管理、采购管理、工具工装管理、成本管理、生产过程控制、项目看板管理、底层数据集成分析、上层数据集成分解等管理模块。从应用角度，MES系统为公司级生产管理系统、工艺设计管理平台、产品物料管理系统、质量信息管理系统、制造资源管理系统的集成接口，实现现场生产、工艺、物流、设备、检验等数据的贯通，通过应用基于MES的工序计划详细调度，实现 车间现场生产管理的柔性化、智能化、数字化。可提升制造现场的管理水平，优化工艺流程，改善产品质量，实现精益生产，降低能源损耗，减少库存，降低成本等，并给管理人员及领导层提供决策支持，以便能够对市场变化快速准确地作出反应。

二、MES在工业4.0中的作用

随着物联网、大数据和移动应用等信息技术的发展，全球化的工业升级已经进入实质阶段。无论是德国工业4.0、美国工业互联网或者是中国制造2025等，不同战略的战略部署，都是以“信息技术与制造业深度融合为主线，以推进智能制造为主攻方向”。 信息技术为工业4.0完全是以基础，以智能化处理系统为纽带，所建立起来的人与人、人与物、物与物间的智能生产综合体。工业4.0主要研究两方面，一是“智能工厂”，重点研究智能化生产系统及过程，以及网络化分布式生产设施的实现；二是“智能生产”，主要涉及整个企业的生产物流管理、人机互动以及自主分析并实施的生产应用等。

工业智能化的程度是代表智能工厂的发展高度。物联网（The Internet of things）所代表的智能工厂、智能生产是以MES系统的发展的必经阶段。因此无论是现在还是将来，智能工厂应该完全包括MES系统，MES系统作为工业4.0 的核心，成为目前企业发展的必经之路。

三、机械制造业现状

随着中国机械制造业的不断发展，高端设备在大、中、小企业中都有不同程度地应用，但其数字化、信息化的应用程度参差不齐。对部分中小型民营加工作坊，高端的数控加工设备仅仅只是满足和应用其数字化的加工方式为目的。简单的零件加工主要以手动编程为主，数控只是起自动加工作用。复杂点的零件虽涉及到数字加工，但大多为单岗操作。其他智能型设备也只是简单应用其基本功能，没有有效的管理和深层次应用。

部分大中型加企业中，虽然数字化、信息化有一定程度应用，但也仅仅只限于上层计划管理的ERP系统应用。企业上层的计划管理系统与底层的工业控制之间，生产管理环节方面，信息化平台缺失，生产数据无法得到实时的采集和共享，企业生产管理人员不能有效地监控计划进度、外协进度、质量信息、班组/人员/设备状态等，整个生产过程都处于黑箱的模式下。

随着机械制造业不断发展，企业竞争越来越大，订单式生产的应用已经逐渐被一些加工企业所看好，但对于企业信息化的要求越来越高。一些离散式的中小型企业的竞争力不足日趋凸显。提升企业的核心竞争能力，生产制造信息化成为中小企业的最薄弱的环节。MES系统作为解开生产过程的黑箱、连接ERP与车间管理的关键技术，越来越多的得到制造企业的关注和认可，并将MES系统的应用纳入信息化发展规划的重要环节之中。而中国制造2025规划的提出，以及中德工业4.0合作的发展，MES系统的核心作用更加明显，也逐渐成为中小型企业提高生产管理能力的中要手段和途径。

四、建立中国特色式MES

为何为“中国特色式MES”，主要是基于制造企业不同生产组织模式而讲的。对于一些企业，MES系统已经有一定程度的应用，其发展路线基本按照工业4.0的规划来发展。但对于很多中小型企业，如果完全按照MES来建设，首先从资金以及人员配置和综合技术能力上都有很大不足。但是要想能够在发展中不被淘汰，也必须以MES系统的思路来发展自己。但是这种建设和发展可以完全根据自身的需求和特点来建设，比如，实现DNC、实现数据采集、实现自动办公等。从自身角度逐渐完善MES的功能，降低内部能耗，最终逐渐组成完善的MES系统。无论是第一种还是第二中都是从不同的角度去向工业4.0来靠拢，最终实现中国式的工业4.0。

结束语：MES系统作为工业4.0的核心平台，完整贯穿工业的各个管理系统插件。无论何种生产组织模式的制造企业，其最终的发展都是围绕MES平台的各个功能来实现，而MES的不同发展方式和发展阶段，标识着中国式智能制造企业的发展之路。

参考文献：

[1] 面向MES的离散制造业物料管理研究- 2011