全球范圍內(nèi)各產(chǎn)業(yè)的競爭格局正發(fā)生著巨大變化。發(fā)達國家開始實施“再工業(yè)化”戰(zhàn)略，強化制造業(yè)競爭優(yōu)勢;發(fā)展中國家積極參與全球產(chǎn)業(yè)升級，并拓展國際市場。為在新的工業(yè)革命中占得先機，德國提出了“工業(yè)4.0”，即以智能制造為主導(dǎo)的第四次工業(yè)革命。響應(yīng)《中國制造2025》號召，以智能制造為目標(biāo)，結(jié)合企業(yè)實際情況，推進制造業(yè)信息化與自動化的深度融合，打造企業(yè)可持續(xù)競爭優(yōu)勢。

　　企業(yè)為了取得足夠的市場份額，產(chǎn)品的細分現(xiàn)象愈加明顯，使人們對消費需求的特性快速轉(zhuǎn)變成個性化消費，這給企業(yè)提出了更復(fù)雜的要求，尤其是制造行業(yè)，例如汽車、電腦、手機等。大批量地生產(chǎn)單一產(chǎn)品已經(jīng)落后于時代的要求，快速地制造多種類產(chǎn)品才能滿足客戶的需求，這已經(jīng)成為制造業(yè)賴以生存的核心競爭力。

　　一、制造執(zhí)行系統(tǒng)的產(chǎn)生與發(fā)展

　　20世紀90年代初，企業(yè)資源計劃和供應(yīng)鏈管理應(yīng)運而生，同時車間層使用的制造管理系統(tǒng)發(fā)展成集成的MES。美國先進制造研究協(xié)會AMR在1990年正式提出制造執(zhí)行系統(tǒng)，將物料需求計劃系統(tǒng)與車間控制系統(tǒng)之間的制造過程執(zhí)行層定義為MES。制造執(zhí)行系統(tǒng)協(xié)會MESA在1997年正式定義了MES：它能提供實現(xiàn)從接受訂單到產(chǎn)出的生產(chǎn)環(huán)節(jié)改善所需的信息。21世紀初，集成的MES演變成為協(xié)同MES，將MES原有的功能和其他系統(tǒng)以及人集成在一起，提升制造業(yè)敏捷化和智能化程度。為了使MES應(yīng)用效果不斷提升，各行業(yè)將特有的生產(chǎn)工藝、設(shè)備使用等不斷滲透，出現(xiàn)了適合不同企業(yè)的MES，使其得到了充分研究和應(yīng)用。由于國內(nèi)離散制造業(yè)自動化程度不高、制造工藝不連續(xù)的特點，使得MES在離散制造業(yè)中應(yīng)用研究相對于外國還存在著很大差距。

　　MES是企業(yè)制造信息化的重要組成部分，它溝通了計劃管理系統(tǒng)與底層控制系統(tǒng)，使“計劃”與“生產(chǎn)”緊密結(jié)合。MES強調(diào)控制和協(xié)調(diào)，可以使計劃落到實處，相關(guān)員工能夠及時了解到生產(chǎn)現(xiàn)場的變化，并進行準(zhǔn)確地判斷和快速地響應(yīng)，確保生產(chǎn)計劃獲得合理而又快速的調(diào)整。MES可以使計劃層的生產(chǎn)計劃根據(jù)車間的實際情況，如設(shè)備、人員、物料等，分解到每一工序、每一設(shè)備甚至每一分鐘，為企業(yè)精益生產(chǎn)提供可靠的技術(shù)保障。

　　二、離散制造業(yè)亟需制造執(zhí)行系統(tǒng)

　　精益生產(chǎn)是一種及時生產(chǎn)制造、消除一切故障和浪費的生產(chǎn)管理方式，是持續(xù)改善企業(yè)生產(chǎn)活動的一種管理狀態(tài)，旨在大批量生產(chǎn)活動中達到種類多、質(zhì)量高、成本低。敏捷制造是企業(yè)采用現(xiàn)代信息技術(shù)資源，快速有效地協(xié)調(diào)整合各類生產(chǎn)要素、配置各類資源，響應(yīng)市場需求，實現(xiàn)制造敏捷化的一種現(xiàn)代制造模式。離散型制造業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品一般是將多種原材料經(jīng)過階段性的工序生產(chǎn)加工，組裝成產(chǎn)品，并包裝出貨。實現(xiàn)精益生產(chǎn)和敏捷制造的重點在于企業(yè)需要重視生產(chǎn)車間的各種生產(chǎn)活動，需要借助先進的執(zhí)行系統(tǒng)來提高現(xiàn)場管理水平和過程管控能力。目前，離散制造業(yè)在進行敏捷制造和精益生產(chǎn)時普遍存在著供過于需、無法保證產(chǎn)品質(zhì)量、延期交貨、庫存積壓等許多問題。離散型制造業(yè)需要不斷提高企業(yè)信息化水平來解決以上問題。

　　目前，離散型制造業(yè)多數(shù)已經(jīng)實現(xiàn)了ERP和車間現(xiàn)場控制系統(tǒng)，但是兩者都具有局限性。大多數(shù)企業(yè)ERP的生產(chǎn)計劃已經(jīng)無法滿足產(chǎn)品“快、短、少”的實際需要，生產(chǎn)計劃和調(diào)度過于依賴手工作業(yè)和經(jīng)驗，計劃的可行性和實時調(diào)整能力較差，生產(chǎn)過程不夠透明，相關(guān)管理人員無法及時獲取準(zhǔn)確的生產(chǎn)信息。沒有精細的生產(chǎn)計劃和調(diào)度指令，就無法從容的進行生產(chǎn)活動;為達到準(zhǔn)時交貨、順暢生產(chǎn)，就必須做到精細的生產(chǎn)計劃和即時的生產(chǎn)過程監(jiān)控。生產(chǎn)管理逐步走向執(zhí)行系統(tǒng)溝通計劃層與控制層的生產(chǎn)模式，更好的幫助企業(yè)完成生產(chǎn)任務(wù)，保證交貨期的準(zhǔn)時。因此，離散制造業(yè)亟需通過應(yīng)用制造執(zhí)行系統(tǒng)，從根本上解決計劃層與控制層的斷層，提升企業(yè)在當(dāng)今社會中的競爭力。

　　三、離散制造業(yè)生產(chǎn)管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型

　　相對連續(xù)制造業(yè)，離散制造業(yè)對執(zhí)行系統(tǒng)的要求更嚴格：數(shù)據(jù)采集更加復(fù)雜、對生產(chǎn)計劃調(diào)度的要求精準(zhǔn)、采用BOM結(jié)構(gòu)生產(chǎn)模型等。根據(jù)MES功能模塊的劃分以及結(jié)合相關(guān)文獻，離散制造業(yè)MES應(yīng)具備以下基本功能：a數(shù)據(jù)采集;b工藝管理;c詳細作業(yè)計劃調(diào)度;d過程控制;e質(zhì)量管理;f設(shè)備管理;g人力資源管理;h產(chǎn)品跟蹤;i執(zhí)行分析。

　　筆者通過對大量文獻資料的閱讀，結(jié)合ERP和MES系統(tǒng)功能模塊，根據(jù)離散制造企業(yè)生產(chǎn)中所面臨的問題，提出一種基于ERP和MES集成的生產(chǎn)管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型，圖1主要包括上層計劃、車間執(zhí)行以及之間集成的互動作業(yè)三部分。建設(shè)適合企業(yè)的生產(chǎn)管理系統(tǒng)，實現(xiàn)生產(chǎn)計劃與車間作業(yè)計劃的無縫對接，并與制造執(zhí)行系統(tǒng)相應(yīng)功能模塊集成，實現(xiàn)管理信息和執(zhí)行系統(tǒng)的有效銜接。

　　制造執(zhí)行系統(tǒng)通過布置在車間的專業(yè)設(shè)備，對原材料進廠到成品入庫的整個過程實時采集數(shù)據(jù)、監(jiān)控和控制;計劃系統(tǒng)管理上層生產(chǎn)計劃、物料需求信息、產(chǎn)品工藝以及BOM結(jié)構(gòu)信息等;兩者共享數(shù)據(jù)庫。管理系統(tǒng)可以通過執(zhí)行系統(tǒng)實時監(jiān)控訂單執(zhí)行狀況以及車間產(chǎn)能變化，考慮工廠的供給情況，可以根據(jù)訂單優(yōu)先級及時得出可執(zhí)行的、效能的生產(chǎn)規(guī)劃。它通過控制物料、倉庫、設(shè)備、品質(zhì)、工藝、異常、流程指令和人員來提高生產(chǎn)效率。隨著MTO(make to order)訂單需求的普及，工廠生產(chǎn)會面臨頻繁的工單優(yōu)先級的變更，這類綜合智能化系統(tǒng)的發(fā)展將成為趨勢，以滿足客戶以及競爭愈加激烈市場的需求。

　　為了在正確的地點、及時地以合理的價格為終端客戶提供個性化的產(chǎn)品，制造商需要有效的執(zhí)行計劃來保證訂單的完成。MTO與BTS (build to stock)相比，是一種多變的、不確定性的、優(yōu)先級高的小批量客戶訂單需求，使得生產(chǎn)計劃和控制活動變得更加復(fù)雜。基于離散MES的MTO生產(chǎn)模式如圖2，由四個子活動組成。 　　四、制造執(zhí)行系統(tǒng)應(yīng)用效果

　　(一)DF企業(yè)的信息化需求

　　隨著DF企業(yè)的規(guī)模不斷擴大，產(chǎn)品類型越來越復(fù)雜，現(xiàn)階段主要為世界著名電子公司代工一款面向全球銷售的智能手表。產(chǎn)品表盤種類繁多，表帶搭配不僅多且更新快，BTS和MTO訂單混合，ERP與底層控制系統(tǒng)已無法滿足企業(yè)信息化需求。領(lǐng)導(dǎo)層決定導(dǎo)入MES提升企業(yè)信息化建設(shè)，希望實現(xiàn)資源的合理調(diào)度、各生產(chǎn)車間的實時監(jiān)控以及對整個生產(chǎn)過程有用數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析。

　　(二)MES系統(tǒng)實現(xiàn)方案

　　DF通過面向服務(wù)架構(gòu)SOA集成了ERP和MES，ERP作為服務(wù)消費者向服務(wù)器提交請求，經(jīng)服務(wù)器傳送至MES，MES接到信息后完成請求內(nèi)容，并將包含有生產(chǎn)進度的數(shù)據(jù)信息沿特定路徑返回。MES主要為ERP提供了以下服務(wù)：多層生產(chǎn)計劃服務(wù);動態(tài)調(diào)度服務(wù);加工狀態(tài)服務(wù);質(zhì)量管理服務(wù);在制品追蹤服務(wù)等。

　　(三)MES應(yīng)用效果

　　DF的MES在企業(yè)內(nèi)部已經(jīng)成功投入運行，基本滿足了企業(yè)對車間生產(chǎn)管理的需求，完成了與SAP和車間控制系統(tǒng)的集成，很好地為計劃層和控制層起到了橋梁的作用，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、及時響應(yīng)。倉儲管理費用降低了47%，人力成本節(jié)省了35%，資金占用率減少了32%，生產(chǎn)效率提升了29%，保證了企業(yè)交貨期可以準(zhǔn)時達成。以DF物料狀況為例，分析MES應(yīng)用效果。筆者收集了該企業(yè)從2015年5月到9月每天的倉庫物料狀況，計算得出每個月的平均值。從5月企業(yè)開始實施MES系統(tǒng)，物料庫存逐漸減少，到同年11月為止，已經(jīng)可以控制在兩天產(chǎn)能以內(nèi)。隨著企業(yè)對MES的應(yīng)用，倉庫規(guī)劃空間可以越來越小，物流管理將會實現(xiàn)動態(tài)零庫存。

　　五、結(jié)語

　　面對激烈的市場競爭，客戶個性化需求的增多，越來越多的企業(yè)認識到制造執(zhí)行系統(tǒng)在生產(chǎn)過程作為橋梁的重要性。離散MES可以及時結(jié)合廠內(nèi)資源，根據(jù)訂單優(yōu)先級來更新生產(chǎn)計劃，強化企業(yè)現(xiàn)場的生產(chǎn)管理水平和過程管控能力，從而提高企業(yè)敏捷制造和精益生產(chǎn)效率。本文闡述了MES的基本功能，構(gòu)建了基于MES企業(yè)生產(chǎn)管理架構(gòu)，通過MTO訂單需求模式來分析其運行過程，并給出了實例分析，對其他離散制造企業(yè)引入MES具有重要的參考價值。

　　“工業(yè)4.0”和“中國制造2025”都強調(diào)，制造業(yè)企業(yè)應(yīng)該加強自身的信息化水平，利用信息化軟件管理和鏈接企業(yè)生產(chǎn)和管理的全流程，打造透明工廠，實現(xiàn)智慧制造，這也是效率科技一直以來為之奮斗、努力的目標(biāo);同時，效率科技要求企業(yè)不僅鏈接內(nèi)部，消除信息孤島，還要求不同企業(yè)加強溝通實現(xiàn)資源的互通，更希望不同的行業(yè)間能實現(xiàn)跨界融合，以產(chǎn)生新的需求點和創(chuàng)新點來推動行業(yè)和經(jīng)濟的發(fā)展；我們鼓勵企業(yè)建立物聯(lián)網(wǎng)，直接與客戶對接，及時了解需求的變化，加快反應(yīng)速度和效率，更好的為客戶服務(wù)。