一、制造執(zhí)行系統(tǒng)的起源

在1980年代初期，相對獨(dú)立的生產(chǎn)職能區(qū)域（例如生產(chǎn)計劃，人員管理，質(zhì)量保證）配備了專用的數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)。

這些數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)（例如生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集PDA，計算機(jī)輔助質(zhì)量保證CAQ，分布式或直接數(shù)控DNC等）是高度專業(yè)化的并且彼此獨(dú)立。

直至1990年代，此類系統(tǒng)的供應(yīng)商開始將相關(guān)領(lǐng)域的功能“組合”起來，從而出現(xiàn)了“組合系統(tǒng)”。例如生產(chǎn)人員直接在PDA上記錄。隨著這些組合系統(tǒng)的興起，可以為制造公司的許多職能部門建立一個數(shù)據(jù)收集和評估系統(tǒng)。

但是在實際管理過程中，生產(chǎn)、質(zhì)量、人員和設(shè)備是緊密相關(guān)，無法真正分開。為實現(xiàn)更高運(yùn)營目標(biāo)，制造業(yè)對系統(tǒng)整合的需求也隨之增加，他們需要一個緊密集成來自生產(chǎn)、質(zhì)量、人員和設(shè)備的數(shù)據(jù)系統(tǒng)。最終集成的系統(tǒng)，就是我們現(xiàn)在稱為制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）的東西。

隨著制造業(yè)意識到使用軟件連接生產(chǎn)與企業(yè)的好處，這些MES系統(tǒng)開始激增。同時為了滿足各個行業(yè)和生產(chǎn)流程的需求，服務(wù)商開發(fā)了專門的解決方案。

二、制造執(zhí)行系統(tǒng)的發(fā)展趨勢

1、綜合集成化

未來的制造環(huán)境是個動態(tài)的環(huán)境，制造過程中涉及大量的信息，這些信息有些來自于制造企業(yè)內(nèi)部，有些來自于合作伙伴，為了有效地提高制造的效率和快速對市場的響應(yīng)，制造執(zhí)行系統(tǒng)必須對相關(guān)的信息進(jìn)行有效的整合和利用，并為制造企業(yè)的管理層和外部合作伙伴提供必要的信息。未來的MES系統(tǒng)將能夠有效地實現(xiàn)多個層面多個維度的系統(tǒng)集成，主要包括以下幾個方面的集成：制造執(zhí)行系統(tǒng)作為制造企業(yè)計劃系統(tǒng)與控制系統(tǒng)的信息橋梁，能夠?qū)崿F(xiàn)與制造企業(yè)內(nèi)部ERP、SFC等系統(tǒng)的垂直集成；能夠?qū)崿F(xiàn)與供應(yīng)鏈管理、客戶管理管理等產(chǎn)業(yè)鏈上的水平集成；能集成相關(guān)的政策法規(guī)，如環(huán)境保護(hù)、質(zhì)量保證、產(chǎn)品生命周期信息的可追溯、勞動法規(guī)等；綜合集成制造過程中的人、技術(shù)和制造管理，構(gòu)建一個和諧的制造平臺和解決方案。

2、面向綠色化

綠色制造是制造業(yè)發(fā)展的必然，是未來制造企業(yè)一種新的制造模式，未來的MES系統(tǒng)能夠有效地支持制造過程的綠色化，為綠色制造提供一個信息化的解決方案。面向綠色化的制造執(zhí)行系統(tǒng)應(yīng)該包括以下功能：支持綠色工藝的執(zhí)行和綠色生產(chǎn)材料的選擇及在制造過程的使用；面向綠色制造的生產(chǎn)優(yōu)化調(diào)度與控制；制造過程的精細(xì)化管理，有效進(jìn)行材料的定額管理。降低材料消耗；有效應(yīng)用各項節(jié)能技術(shù)，降低制造過程的能源消耗；集成綠色法規(guī)在制造過程中的實施，為綠色保障提供信息化的管理平臺；能夠有效地支持清潔化生產(chǎn)的組織與管理。

3、軟硬件一體化

制造執(zhí)行系統(tǒng)是制造車間的信息化解決方案，既涉及與上層管理系統(tǒng)的集成，也涉及與設(shè)備的接口，因此未來的MES是一個軟硬件一體化的通用解決方案，能夠根據(jù)不同離散車間的制造環(huán)境，選擇相應(yīng)的硬件和軟件模塊或者第三方的軟硬件系統(tǒng)，可以通過即插即用的方式組建成車間制造的系統(tǒng)解決方案；同時制造執(zhí)行系統(tǒng)能夠有效地集成車間的生產(chǎn)裝備，通過標(biāo)準(zhǔn)的信息通信和交互，實現(xiàn)生產(chǎn)裝備的集成化運(yùn)行。

4、系統(tǒng)的可重構(gòu)化

未來的制造環(huán)境是一個動態(tài)多變的制造環(huán)境，由于企業(yè)間的兼并與分拆，外部市場環(huán)境的變化以及技術(shù)的進(jìn)步等因素都會促使制造執(zhí)行系統(tǒng)做出相應(yīng)的改變和調(diào)整，這就要求未來的MES系統(tǒng)是一個可重構(gòu)的制造執(zhí)行系統(tǒng)，能夠根據(jù)制造環(huán)境的變化快速地進(jìn)行系統(tǒng)配置和調(diào)整。以滿足變化的需求。系統(tǒng)的可重構(gòu)性主要包括：支持制造企業(yè)的組織動態(tài)建模，以適應(yīng)制造管理組織的變化；支持制造企業(yè)的流程建模和配置，以適應(yīng)變化的制造管理流程；支持技術(shù)的重構(gòu)，通過應(yīng)用相關(guān)的技術(shù)和系統(tǒng)架構(gòu)（如模型驅(qū)動的架構(gòu)MDA)實現(xiàn)技術(shù)的重構(gòu)和遷移；能夠快速地集成第三方的應(yīng)用服務(wù)和構(gòu)件，快速構(gòu)建滿足制造過程需求的信息化解決方案。

5、支持制造過程的實時化

敏捷制造是未來制造業(yè)的一個發(fā)展趨勢，敏捷制造要求制造企業(yè)的制造執(zhí)行系統(tǒng)能夠?qū)崟r采集制造過程的數(shù)據(jù)，進(jìn)行快速處理和反饋，以對變化快速做出反應(yīng)和輔助決策，制造過程的實時化包括：通過多種方式（如直接讀取加入設(shè)備的數(shù)據(jù)、通過信息采集終端實時采集數(shù)據(jù)等〉實時采集制造過程中的進(jìn)度、狀態(tài)等數(shù)據(jù)；通過實時的信息處理方式。對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，根據(jù)分析處理的結(jié)果進(jìn)行顯示和反饋，如實時顯示加工進(jìn)度信息、質(zhì)量信息，把生產(chǎn)異常實時反饋到生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)等；能夠?qū)崟r接收外部的信息并快速處理和響應(yīng)，如接收到客戶的訂單進(jìn)度查詢信息能夠快速地根據(jù)加工的進(jìn)度進(jìn)行反饋。

6、系統(tǒng)的智能化

隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展和在各個領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，智能軟件是未來軟件發(fā)展的一種重要方向。為了適應(yīng)快速變化的市場環(huán)境，MES系統(tǒng)還具有一定的智能性和自適應(yīng)能力。能夠根據(jù)制造環(huán)境的變化進(jìn)行智能調(diào)度和智能診斷，主要表現(xiàn)在：未來的制造執(zhí)行系統(tǒng)能夠有效地利用已有的制造數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)挖掘等技術(shù)為制造管理和決策提供支持；制造執(zhí)行系統(tǒng)能夠根據(jù)已有的知識積累和動態(tài)采集到的實時信息進(jìn)行實時的智能調(diào)度和智能診斷；知識管理的思想將滲透和融入到未來的制造執(zhí)行系統(tǒng)中，未來的制造執(zhí)行系統(tǒng)不僅為制造管理提供了一個信息化的管理平臺，同時也能為車間管理人員、工人提供一個制造知識管理平臺：未來的制造執(zhí)行系統(tǒng)能夠通過智能的程序挖掘及智能的服務(wù)組合進(jìn)行系統(tǒng)的主動重構(gòu)以適應(yīng)制造環(huán)境和制造流程的改變。

7、支持制造過程同步化

協(xié)同制造是未來制造管理的新的模式和發(fā)展趨勢，在新的制造環(huán)境下，制造車間要實現(xiàn)與地理上分散的其他制造車間或者與供應(yīng)商及外協(xié)商等合作伙伴進(jìn)行信息的交流與共享，因此未來的MES要能夠有效地支持分散網(wǎng)絡(luò)化制造環(huán)境下的同步制造，實現(xiàn)制造過程的協(xié)同。具體表現(xiàn)在：支持分布式的多車間、多工廠的制造管理與協(xié)同；能夠?qū)崿F(xiàn)與供應(yīng)商、外協(xié)商、客戶等合作伙伴在制造過程中的信息共享和交流；能夠?qū)崿F(xiàn)供應(yīng)鏈上合作伙伴之間的同步計劃、生產(chǎn)控制，同步物資供應(yīng)等，實現(xiàn)制造過程的協(xié)同。

8、系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化

系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化是未來制造執(zhí)行系統(tǒng)的一個重要發(fā)展方向。標(biāo)準(zhǔn)化也是制造執(zhí)行系統(tǒng)實現(xiàn)綜合集成化、面向綠色化、軟硬件一體化、系統(tǒng)可重構(gòu)化等上述發(fā)展趨勢的一個基礎(chǔ)，制造執(zhí)行系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化包括：體系結(jié)構(gòu)和功能的標(biāo)準(zhǔn)化，未來的制造執(zhí)行系統(tǒng)將遵循開放的體系結(jié)構(gòu)。具備模塊化的標(biāo)準(zhǔn)功能，不同的用戶可以根據(jù)實際的需求進(jìn)行系統(tǒng)配置和應(yīng)用；技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化，未來的制造執(zhí)行系統(tǒng)將遵循開放的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，如基于面向服務(wù)的架構(gòu)、通用的傳輸協(xié)議（HTTP、SOAP、TCP/IP等），通用的數(shù)據(jù)描述語言XML，基于ISASP95制造業(yè)控制系統(tǒng)集成標(biāo)準(zhǔn)等，并能夠應(yīng)用未來新的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；能夠根據(jù)離散制造各個行業(yè)的特點(diǎn)，提供標(biāo)準(zhǔn)的行業(yè)解決方案；系統(tǒng)實施過程和方法的標(biāo)準(zhǔn)化，未來制造執(zhí)行系統(tǒng)的實施根據(jù)不同的應(yīng)用模式有可以參照的實施方法論。將極大地提高制造執(zhí)行系統(tǒng)的實施成功率。