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作為MES系統(tǒng)的用戶人員以及MES系統(tǒng)的從業(yè)者，我們有必要了解MES這個(gè)行業(yè)的前世今生，讓我們來(lái)扒一扒這些塵封的往事。
基于大型計(jì)算機(jī)的賬務(wù)處理系統(tǒng)開(kāi)始于上世紀(jì)60年代，在70年代初業(yè)務(wù)提出了一第代的MRP物料需求計(jì)算理論與算法，并由IBM等先驅(qū)提供了成熟的算法包，這類算法包演化到80年代時(shí)形成了一個(gè)閉環(huán)模型，我們稱之為MRPII，它幾乎所當(dāng)前所有ERP系統(tǒng)的核心功能，在80年代開(kāi)始由于生產(chǎn)過(guò)程的數(shù)據(jù)管理需求，演變出最早的MES系統(tǒng)，尤其是在半導(dǎo)體等產(chǎn)業(yè)，MES是不可或缺的標(biāo)配作業(yè)系統(tǒng)，我們可以這樣子理解：在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)之下嚴(yán)格的過(guò)程管理的需求，催生了高度行業(yè)化以及定制化的MES制造執(zhí)行系統(tǒng)，并在90年代演化成可集成模式的I-MES制造執(zhí)行系統(tǒng)套件，下圖為《MESA-WhitePaperNumber5》中的MES系統(tǒng)的演化路線，它幾乎被所有的研究MES進(jìn)化歷史的專業(yè)人市所引用。
MES系統(tǒng)演進(jìn)歷史及未來(lái)的趨勢(shì)
幾乎所有的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)都是在應(yīng)用過(guò)程之中去總結(jié)歸納與定義的，比如上面講到的業(yè)內(nèi)圣經(jīng)《MESA的6個(gè)白皮書(shū)》最早于92年頒布，但是西方在1988年就頒布了S88的第一個(gè)MES標(biāo)準(zhǔn)，后面更為專業(yè)的ISA-95標(biāo)準(zhǔn)在采納S88標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)要素之上，于95年版本第一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)草案《ANSI/ISA–95 Enterprise-Control System Integration Part I: Models and Terminology》，而這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)在2006年，才被中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)所采納，并結(jié)合中國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)型成了《GBT20720.1-2006 企業(yè)控制系統(tǒng)集成 模型和術(shù)語(yǔ)》。
MES系統(tǒng)演進(jìn)歷史及未來(lái)的趨勢(shì)
S95 標(biāo)準(zhǔn)定義了企業(yè)商業(yè)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)之間的集成，主要可以分成三個(gè)層次， 即企業(yè)功能部分，信息流部分和控制功能部分。企業(yè)功能基于 Purdue 大學(xué)當(dāng)初建立的 CIM 功能模型；信息流部分基于 Purdue 大學(xué)的數(shù)據(jù)流模型圖和S88 批次標(biāo)準(zhǔn)，包括產(chǎn)品定義、生產(chǎn)能力、生產(chǎn)計(jì)劃和生產(chǎn)性能 4 種信息流；而其控制功能則基于 Purdue 和 MESA 的功能模型。S95 中描述的生產(chǎn)對(duì)象模型根據(jù)功能分為 4 類 9 大模型， 資源、能力、產(chǎn)品定義和生產(chǎn)計(jì)劃。資源包括人員，設(shè)備，材料和過(guò)程段對(duì)象。 能力包括生產(chǎn)能力，過(guò)程段能力。產(chǎn)品定義包括產(chǎn)品定義信息。生產(chǎn)計(jì)劃包括生產(chǎn)計(jì)劃和生產(chǎn)性能。ISA-95標(biāo)準(zhǔn)對(duì)MES的功能定義影響非常深遠(yuǎn)，它的出現(xiàn)將無(wú)論是流程工業(yè)還是離散類的加工制造行業(yè)有了統(tǒng)一的功能模型。并在其中孕育了當(dāng)下最重要的概念“制造運(yùn)營(yíng)管理”Manufacturing Operation Management。
筆者在2000年時(shí)，由ERP的研發(fā)與實(shí)施向MES行業(yè)轉(zhuǎn)型，并一開(kāi)始就實(shí)施了一家大型外資上市公司光通訊行業(yè)的MES系統(tǒng)的全面導(dǎo)入，當(dāng)時(shí)為了查詢一些技術(shù)問(wèn)題，只能上Google去查找，按MES的關(guān)鍵字來(lái)過(guò)濾，幾乎沒(méi)有任意一個(gè)中文網(wǎng)站，但是MES之火已經(jīng)由歐美企業(yè)在中國(guó)的橋頭堡工廠在中國(guó)發(fā)達(dá)城市點(diǎn)燃。
MES系統(tǒng)演進(jìn)歷史及未來(lái)的趨勢(shì)
由于歐美以及日本的MES系統(tǒng)應(yīng)用推廣較早，他們?cè)谥袊?guó)的落地過(guò)程中幾乎是填鴨式的照搬那一整套流程，從來(lái)未考慮也不曾去考慮中國(guó)用戶的使用習(xí)慣，我當(dāng)時(shí)所在的項(xiàng)目幾乎所有的操作界面均為純英文界面，操作工在應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)，只能死記硬背界面上的那些單詞與提示信息，所幸的是，很快這套系統(tǒng)被聰明的國(guó)人所消化吸收，并產(chǎn)生了很多讓老外們也贊口不絕的應(yīng)用效果。
彼時(shí)，在一些中國(guó)臺(tái)灣企業(yè)，已經(jīng)廣泛的應(yīng)用了車間管理系統(tǒng)，他們稱之為Shop floor或是Barcode系統(tǒng)，幾乎最主要的功能就是部署在生產(chǎn)線上進(jìn)行“掃描過(guò)帳”，實(shí)現(xiàn)最基本的WIP數(shù)據(jù)采集管理以及QC報(bào)表的展示。
國(guó)產(chǎn)的MES系統(tǒng)在2000-2005年期間還是處于萌發(fā)階段，國(guó)家在2002年度首次提出將CIMS的離散類MES系統(tǒng)的研發(fā)技術(shù)攻關(guān)列為當(dāng)年的863課題，幾乎都是從消化西方的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)始，來(lái)構(gòu)架一套相對(duì)完善的技術(shù)框架，筆者當(dāng)年曾在2001年時(shí)，于e-Works的BBS上發(fā)起成立了中國(guó)第一個(gè)MES討論板塊，并擔(dān)任版主，參與見(jiàn)證了中國(guó)MES應(yīng)用的萌芽期的掃盲與普及。2005年之后，中國(guó)自有知識(shí)產(chǎn)權(quán)的MES系統(tǒng)與平臺(tái)開(kāi)始推上市場(chǎng)開(kāi)始應(yīng)用迭代， 不過(guò)也有不少的國(guó)產(chǎn)廠商沒(méi)有辦法熬過(guò)MES這個(gè)行業(yè)的黎明前的黑暗，倒在黎明前的微光中，我個(gè)人以為，沒(méi)有站在前人的MES應(yīng)用實(shí)踐基礎(chǔ)之上去研究與迭代，也沒(méi)有人去消化枯燥的國(guó)外技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，更沒(méi)有一個(gè)切實(shí)可行的參照對(duì)標(biāo)模型，基本上都是按功能模塊的需求去大量定制，更淡不上任何“平臺(tái)化/建模”這樣的思想理念，實(shí)在讓人扼腕嘆息。
MES系統(tǒng)演進(jìn)歷史及未來(lái)的趨勢(shì)
自從2015年開(kāi)始，中國(guó)制造業(yè)MES應(yīng)用迎來(lái)了重大的戰(zhàn)略機(jī)遇，為了對(duì)標(biāo)德國(guó)的“工業(yè)4.0”以及美國(guó)的“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”戰(zhàn)略，中國(guó)推出了“中國(guó)制造2025/智能制造”的戰(zhàn)略，并制定了一系列的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)以及從產(chǎn)業(yè)政策上進(jìn)行了大量的引導(dǎo)，MES系統(tǒng)也由單一的生產(chǎn)記錄型系統(tǒng)，進(jìn)化為全方位的企業(yè)級(jí)執(zhí)行協(xié)同系統(tǒng)，比如在智能物流執(zhí)行過(guò)程的應(yīng)用，在全面質(zhì)量管理TQM以及6西格瑪?shù)纳钊霊?yīng)用，在設(shè)備運(yùn)行維護(hù)保養(yǎng)以及點(diǎn)檢的深入應(yīng)用，與SCADA/IoT的深度融合應(yīng)用，MES已經(jīng)轉(zhuǎn)變?yōu)楦鼮閺?fù)雜的MOM 制造運(yùn)營(yíng)管理。
從技術(shù)路線上來(lái)看，經(jīng)歷了傳統(tǒng)面向模塊，面向?qū)ο?組件的開(kāi)發(fā)方式，未來(lái)向面向服務(wù)SOA的架構(gòu)以及面向微服務(wù)，全面開(kāi)源的架構(gòu)迭代，尤其與是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的“產(chǎn)業(yè)中臺(tái)”技術(shù)全面融合之后，有機(jī)地實(shí)現(xiàn)云與端的協(xié)同分工，尤其是將AI人工智能應(yīng)用于生產(chǎn)瓶頸的突破，將取得巨大的經(jīng)濟(jì)效益。筆者參與的項(xiàng)目已經(jīng)將人臉識(shí)別與設(shè)備自動(dòng)綁定，通過(guò)將深度學(xué)習(xí)技術(shù)訓(xùn)練的高速圖像瑕疵鑒別，將生產(chǎn)良率進(jìn)行了大幅度的提升，同時(shí)為企業(yè)實(shí)現(xiàn)了減員增效果。
當(dāng)下 ，各地的工廠的MES項(xiàng)目如雨后春筍般上線，這為國(guó)內(nèi)MES的業(yè)者來(lái)來(lái)了巨大的商機(jī)，一些進(jìn)行了多年技術(shù)儲(chǔ)備的商廠，實(shí)現(xiàn)了跨越式的發(fā)展，但金字塔最高端的MES項(xiàng)目，依然被一些國(guó)際廠商所壟斷，但有理由相信，在出現(xiàn)“中興/華為事件”之后，為了不讓制造業(yè)的核心系統(tǒng)被卡脖子而受制于人，國(guó)產(chǎn)自有知識(shí)產(chǎn)權(quán)的MES系統(tǒng)必將順勢(shì)而為，機(jī)會(huì)總是留給有技術(shù)，有能力的商廠，善于經(jīng)營(yíng)的團(tuán)隊(duì)，最終在劇烈的競(jìng)爭(zhēng)搏殺之下，國(guó)產(chǎn)MES系統(tǒng)將迎來(lái)輝煌。
