MES在工业互联网中的新定义导读：在制造企业的信息化工作中，MES(Manufacturing Execution System，制造执行系统)是一个比较有尴尬的现象;如果被它折腾过几次，估计企业信息化中的酸甜苦辣都能体尝到。一方面，业内能够提供MES解决方案的厂商众多(仅在中国，此类厂商不会少于300个)；另一方面，企业实施MES的效果难以清晰地界定；解决方案厂商中，也没看到哪家的日子过得有ERP之类的厂商滋润。就这样，MES的行业生态，属于供需两头都想要，又两头都抱怨很多的情形。笔者认为，其根本原因，还在于对MES的定义和定位不清晰，或者说难以清晰。
在ISA95的自动化金字塔模型中，MES属于Level 3，介于业务计划和自动化控制之间，即业务计划的底层，以及自动化控制的顶层，似乎充当了计划与操作之间的媒介，见如图1中的Level 3。
ISA95制造自动化金字塔
理论模型好画，可落实到实践层面就有了差异。因为厂商的背景不同，所谓的商业化(COTS)MES软件，要么偏向业务计划和物流层的功能多一些，多了订单拆分、工单调度、作业指导等功能，实际上是ERP等软件的扩展;要么是偏向自动化层的功能多一些，多了工单管理、过程数据统计和分析等功能，实际上则是SCADA/HMI/DCS等软件的增强。
在具体的实施项目中，不同的行业，不同的企业，不同的工厂，对MES的需求也不同。有的侧重在设备运营数据的采集和分析，有的侧重在生产过程可视化，有的侧重在过程质量管理，有的侧重在产品追溯，有的侧重在生产线旁的物料配送和调度，有的侧重在生产防错，有的侧重在生产过程的监控和安全，有的侧重在能耗管理和优化，……，可谓是有一千个MES项目，就有一千个“哈姆雷特”。
一方面，从计划到执行，从业务计划的以月/周为单位，到生产现场以毫秒为单位，不同的层次，其业务和数据的变化频率是不同的，需要有平稳的过度;另一方面，ERP是面向交易的IT系统，业务财务一体化是其灵魂，而这一设计也限制了其对实时、大数据的处理能力;而SCADA等自动化控制系统则是面向机器的IT系统，指令、数据的序列化和实时性是其典型特征，不能有丝毫的等待时间来停留或思考。因此，从这些角度看，在制造企业中，MES或MOM(ManufacturingOperation Management，生产运营管理)之类的解决方案还是必要的，但具体的实现方式有待重新审视。以笔者的经验看，企业的工艺流程、自动化程度、运营的短板和需求是多样性的;具体到每一个项目，业务对IT系统的需求会不一样，期望有一个类似ERP这样，标准化程度高，大而全的MES系统是不现实，也是不恰当，甚至是不明智的。正因为这个原因，MES也就不能成为所谓的“S(System，系统)”，这也可能是国际MESA协会中很多专家希望用MOM(生产运营管理)来取代MES。更为明确地说，按笔者的看法，现在的MES的功能应该做平台，微服务化改造，改造成一个生产运营管理架构(MOMA，Manufacturing Operation Management Architecture)，基于此架构的序列化微服务包(MSS，Micro Service Series)，以及针对不同行业的交付模型(DT，Delivery Template)，笔者暂且称这种MES为“后MES”或“cMES”。这样，通过底层逻辑的标准化和开放性，再通过业务模板化搭配或组合的方式，就可以实现不同企业的定制化需求。
对于制造业而言，多品种，小批量，个性化，乃至个体化生产已是必然。在这种趋势下，ISA95的金字塔模型也要重新定义；因为，在这种框架下，生产运营管理领域的IT应用只能通过与ERP的集成来获得与产品定义有关的数据，这显然适应不了个性化生产的需要。如果要能够快速响应市场和需求，生产运营领域的IT应用应该与产品研发和工程、企业资源计划、物流和供应链等领域的IT应用形成网状架构并直接交互数据，而工业物联网平台的发展和成熟，使得这种网状架构成为可能。
基于工业物联网的制造IT架构
作为制造业数字化转型的形式之一，服务型制造在航空、工程设备、汽车、家电等行业领域的发展日益成熟，而服务型制造的推行，是建立在数字化新物种——“数字孪生(Digital Twins)”的基础上的。“数字孪生”是商品化产品或资产的数字映射，是服务型制造中的新型人机交互界面。没有“数字孪生”的支持，服务型制造就不可能大范围地有效推行。
“数字孪生”的诞生，正是车间工单下达的那一刻;因此，制造运营管理领域的IT应用，或“后MES(cMES)”，是“数字孪生”的“助产士”。
“数字孪生”与制造运营管理
在没有形成物理产品之前，PLM等IT系统中的“产品”还只是一种关系结构;只有投入了加工和装配环节，产品才日益具象化。产品的关系结构与物理产品之间是一对多，三生万的关系。这种从关系到实体的时刻，就如同“精子”和“卵子”之间的美妙结合。在企业中，这种结合，或者说“受精卵”的诞生，是在车间现场，在工单下达的那一刻完成的，而这个“受精卵”的数字化展现就是物理产品的“数字孪生”。“数字孪生”诞生之后，企业的后续运营都将围绕它来进行。具体到IT的实现，“数字孪生”的诞生是由制造运营领域的IT应用(“后MES”)来完成的;换句话说，“后MES必须具备“数字诞生”的催生和管理等功能，包括“数字孪生”的注册(“生”)、制造过程数据向“数字孪生”的填充(“养”)，等等;而且，这些工作必须在绝对安全的前提下完成。
作为本文的小结，在工业互联网时代，MES的架构必须重塑，重塑成一个基于制造运营管理架构的微服务序列，微服务之间的组合关系则通过各种业务模板来定义；另外，它还应具备“数字孪生”的“生”和“养”的功能，以支持制造企业服务型制造的转型，笔者暂且称这种MES为“后MES”或“cMES”。
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