一、MES的發展歷程

要了解MES首先需要知道其發展歷程。制造執行系統（MES）是隨著制造業的發展逐步演變和成熟起來的。以下是MES發展的幾個主要階段：

第一階段：數據收集與報告（1980年代 - 1990年代）

制造業開始引入計算機集成制造（CIM）概念，建立了基于計算機的自動化系統。這個階段的MES主要用于數據收集和報告，通過連接設備、傳感器等實現數據采集，并生成簡單的報表用于生產監控。

第二階段：過程控制與作業調度（1990年代）

在第二階段，MES逐漸發展為更加功能強大的系統。它開始具備了對制造過程的實時控制和調度能力。MES可以優化作業流程、分配資源、協調任務和人員，以提高生產效率和響應能力。

第三階段：質量控制與追溯（2000年代）

隨著客戶對產品質量的要求越來越高，MES在第三階段增強了對質量管理的支持。它可以監控和控制生產過程中的質量指標，例如關鍵工藝參數、合規性檢查等，并支持產品追溯，即根據產品批次或序列號追溯其生產過程和原材料來源。

第四階段：集成與智能化（2010年代以后）

進入第四階段，MES開始整合更多的工廠系統和數據源，實現信息的全面共享和協同。它與企業資源計劃（ERP）系統、供應鏈管理（SCM）系統、物聯網（IoT）等技術進行集成，提供更加智能化的制造管理功能。此外，MES還借助人工智能（AI）和大數據分析等技術，提供更深入的洞察和決策支持。

隨著數字化轉型和智能制造的發展，MES正不斷演進和進一步融入制造業。未來的MES將更加注重實時性、靈活性和可持續性，以滿足日益復雜的制造環境和需求。

二、MES的定義

有關MES的定義不同組織給出答案不同，以下是制造研究機構ARM與制造企業解決方案協會（MESA）的兩個定義進行說明。

1. ARM的定義：

制造執行系統（MES）是一種基于計算機的軟件，用于管理、監控并控制制造過程中的實時操作和數據。MES通過跟蹤生產進度、收集和分析數據、作業調度與協調、資源管理以及質量管理等功能，提高制造效率、質量和可追溯性。ARM提出了決策層、執行層和控制層的企業信息集成三層業務模型，大家可以通過這三層模型向客戶介紹MES與其它信息系統的關系。

2. MESA的定義

制造執行系統（MES）是一個集成的軟件和硬件系統，用于協調和優化制造流程、資源和數據，以實現實時生產控制、跟蹤和報告，并支持質量管理和決策制定。MES提供了實時的制造操作和生產信息，幫助生產管理人員做出準確的決策，改善工廠的生產效率、質量和可見性。MESA對MES的定義強調了三點：

a. MES是對整個車間制造過程的優化，而不是單一解決某個生產瓶頸。

b. MES必須提供實時收集生產過程數據的功能，并做出相應的分析和處理。

c. MES需要與計劃層和控制進行信息交互，通過連續信息流來實現企業的信息集成。

這些定義強調了MES作為一種軟件系統的本質，其目標是通過集成多個功能模塊和數據源，實現制造過程的監控、調度、優化和質量控制。MES的關鍵特征包括實時性、數據分析、作業調度、資源管理和質量控制。這些功能使得企業能夠更好地管理和優化生產過程，提高生產效率和質量，并做出基于實時數據的決策。

三、MES與其它管理系統集成關系

從上面的定義可以看出MES在整個企業信息管理架構中起著一個非常重要的作用--數據集成。數據集成的功能使MES與企業其它管理系統存在密不可分的關系，以下是幾個常見為管理系統進行介紹。

1. ERP（企業資源計劃）系統：

關系：MES與ERP系統有密切關聯，通常需要在兩者之間進行數據集成和共享。MES提供實時的生產數據和狀態，與ERP系統的生產計劃、庫存管理等模塊進行協同。MES可以向ERP系統提供實際生產情況，幫助更新生產計劃和優化資源分配。

區別：MES專注于制造過程的實時監控、作業調度和質量管理，而ERP系統更側重于整體企業資源的管理和規劃，包括財務、采購、銷售、庫存等方面。

2. SCM（供應鏈管理）系統：

關系：MES與SCM系統緊密合作，以確保生產計劃與供應鏈的協同，并及時傳遞生產需求和進展情況給供應鏈環節。MES提供實時的生產數據和狀態，幫助SCM系統實現更準確的庫存管理和交付時間估算。

區別：MES主要關注內部制造過程的監控和調度，而SCM系統則涵蓋了物流、庫存和訂單等供應鏈活動的協調和優化。

3. QMS（質量管理系統）：

關系：MES在質量管理方面扮演重要角色，通過記錄和分析生產過程中的實時數據，支持質量監測、缺陷追溯和質量改進活動。MES與QMS系統的集成可以實現更全面的質量管理和追溯能力。

區別：MES除了質量管理外，還包括作業調度、資源管理等功能，而QMS系統專注于質量控制、質量檢驗和質量改進的管理。

4. WMS（倉儲管理系統）：

關系：MES與WMS系統在生產和倉儲環節有交互關系。MES將生產完成的產品信息傳遞給WMS進行庫存管理和出入庫操作，并更新庫存狀態。WMS系統也會向MES提供相關的物料和備件信息。

區別：MES聚焦于制造過程和生產計劃的實時監控，而WMS系統則專注于倉儲和物流管理，包括庫存管理、訂單揀選等。

總體而言，MES與ERP、SCM、QMS和WMS這些管理系統之間存在相互關聯和數據交互的情況，但各自有著不同的功能和側重點。MES主要針對制造執行環節，通過實時監控、作業調度和質量管理等功能提高制造效能；而其他管理系統則廣泛涵蓋了企業資源規劃、供應鏈協同、質量控制和倉儲物流等方面，以支持企業的整體運營管理。

四、MES系統功能與邊界

MES的功能邊界很難界定，日常工作中更多依賴在商務合作中的“需求說明”與“項目設計藍圖”與客戶或第三方進行項目邊界界定。但常規來說MES項目的邊界主要圍繞制造過程的實時監控、作業調度和生產數據管理等方面。以下是MES項目的一般功能邊界：

1. 生產計劃與調度

MES負責將高層的生產計劃轉化為具體的作業任務，并進行合理的作業調度，以滿足交付日期、優化資源利用和最大化生產效率。

2. 實時監控與數據采集

MES通過與生產設備和傳感器的連接，實時監控生產過程中的關鍵參數和設備狀態，并采集相應的生產數據，如生產數量、質量數據、工藝參數等。

3. 資源管理

MES管理相關的生產資源，包括人員、設備、物料和工具等。它可以跟蹤資源的可用性、協調資源的分配和協助資源調度，以確保生產計劃的順利執行。

4. 質量管理與追溯

MES負責質量控制，包括缺陷檢測、異常處理和質量改進活動的管理。它還支持產品追溯，通過記錄和跟蹤生產數據，實現對產品批次、原材料和工藝參數的追溯能力。

5. 作業指導和報告

MES提供作業指導，指導操作員按照工藝要求進行生產操作。它還生成相關的生產報告和記錄，如作業記錄、質量報告和工藝參數報告等。

需要注意的是，MES項目的具體功能邊界可以因企業的制造過程、行業特點和組織需求而有所差異。一些企業可能希望整合MES與其他管理系統（如ERP、SCM）以實現更全面的制造管理和協同效應。此外，MES的邊界還涉及到與其他系統的集成、數據接口、用戶培訓和支持等方面的考慮。