制造执行系统MES行业分析报告.docx

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制造执行系统MES行业分析报告

2015年制造执行系统MES行业分析报告

2015年7月

MES：

打开生产管理黑箱。

MES（ManufacturingExecutionSystem），即制造执行系统。

它弥补了计划层和控制层之间的空白，使得生产制造过程不再成为一个信息黑箱。

根据美国MESA协会统计调查数据，MES的应用可以使企业各工作环节的效率提升22%-67%。

MES市场扩张之路：

先流程后离散。

流程行业在自动化水平、数据采集、生产工艺和生产流程变更等条件上都优于离散行业。

同时部分流程行业对实时性、可追溯的需求更加强烈。

因此MES市场在流程行业应用要先于离散行业。

自动化和ERP厂商竞争优势渐现。

MES厂商主要由自动化背景、ERP背景和独立MES提供商构成。

国际自动化大商在行业理解、数据采集，综合实力方面明显占优，通过持续并购已经获得较大竞争优势；

ERP厂商依托原有资源也成为了有力竞争者；

MES产品粘性强，已在行业内建立竞争优势的独立MES厂商具有并购价值，独立MES厂商日渐减少。

MES在中国尚处起步阶段。

应用MES的企业多集中在钢铁、石化、烟草等流程行业，离散行业的企业应用较少。

MES实施对企业经济效益明显，未来行业成长空间巨大。

MES行业国内尚处于起步阶段，竞争格局尚未明朗。

MES行业已经进入快速增长期，未来将保持平稳向上增长势头。

2013年，我国MES市场规模接近15亿元，预计未来年均复合增长率将达到19.5%，2020年市场规模达到45亿元以上。

一、MES：

打开生产管理黑箱

1、MES：

优化产品生产管理过程

MES（ManufacturingExecutionSystem），即制造执行系统。

成立于1992年的MESA对MES给出的定义是：

“MES能通过信息传递对从订单下达到产品完成的整个生产过程进行优化管理，运用及时准确的数据，指导、启动、响应并记录车间生产活动，能够对生产条件的变化做出迅速的响应，从而减少非增值活动，提高效率。

”

广义的MES，以制造为核心，是从客户下单到交付给客户，对计划、工艺、制造、物流、质量和设备等进行精益化管理和指挥协同的信息化平台。

它是实施企业敏捷制造战略和实现车间生产敏捷化的基本技术手段。

MES可以为用户提供一个快速反应、有弹性、精细化的制造环境，帮助企业减低成本、按期交货、提高产品的质量和提高服务质量。

2、MES：

沟通计划层和控制层的桥梁

美国先进制造研究机构AMR（AdvancedManufacturingResearch）于1992年提出三层的企业集成模型，在该模型中MES为“位于上层的计划管理系统与底层的工业控制之间的面向车间层的管理信息系统”。

它为操作人员/管理人员提供计划的执行、跟踪以及所有资源（人、设备、物料、客户需求等）的当前状态。

位于上层的是计划层，与之对应的是企业资源计划ERP（EnterpriseResourcesPlanning），它是一个有效地组织、计划和实施企业的“人”、“财”、“物”管理的系统，对企业内部资源进行整合，提高了企业管理效率。

ERP最大的贡献在于让企业现状管理的信息透明、准确。

对于企业信息化的建设，ERP的基础地位毋庸置疑，无可替代。

然而，ERP对于生产管理的缺陷是天生的，它出生之初的目的就是为了上层管理者服务的。

ERP生产管理模块（MPS、MRP、MOM、SFC）提供的是一个非常粗略的计划与生产过程数据采集统计功能，无法满足用户实际的生产流程控制。

位于下层的是控制层，它的主要功能是把设备的监控信息集成，通过控制算法来实现自动实时控制的功能。

近年来，随着企业设备和控制系统自动化水平的提高，控制层面的自动化程度也日益提高。

在实践中，过程控制系统主要包括安全仪表系统（SIS）、分散式控制系统（DCS）、组态监控系统（SCADA）、各类PLC控制系统等。

MES的出现，弥补了计划层和控制层之间的空白，使得生产制造过程不再成为一个信息黑箱。

MES的核心功能是对生产制造的所有相关信息的全息建模，在精确数据的基础上，进行生产过程监控、质量管理、设备监控、计划执行及智能分析等。

3、MES带给企业的价值

（1）MES强调实时性，突出了其迅速的响应能力

实时性在化工，电力等行业都非常重要。

通过实时在线对生产过程、计划执行、库存、设备、人员、物料的管理，并采集实时数据进行处理分析，在此基础上实现对生产控制系统进行调度、指挥。

通过这种在线的管理，MES快速响应生产条件的变化，减少生产过程的无效操作，提高生产效率，增强事件处理能力和设备的利用率，降低了在制品和库存，有效达到控制成本的作用，并提供高效的企业管理功能。

（2）MES强大的追溯管理功能对企业具有很强的吸引力

在制药业、汽车业和食品行业都收到了很好的效果。

以制药业为例，药品生产过程要求有十分严格的批号记录和跟踪，从原材料、供应商、中间品以及销售给用户的产品，都需要记录。

一旦出现问题，企业要可以通过批号反查出是谁的原料、哪个部门、何时生产的，直到查出问题所在。

（3）MES可以提高产品质量和企业工作效率

它优化了企业的生产管理模式，强化过程管理和控制，实现精细化管理。

同时减少了人工作业，实现数据共享，加强了各部门的协同办公能力。

根据美国MESA协会统计，使用MES后多个项目都得到了明显改善，企业工作效率得到了大幅提高。

4、MES：

通往智能化工厂的必由之路

近两年，德国提出的工业4.0概念受到了人们的热切关注。

毫无疑问，要实现工业4.0的目标，必须实现工厂内部的智能化和自动化。

如果要达到工厂的智能化和自动化，必须首先实现数字化。

MES是数字化工厂的重要组成部分。

数字化工厂要能够对工厂内的制造资源、计划、流程等进行管控，在工厂全息可视的基础上，通过系统集成，与企业层、设备控制层实时交换数据，形成制造决策、执行和控制等信息的闭环反馈。

未来在数字化工厂的基础上，利用物联网技术、设备监控技术等加强信息管理和服务，并掌控产销流程，对制造过程进行智能活动，部分地取代人们在制造过程中的脑力劳动，进而把制造扩展到柔性化、智能化和高度集成化。

二、MES通用平台仍在探索中

1、MES的通用性不断增强

MES的体系结构经历了从T－MES向I－MES发展。

传统的MES（T－MES）是从20世纪70年代的零星车间级应用发展起来的。

T－MES又可以分为专用MES（PointMES）和集成MES（IntegratedMES）两类。

专用MES具有实施快、投入少等优点，但通用性和可集成性差。

它是一种自成一体的应用系统，针对某个单一的生产问题（如在制品库存过大、产品质量得不到保证、设备利用率低等）提供有限功能（如物料管理、质量管理、设备维护、作业调度等），或适用某种特定的生产环境（如应用于半导体和MEMS车间的MES、应用于FMS系统的MES等）。

集成MES系统起初是针对特定行业（如航空、装配、半导体、食品和卫生等）特定的规范化环境而设计的，目前已拓展到整个工业领域。

在功能上它已实现了与上层事务处理和下层实时控制系统的集成。

集成化MES具有丰富的应用功能、统一的逻辑数据库、产品及过程模型等优点。

但该类系统依赖特定的车间环境，柔性差，缺少通用性和广泛的集成能力，难以随业务过程变化而重新配置。

美国AMR在分析信息技术的发展和应用前景的基础上，提出了可集成MES（IntegratableMES，I－MES）这一概念。

可集成MES是将模块化、消息机制和组件技术应用到MES的系统开发中，是两类传统MES系统的结合。

从表现形式上看，I－MES具有专用MES系统的特点，即I－MES中的部分功能可以作为可重用组件单独销售；同时，它又具有集成MES的特点，即能实现上下两层之间的集成。

此外，I－MES还具有客户化、可重构、可扩展和互操作等特性，能方便地实现不同厂商之间的集成和原有系统的保护以及即插即用（P&P）等功能。

从MES发展历程可以看出，MES总体趋势是通用性和集成性不断增强。

未来，MES将更加开放，不同厂商的MES产品可以真正实现统一接入ERP系统。

MES的易操作性、可重构性和健壮性大为增强，行业应用差异性不断缩小。

参考ERP行业的发展历程，SAP和Oracle打破了产品只能在特定行业中应用的局限，提供了跨行业的解决方案，使产品被广泛应用在不同行业的大公司中，从而创造出巨大的市场空间。

在巨大市场空间中，平台公司SAP和Oracle都成为了行业巨头。

2014年SAP销售额超过214亿美元，目前市值达到866亿美元。

因此，我们想要知道：

MES市场是否也能诞生出跨行业应用的大型平台公司呢？

2、ERP发展经验：

软件平台和实施服务能力缺一不可

企业资源计划ERP能够提高企业管理水平和员工工作效率，被广泛地应用在各行业的大中型企业中。

仔细观察ERP系统，会发现它不仅是一个软件，背后还有一整套服务体系。

通常来说，ERP行业包括ERP软件行业和ERP实施服务行业两个子行业。

ERP行业分工如下：

首先由ERP软件公司提供通用的技术化平台及模块化产品。

然后由专业的咨询顾问和企业项目人员协同运作，按照企业的实际需求，在企业ERP系统建设过程中提供专业化和个性化服务。

目前，高端ERP软件市场主要由SAP和Oracle占据。

SAP和Oracle在多数情况下并不参与ERP的实施服务，一般通过它们的合作伙伴提供。

经过长期发展，围绕着高端ERP软件厂商，市场上已形成了一个规模庞大的共生互利的生态圈。

以SAP为例，围绕在它周围的有各种软件和硬件提供商，咨询公司和培训中心。

SAP的ERP软件主要通过埃森哲、德勤等著名咨询公司和专业ERP软件实施公司来服务终端公司。

同时，SAP通过与软件和硬件提供商维持开放合作的关系，保障ERP软件被通畅地使用在各种硬件平台上，实现数据库的无缝对接。

此外，SAP还培训了大量的咨询顾问，帮助合作伙伴拓展生意网络，保障终端公司便捷使用ERP系统。

SAP甚至在学校里教授学生使用它的ERP软件，为潜在用户培养使用习惯。

在整个生态圈中，SAP只获取了20%的收入，将80%的收入都留给了合作伙伴。

为什么SAP要把80%的收入都留给合作伙伴，而不是亲自给客户做实施方案赚取每一分钱呢？

究其原因在于，标准的ERP软件并不能直接照搬使用在企业上。

不同行业的企业存在着很大的不同。

即使同一行业的企业，内部组织结构和管理流程也都各不相同。

标准的ERP软件必须通过实施顾问对公司做定制化服务，才能真正发挥ERP系统的效用。

而在ERP实施环节，SAP并没有足够能力覆盖那么多国家和行业的众多公司，必须取得合作伙伴的支持。

况且，ERP软件的实施往往只是管理咨询公司提供咨询服务的一部分，管理咨询公司具有明显优势。

倘若SAP不将软件实施开放给合作伙伴，众多的合作伙伴必定会选择SAP竞争对手的ERP软件去实施，这将给SAP带来致命打击。

因此，SAP必须保持开放合作的精神，只有在合作伙伴的帮助下自己才能发展壮大，这也是它把大部分收入留给合作伙伴的原因。

3、MES通用平台在探索中

MES和ERP有许多相似之处，两者都有软件，也需要根据企业实际情况提供实施服务。

要想在两个行业取得成功，必须同时具备良好的软件技术和实施服务能力。

不过，与ERP相比，MES有两点不同：

（1）MES软件的通用性不如ERP软件

目前，MES行业并没有出现高端ERP软件被SAP和Oracle主宰的竞争格局，各家MES厂家都在优势行业各自占据部分市场，下表罗列了部分MES厂商的产品优势范围：

（2）MES比ERP更加深入地介入了企业的实际生产细节中，实施服务的作用更加重要

目前，MES软件很多时候都是由厂商亲自来实施服务。

未来，随着MES软件健壮性、可重构性的增强，可能会出现通用性更强的MES软件，但是实施服务的能力仍然非常重要。

如果没有足够的合作伙伴支持，一家MES公司根本不可能把业务拓展到众多行业中。

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