2013年7月10日，西门子MES离散行业总监陈曦、MES流程行业总监奚璐接受了e-works记者的采访。在采访中，他们介绍了西门子MES的发展历程，MES的功能特点，行业解决方案以及未来发展趋势等。
中国MES市场正在成长
当前，国内MES市场正不断扩张和发展，企业对MES的需求日益增长，但是，真正能了解自身情况，提出明确需求的企业却是少之又少。为什么MES现在如此？一是因为，现在很多企业的自动化程度已经达到一定水平，并且很多企业已经初步了解了信息化，实施了PLM、ERP等系统，但是缺少一个能对生产过程进行控制管理的软件系统，无法快速提升制造水平和效率。二是某些行业，如食品、药品等，受法律法规的要求限制，必须重视MES的实施和应用，这也催生了MES需求的萌芽。
在国家正在提倡两化融合的背景下，可以说，MES的市场前景和发展潜力都非常好，但在当下还存在一些问题。
首先，MES系统对从业人员的要求很高，相比国外企业，国内企业接触MES时间较短，对MES概念的理解还在实践体会中，所以很多项目都是由供应商来建议决定的。其次，企业在选择系统时好大喜全，企业大都在尝鲜，喜欢功能强大、覆盖面很全的MES系统，并且希望供应商的实施能力非常强，还能提供全能的实施人员，熟悉行业、熟悉软件、懂管理，什么都会，这样一来项目很容易失败。
另外，国内企业对MES与其他信息化系统（比如ERP）之间的边界没有详细的界定。国外企业经过多年的建设，信息化已日趋完善，有单独的ERP系统，MES系统以及APS专用排产系统等，系统和系统之间的界线非常清楚。但国内很多企业并不了解ERP与MES之间的区别和分工，哪些功能该由哪个系统实现，哪个环节需要哪个系统来管理，未形成明确的概念。很多时候，企业没有实施ERP，也没有对企业的信息化架构进行整体规划。提前单独实施MES系统的企业，很容易将许多原本应由ERP实现的功能要求强加到MES，但显然MES无法满足企业需求。还有一些企业已经实施了ERP，并通过大量二次开发，实现了一些生产管理功能，企业会困惑于还要MES做什么。因此建议制造企业根据自己的实际情况，对ERP、MES做好整体规划，明确需求定位后再选择是否实施MES项目。
除了需求上的差异，从资源投入上来看，国内企业和国外企业也存在着较大的差距。国外MES起步于60年代，已逐步趋向成熟，而国内的MES真正起步于80年代，所以MES在中国还有一个比较长的发展过程。MES的国内市场虽然景象一片繁荣，但仍有很长的路要走，市场的成熟度还有待提高。不过以中国市场一贯的成长速度来说，发展将会非常迅速。如今，在国内可以看到很多行业都涌现出了成功的应用案例。MES的发展颇像ERP、PLM等软件进入中国的发展历程，刚开始群雄逐鹿，百家争鸣，而现在用户更趋于理性，会选择比较成熟的产品。MES也将经历这样一个过程，不管是客户还是供应商，都需要时间来磨合和调整。
全球领先的MES
西门子是全球最大的MES软件商，早在2000年就于国内推动MES的发展，是国内最早的MES供应商。初期，MES是作为西门子自动化与驱动集团，自动化系统部的一个产品线进行推广。西门子实施的国内第一家烟草企业-青岛颐中卷烟厂MES成功上线后，树立了烟草行业MES标杆，并发展成为烟草行业MES现行标准，继而在其他行业推广开来。2010年以后，西门子集团进行改革，中国MES业务整合到西门子工业软件（上海）有限公司旗下运营。产品也从原先的SIMATIC IT MES平台，逐渐升级为强大的综合性制造运营管理MOM（Manufacturing Operation Management）平台，囊括了针对生产管理和执行的Production Suite（生产套件），针对研发流程和配方转化的R&D Suite（研发套件），以及面向集团运营决策的Intelligent Suite（智能套件），可以满足企业对信息全集成的要求（MES-ERP，MES-PLM，MES-Control）。西门子的MES系统由SIMATIC IT核心平台加上标准组件以及一些特定的行业库组成，有针对性地为需求不同、行业不同的客户提供有特殊针对性的解决方案。如果客户比较关注生产、工艺、质量、设备和追溯，那么西门子会推荐生产套件；如果客户关注实验室检测、产品配方管理、研发新产品过程等，则会推荐研发套件；如果客户的自动化程度非常高，基本不用人员干预，只须采集关键点的数据用于制造智能的决策分析，那么西门子则会推荐他们采用智能套件。
在三大套件中，每一个套件都包含许多功能模块，通用的功能包括了数据采集、详细计划排产、质量管理、物料管理、库存管理、工艺管理、设备管理、人员管理、绩效分析、跟踪追溯等。功能模块的实现是通过选择相应的产品组件，几个组件对应一个功能。例如数据采集功能，系统里并没有数据采集这个模块，而是采用实时数据库，以及它延伸的子模块，如历史数据归档、历史趋势展示、数据压缩、数据存储、绩效分析等，而这些子模块也存在跨功能的应用，并通过配置来满足客户的需求。
对于企业建立和实施制造信息化的过程，西门子正在推广并建议实施三部曲。第一步是生产可视化，第二步是流程标准化，第三步是决策智能化。
实施MES项目，首先要让企业管理人员即使不去现场也能对生产现状了如指掌，通过一定技术手段从现场的生产设备、各类控制系统、检测仪器中采集实时数据，实现生产过程的在线监控；再对工厂生产流程进行梳理，建立虚拟的工厂模型，定义产品BOM、配方（生产工序、设备、输入输出物料、关键参数）、检测标准等。工厂按照计划的工单组织生产，工单执行时自动完成生产记录，生产过程透明且可追溯。
第二步是标准化流程。MES中的字母E表示Execution，即执行，MES和其他的数据采集，或者ERP等业务管理系统的区别就在于，MES需要定义工厂生产管理的一个模版/标准，并且保证在具体的生产过程中，所有的操作人员和设备都按照所定义的标准进行生产，因此第二步的流程标准化，是将原来纸质的生产需求电子化和计算机化，定义各个岗位的标准作业指导书，按照规定和要求的流程和步骤来执行。
第三步则是对整个制造决策的智能化。有了第一步和第二步的应用部署，MES系统积累了大量的数据之后，就可以通过数据挖掘和分析，帮助企业发现问题，解决问题，做出更准确的管理决策。
一个MES系统的实施，大致步骤是与客户所处行业相结合，先制定项目实施的方向或者指导方针，然后对整个项目进行统一规划，可以分期实施，也可以选取一些重要或关键的模块，试点成功后在集团内部做标准化的复制和推广。此类系统在使用一段时间后，西门子会建议根据业务的变化、企业的发展对MES系统进行持续的优化。以现在的应用状况来看，我国大多数企业仍处于第一步的车间透明化阶段，正在打开生产现场的黑箱。以离散行业为例，西门子首先会建议客户要准确获取车间的各种信息，如制品信息、质量情况、物料状况等。在收集完相关信息后，才能发现问题在哪里，以便通过对现有流程的改造，实现流程规范化。系统实施上线后，将再次采集改善后的数据，通过分析，为智能制造提供决策。智能制造的决策与项目实施是相辅相成的。
成熟行业库，为中国企业带来丰富经验
MES的行业属性鲜明，西门子希望按照行业划分精耕细作，提供专业的极具行业针对性的解决方案。西门子研发的行业库，类似于“样板房”，是多年项目积累的经验和精华，可以供客户借鉴分享。行业库按照不同的行业设置，目前大体分为离散行业库，流程行业库，生命科学行业库。而在一些行业中又做了细分，例如在汽车行业，有针对卡车、乘用车、重型装备车辆的行业库；在流程行业，将石化、化工、水泥制造等连续生产的传统行业集中在一起；此外也有针对乳制品、啤酒、软饮料等混合型生产的行业库应用。另外企业的自动化、信息化的建设水平也决定了它对MES的实施需求会有哪些突出的重点。项目实施之前，西门子会关注客户的行业，工厂现状和特定需求，推荐标准的、模块化的解决方案。推出的行业库正是为了帮助客户了解他所处的行业，全球类似企业的MES应用。西门子在与全球大客户的长期合作中，已将项目经验浓缩成行业的最佳实践（best practice），去掉企业个性化标签以及涉及商业保密的数据后，直观展示给客户的是通用且成熟的功能（流程、用户界面、报表），对于收集客户的个性化需求起到了抛砖引玉的作用。例如西门子流程行业库包括的标准和模块化功能有：原料到货和产品出库管理、物料批次追踪追溯、生产工单管理、生产执行与过程监视、设备维修维护和停机管理OEE/DTM、能源监控与预测、生产报表和分析、在线与离线（实验室LIMS）质量管理、产品化接口（SAP，Braumat，PCS7/Batch，WinCC等）以及高级排产功能APS。在项目前期与客户初步探讨时，客户可以直接对这些功能模块进行取舍，并明确哪些需求可以采用标准行业库功能，哪些仍然需要根据实际情况作个性化的定制。
在面对客户的时候，西门子也会针对客户做一个成熟度模型的打分，评估客户是否已准备好去实施一个MES项目，并针对不同阶段的客户推荐不同阶段的解决方案。例如在现场，若没有任何软件的应用，西门子会建议企业初步做一个现场的数据采集，先实现透明化和可视化。如果企业原本已经应用了安灯系统、条码系统等，则会建议在此基础上应用西门子的追溯管理、质量管理等方案。
啤酒行业：西门子在啤酒行业已处于领先地位，西门子也是最早为国内啤酒行业推广实施MES的软件供应商。基本上啤酒行业中的每家工厂的生产工艺都非常类似，整个工厂的布局主要分为原辅料/成品仓储，动力，生产（酿造，包装）。生产前端是酿造，即将麦芽、大米等原材料通过原料粉碎、糖化、发酵、过滤等工艺形成可以进行灌装的清酒；后端则是一条条的灌装和包装线，如玻璃瓶生产线中包括了洗瓶、理瓶、装酒、轧盖、贴标到最后的装箱等。在前端的酿造过程中，除了现场的操作面板外，都通过一个集中的管控系统进行管理。在工业控制领域，西门子本就非常擅长酿造的自控系统，可以实现对原料进罐，生产设备和工艺参数的监控，但是此系统的目的更多是为了实现整个生产过程的可操作。而有关生产计划（对接ERP，关联仓储物流）、质量检测、物料追踪信息（包涵未纳入自控范畴的物料投料）以及工厂个性化报表等的功能都不是自控系统的优势项目。实施了MES后，系统将管理完整的物料、配方、班次等定义。在制定计划时能够实时、直观地获取生产所需的物料及设备信息，与控制系统的结合，确保各工段生产实时监视及趋势记录、物料及能源消耗，以及生产批次的跟踪和追溯。对于后端包装线，MES则更关注生产线的效率表现，特别是重点设备。包装生产也按订单驱动，由基于配方管理的计划模块触发，分解成每条生产线、每天的生产工单，并自动生成包材领料单。系统连接了包装车间所有的主生产设备，实现了工单执行的全过程监控，目标产量、生产进度、灌装效率、故障报警、物料及能源消耗等全部动态实时计算，并滚动显示在每条生产线旁的大LED屏上。实用的设备维修记录、点巡检记录、故障原因代码统计分析、设备效率分析查询，能帮助管理与技术人员分析查抄关键设备及关键故障点，提高生产线运行效率。
对于流程行业来说，很多行业都具有一定的共性。而流程行业实施MES的难点在于，MES是一个承上启下的系统，上接ERP，下连自动化，所以行业的难点是集成。前面有提及ERP的问题，这里就不再赘述，连接生产设备和自控系统，则是另外一个话题。每个工厂实际建设情况都不同。一个新厂实施MES，可以要求设备供应商配合提供通讯模块，方便数据采集，而如果是已运转很多年的老厂，在实现数据采集的时候会发现很多设备不具备通讯或信息读取的条件。但由于MES的核心就是实时数据，没有数据的支持，功能设计再好也无法实现既定的要求，而如果将所需数据全部通过手工方式录入的话，MES功效将大打折扣。因此目前行业内对老厂实施MES的设备升级改造投入大、投资回报少的问题存有争议。由于MES需要实时数据来激活，所以流程行业应用的难点就在于，设备是否有接口，能否配合实现数据上传和接收。
复杂制造行业：如航空发动机的装配，作为典型的离散行业，整个产品非常复杂，涉及到几万种物料，几千个工艺步骤，一个产品的生产周期大约在1-3个月之间。所以离散行业的生产控制难点就在于，如何实现工艺指导生产。如航空航天、船舶等行业，面临的困难在于产品的生命周期比较短，从研发到生产制造到产品结束生命周期，最终生产成的成品可能就十个或二十个左右，生产大都处于不断调整的过程中，因此MES需要实现变更控制和工艺直接下发到生产线等功能，使三维设计图纸能直接在生产线上查看，生产线发现的质量问题也能直接标注在三维图形上面。MES的实施还有一个难点在于如何才能将加工任务或生产工单按照工艺自动地分解到每个岗位，快速实现分装和总装之间的顺序部署等。在产品生命周期管理方面，西门子的Teamcenter可以实现和MES的无缝衔接，实现工艺指导生产，工艺变化向上反馈等。也就意味着，只有西门子才能提供从产品设计到工艺设计到MES的整体解决方案。
集成平台，打造整体解决方案
西门子的优势在于提供整体性的解决方案，集成的平台以及丰富的产品线。任何行业的客户，都能在西门子找到相应的解决方案。针对客户的整个产品生命周期，MES与PLM及自动化系统的合作和集成，保证了在软件方面都有相匹配的套件来实现功能。此外，SIMATIC IT平台是按照国际标准提前设计的，架构灵活。，在实际应用的时候，可以根据需求进行各种模块的组合。若将来需要添加新的功能，只需要在平台上进行增加和修改，而不破坏系统的完整性。值得一提的是，所有系统和集成化的套件都共用一个实时数据库，这样保证了数据的准确性、唯一性和开放性。系统间的集成通过产品化的接口来配置实现。目前，西门子正在进行原有系统的兼容性测试，未来将实现更多系统的无缝集成。
与其他供应商相比，西门子平台本身已历经了较长的时间，。大量客户的使用也验证了系统是稳定、安全和可靠的。成熟度高、平台架构的先进以及系统的开放都是西门子的优势。
数字化工厂，实现自动化生产
关于未来MES的发展变化趋势，首先需要实现的是PLM和MES无缝衔接，其次是西门子将把MES平台转型成MOM制造运营管理，更多关注于集团与子公司的交互，供应链的协同，而不只局限于车间层面的应用。在行业专注度上，还将针对更多的行业推出标准化应用，未来也会在本地发展并扶持中国的合作伙伴，更好地推进西门子产品和应用的本土化。
西门子已在四川成都新建一个全球最先进的数字化工厂。该数字化工厂的建立初衷是西门子希望为中国市场提供更直接，定制化，性价比更高的西门子控制产品，从依赖德国进口转变为本地化生产。在该数字化工厂内部，西门子将旗下先进的硬件和软件产品融合进去，希望通过西门子自身应用的案例，给制造业带来新的认识。数字化工厂实现了PLM和MES的无缝集成、MES和自动化控制系统的紧密对接以及供应链的驱动。工厂的目标是实现75%以上的自动化生产率。通过数字化工厂建设，西门子希望能给国内的市场带来信心和愿景，数字化工厂不再是空中楼阁，而已成为现实。
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本文标题：西门子：全球领先MES/ERP助力企业打造数字化工厂
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