在制造企業(yè)的信息化工作中，MES(Manufacturing Execution System，制造執(zhí)行系統(tǒng))是一個比較有尷尬的現(xiàn)象;如果被它折騰過幾次，估計企業(yè)信息化中的酸甜苦辣都能體嘗到。一方面，業(yè)內(nèi)能夠提供MES解決方案的廠商眾多(僅在中國，此類廠商不會少于300個)；另一方面，企業(yè)實施MES的效果難以清晰地界定；解決方案廠商中，也沒看到哪家的日子過得有ERP之類的廠商滋潤。就這樣，MES的行業(yè)生態(tài)，屬于供需兩頭都想要，又兩頭都抱怨很多的情形。筆者認為，其根本原因，還在于對MES的定義和定位不清晰，或者說難以清晰。

　　在ISA95的自動化金字塔模型中，MES屬于Level 3，介于業(yè)務計劃和自動化控制之間，即業(yè)務計劃的底層，以及自動化控制的頂層，似乎充當了計劃與操作之間的媒介，見如圖1中的Level 3。

　　圖1：ISA95制造自動化金字塔

　　理論模型好畫，可落實到實踐層面就有了差異。因為廠商的背景不同，所謂的商業(yè)化(COTS)MES軟件，要么偏向業(yè)務計劃和物流層的功能多一些，多了訂單拆分、工單調(diào)度、作業(yè)指導等功能，實際上是ERP等軟件的擴展;要么是偏向自動化層的功能多一些，多了工單管理、過程數(shù)據(jù)統(tǒng)計和分析等功能，實際上則是SCADA/HMI/DCS等軟件的增強。

　　在具體的實施項目中，不同的行業(yè)，不同的企業(yè)，不同的工廠，對MES的需求也不同。有的側(cè)重在設備運營數(shù)據(jù)的采集和分析，有的側(cè)重在生產(chǎn)過程可視化，有的側(cè)重在過程質(zhì)量管理，有的側(cè)重在產(chǎn)品追溯，有的側(cè)重在生產(chǎn)線旁的物料配送和調(diào)度，有的側(cè)重在生產(chǎn)防錯，有的側(cè)重在生產(chǎn)過程的監(jiān)控和安全，有的側(cè)重在能耗管理和優(yōu)化，……，可謂是有一千個MES項目，就有一千個“哈姆雷特”。

　　一方面，從計劃到執(zhí)行，從業(yè)務計劃的以月/周為單位，到生產(chǎn)現(xiàn)場以毫秒為單位，不同的層次，其業(yè)務和數(shù)據(jù)的變化頻率是不同的，需要有平穩(wěn)的過度;另一方面，ERP是面向交易的IT系統(tǒng)，業(yè)務財務一體化是其靈魂，而這一設計也限制了其對實時、大數(shù)據(jù)的處理能力;而SCADA等自動化控制系統(tǒng)則是面向機器的IT系統(tǒng)，指令、數(shù)據(jù)的序列化和實時性是其典型特征，不能有絲毫的等待時間來停留或思考。因此，從這些角度看，在制造企業(yè)中，MES或MOM(ManufacturingOperation Management，生產(chǎn)運營管理)之類的解決方案還是必要的，但具體的實現(xiàn)方式有待重新審視。以筆者的經(jīng)驗看，企業(yè)的工藝流程、自動化程度、運營的短板和需求是多樣性的;具體到每一個項目，業(yè)務對IT系統(tǒng)的需求會不一樣，期望有一個類似ERP這樣，標準化程度高，大而全的MES系統(tǒng)是不現(xiàn)實，也是不恰當，甚至是不明智的。正因為這個原因，MES也就不能成為所謂的“S(System，系統(tǒng))”，這也可能是國際MESA協(xié)會中很多專家希望用MOM(生產(chǎn)運營管理)來取代MES。更為明確地說，按筆者的看法，現(xiàn)在的MES的功能應該做平臺，微服務化改造，改造成一個生產(chǎn)運營管理架構(MOMA，Manufacturing Operation Management Architecture)，基于此架構的序列化微服務包(MSS，Micro Service Series)，以及針對不同行業(yè)的交付模型(DT，Delivery Template)，筆者暫且稱這種MES為“后MES”或“cMES”。這樣，通過底層邏輯的標準化和開放性，再通過業(yè)務模板化搭配或組合的方式，就可以實現(xiàn)不同企業(yè)的定制化需求。

　　對于制造業(yè)而言，多品種，小批量，個性化，乃至個體化生產(chǎn)已是必然。在這種趨勢下，ISA95的金字塔模型也要重新定義；因為，在這種框架下，生產(chǎn)運營管理領域的IT應用只能通過與ERP的集成來獲得與產(chǎn)品定義有關的數(shù)據(jù)，這顯然適應不了個性化生產(chǎn)的需要。如果要能夠快速響應市場和需求，生產(chǎn)運營領域的IT應用應該與產(chǎn)品研發(fā)和工程、企業(yè)資源計劃、物流和供應鏈等領域的IT應用形成網(wǎng)狀架構并直接交互數(shù)據(jù)，而工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺的發(fā)展和成熟，使得這種網(wǎng)狀架構成為可能。

　　圖2：基于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的制造IT架構

　　作為制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的形式之一，服務型制造在航空、工程設備、汽車、家電等行業(yè)領域的發(fā)展日益成熟，而服務型制造的推行，是建立在數(shù)字化新物種——“數(shù)字孿生(Digital Twins)”的基礎上的。“數(shù)字孿生”是商品化產(chǎn)品或資產(chǎn)的數(shù)字映射，是服務型制造中的新型人機交互界面。沒有“數(shù)字孿生”的支持，服務型制造就不可能大范圍地有效推行。

　　“數(shù)字孿生”的誕生，正是車間工單下達的那一刻;因此，制造運營管理領域的IT應用，或“后MES(cMES)”，是“數(shù)字孿生”的“助產(chǎn)士”。

　　圖3：“數(shù)字孿生”與制造運營管理

　　在沒有形成物理產(chǎn)品之前，PLM等IT系統(tǒng)中的“產(chǎn)品”還只是一種關系結構;只有投入了加工和裝配環(huán)節(jié)，產(chǎn)品才日益具象化。產(chǎn)品的關系結構與物理產(chǎn)品之間是一對多，三生萬的關系。這種從關系到實體的時刻，就如同“精子”和“卵子”之間的美妙結合。在企業(yè)中，這種結合，或者說“受精卵”的誕生，是在車間現(xiàn)場，在工單下達的那一刻完成的，而這個“受精卵”的數(shù)字化展現(xiàn)就是物理產(chǎn)品的“數(shù)字孿生”。“數(shù)字孿生”誕生之后，企業(yè)的后續(xù)運營都將圍繞它來進行。具體到IT的實現(xiàn)，“數(shù)字孿生”的誕生是由制造運營領域的IT應用(“后MES”)來完成的;換句話說，“后MES必須具備“數(shù)字誕生”的催生和管理等功能，包括“數(shù)字孿生”的注冊(“生”)、制造過程數(shù)據(jù)向“數(shù)字孿生”的填充(“養(yǎng)”)，等等;而且，這些工作必須在絕對安全的前提下完成。

　　作為本文的小結，在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)時代，MES的架構必須重塑，重塑成一個基于制造運營管理架構的微服務序列，微服務之間的組合關系則通過各種業(yè)務模板來定義；另外，它還應具備“數(shù)字孿生”的“生”和“養(yǎng)”的功能，以支持制造企業(yè)服務型制造的轉(zhuǎn)型，筆者暫且稱這種MES為“后MES”或“cMES”。