一、制造執行系統的起源

在1980年代初期，相對獨立的生產職能區域（例如生產計劃，人員管理，質量保證）配備了專用的數據收集系統。

這些數據收集系統（例如生產數據采集PDA，計算機輔助質量保證CAQ，分布式或直接數控DNC等）是高度專業化的并且彼此獨立。

直至1990年代，此類系統的供應商開始將相關領域的功能“組合”起來，從而出現了“組合系統”。例如生產人員直接在PDA上記錄。隨著這些組合系統的興起，可以為制造公司的許多職能部門建立一個數據收集和評估系統。

但是在實際管理過程中，生產、質量、人員和設備是緊密相關，無法真正分開。為實現更高運營目標，制造業對系統整合的需求也隨之增加，他們需要一個緊密集成來自生產、質量、人員和設備的數據系統。最終集成的系統，就是我們現在稱為制造執行系統（MES）的東西。

隨著制造業意識到使用軟件連接生產與企業的好處，這些MES系統開始激增。同時為了滿足各個行業和生產流程的需求，服務商開發了專門的解決方案。

二、制造執行系統的發展趨勢

1、綜合集成化

未來的制造環境是個動態的環境，制造過程中涉及大量的信息，這些信息有些來自于制造企業內部，有些來自于合作伙伴，為了有效地提高制造的效率和快速對市場的響應，制造執行系統必須對相關的信息進行有效的整合和利用，并為制造企業的管理層和外部合作伙伴提供必要的信息。未來的MES系統將能夠有效地實現多個層面多個維度的系統集成，主要包括以下幾個方面的集成：制造執行系統作為制造企業計劃系統與控制系統的信息橋梁，能夠實現與制造企業內部ERP、SFC等系統的垂直集成；能夠實現與供應鏈管理、客戶管理管理等產業鏈上的水平集成；能集成相關的政策法規，如環境保護、質量保證、產品生命周期信息的可追溯、勞動法規等；綜合集成制造過程中的人、技術和制造管理，構建一個和諧的制造平臺和解決方案。

2、面向綠色化

綠色制造是制造業發展的必然，是未來制造企業一種新的制造模式，未來的MES系統能夠有效地支持制造過程的綠色化，為綠色制造提供一個信息化的解決方案。面向綠色化的制造執行系統應該包括以下功能：支持綠色工藝的執行和綠色生產材料的選擇及在制造過程的使用；面向綠色制造的生產優化調度與控制；制造過程的精細化管理，有效進行材料的定額管理。降低材料消耗；有效應用各項節能技術，降低制造過程的能源消耗；集成綠色法規在制造過程中的實施，為綠色保障提供信息化的管理平臺；能夠有效地支持清潔化生產的組織與管理。

3、軟硬件一體化

制造執行系統是制造車間的信息化解決方案，既涉及與上層管理系統的集成，也涉及與設備的接口，因此未來的MES是一個軟硬件一體化的通用解決方案，能夠根據不同離散車間的制造環境，選擇相應的硬件和軟件模塊或者第三方的軟硬件系統，可以通過即插即用的方式組建成車間制造的系統解決方案；同時制造執行系統能夠有效地集成車間的生產裝備，通過標準的信息通信和交互，實現生產裝備的集成化運行。

4、系統的可重構化

未來的制造環境是一個動態多變的制造環境，由于企業間的兼并與分拆，外部市場環境的變化以及技術的進步等因素都會促使制造執行系統做出相應的改變和調整，這就要求未來的MES系統是一個可重構的制造執行系統，能夠根據制造環境的變化快速地進行系統配置和調整。以滿足變化的需求。系統的可重構性主要包括：支持制造企業的組織動態建模，以適應制造管理組織的變化；支持制造企業的流程建模和配置，以適應變化的制造管理流程；支持技術的重構，通過應用相關的技術和系統架構（如模型驅動的架構MDA)實現技術的重構和遷移；能夠快速地集成第三方的應用服務和構件，快速構建滿足制造過程需求的信息化解決方案。

5、支持制造過程的實時化

敏捷制造是未來制造業的一個發展趨勢，敏捷制造要求制造企業的制造執行系統能夠實時采集制造過程的數據，進行快速處理和反饋，以對變化快速做出反應和輔助決策，制造過程的實時化包括：通過多種方式（如直接讀取加入設備的數據、通過信息采集終端實時采集數據等〉實時采集制造過程中的進度、狀態等數據；通過實時的信息處理方式。對采集到的數據進行分析處理，根據分析處理的結果進行顯示和反饋，如實時顯示加工進度信息、質量信息，把生產異常實時反饋到生產調度系統等；能夠實時接收外部的信息并快速處理和響應，如接收到客戶的訂單進度查詢信息能夠快速地根據加工的進度進行反饋。

6、系統的智能化

隨著人工智能技術的發展和在各個領域的廣泛應用，智能軟件是未來軟件發展的一種重要方向。為了適應快速變化的市場環境，MES系統還具有一定的智能性和自適應能力。能夠根據制造環境的變化進行智能調度和智能診斷，主要表現在：未來的制造執行系統能夠有效地利用已有的制造數據，通過數據挖掘等技術為制造管理和決策提供支持；制造執行系統能夠根據已有的知識積累和動態采集到的實時信息進行實時的智能調度和智能診斷；知識管理的思想將滲透和融入到未來的制造執行系統中，未來的制造執行系統不僅為制造管理提供了一個信息化的管理平臺，同時也能為車間管理人員、工人提供一個制造知識管理平臺：未來的制造執行系統能夠通過智能的程序挖掘及智能的服務組合進行系統的主動重構以適應制造環境和制造流程的改變。

7、支持制造過程同步化

協同制造是未來制造管理的新的模式和發展趨勢，在新的制造環境下，制造車間要實現與地理上分散的其他制造車間或者與供應商及外協商等合作伙伴進行信息的交流與共享，因此未來的MES要能夠有效地支持分散網絡化制造環境下的同步制造，實現制造過程的協同。具體表現在：支持分布式的多車間、多工廠的制造管理與協同；能夠實現與供應商、外協商、客戶等合作伙伴在制造過程中的信息共享和交流；能夠實現供應鏈上合作伙伴之間的同步計劃、生產控制，同步物資供應等，實現制造過程的協同。

8、系統的標準化

系統的標準化是未來制造執行系統的一個重要發展方向。標準化也是制造執行系統實現綜合集成化、面向綠色化、軟硬件一體化、系統可重構化等上述發展趨勢的一個基礎，制造執行系統的標準化包括：體系結構和功能的標準化，未來的制造執行系統將遵循開放的體系結構。具備模塊化的標準功能，不同的用戶可以根據實際的需求進行系統配置和應用；技術的標準化，未來的制造執行系統將遵循開放的技術標準，如基于面向服務的架構、通用的傳輸協議（HTTP、SOAP、TCP/IP等），通用的數據描述語言XML，基于ISASP95制造業控制系統集成標準等，并能夠應用未來新的技術標準；能夠根據離散制造各個行業的特點，提供標準的行業解決方案；系統實施過程和方法的標準化，未來制造執行系統的實施根據不同的應用模式有可以參照的實施方法論。將極大地提高制造執行系統的實施成功率。