MES系统全景分析

在制造业加速数字化转型的浪潮中，MES系统犹如一把神奇的“密钥”，悄然开启着高效、智能生产的全新篇章。它精准地架起了企业计划与生产现场间的沟通桥梁，实时掌控生产动态，让数据流动起来，为生产流程优化、效率提升、成本削减和质量飞跃注入强劲动力。『制造前沿』本文将为您全景分析MES系统，从其定义、功能、架构设计、实施要点，到市场概况、主流厂商与未来发展趋势，全方位、多角度地剖析MES系统在制造业中的应用价值与重要性，了解MES系统，读这一篇就够了！

一、定义

MES（制造执行系统）是连接企业计划层（如ERP）与车间控制层的关键信息系统，通过实时数据采集与分析实现生产过程透明化与智能化管理。其核心价值在于填补计划与执行的鸿沟，形成“计划→执行→反馈”闭环。

二、核心功能

图 / MES功能模块

1、实时数据采集与监控

MES能够实时采集生产现场的各种数据，如生产进度、设备状态、人员作业等，帮助企业及时发现和解决问题。

2、生产计划与调度

MES根据订单需求和生产能力，优化生产计划，提高生产效率，并支持动态调整以适应需求波动。

3、质量管理

通过数据采集和分析，确保产品质量符合标准，减少次品率，实现质量追溯和持续改进。

4、设备管理

监控设备运行状态，进行预防性维护，延长设备寿命，提高设备利用率。

5、物料管理

MES系统管理原材料、中间品和成品的流动，确保物料准确及时到位，避免生产中断或浪费。可以实现物料的实时追踪和库存管理，减少库存积压和浪费。

6、数据分析与报告

采集生产数据，进行分析，生成报表以评估生产效率和资源利用，为企业提供决策支持，优化生产流程。

MES通过与ERP、SCADA等系统集成，实现从订单到生产的闭环管理，推动制造业的数字化转型和智能化升级。

三、技术架构

图 / MES 构架图

MES系统的技术架构通常包括以下几个部分：

●硬件平台：包括服务器、PC、网络设备等，为MES系统提供稳定、可靠的计算和通信能力。

●数据平台：包括数据库、数据仓库等，为MES系统提供全面、高效的数据存储和管理能力。

●应用软件：包括生产管理、质量管理、物料管理、设备管理等模块，为工厂生产和管理提供全面的支持。

●部署方式：MES系统可以部署在本地服务器或云端，实现分布式管理和集中控制。

●集成能力：MES系统通常与企业资源计划（ERP）系统、生产设备、传感器等硬件设备进行集成，实现全面的生产管理和控制。

●云MES架构：云MES系统分为三个主要部分：应用场景、云MES系统和运行环境。应用场景包括行业场景和用户界面；云MES系统包括应用功能、配置工具、微服务任务组件、数据管理、资源管理和基础设施等模块；运行环境包括网络、操作系统、数据库和虚拟机等。

MES系统通过其广泛的应用场景和技术架构，为企业提供了高效的生产管理解决方案，助力制造业的数字化转型和智能化发展。

四、行业应用

MES 流程型行业应用市场广泛，利润率和自动化程度为 MES 渗透率主要决定因素。相较于流程型行业，离散性行业由于自动化水平相对较低，加之设备种类、接口形式和通讯协议的不同，MES 渗透率普遍低于 20%。不过，随着技术水平的不断提高和离散行业数字化改造的需求加深，离散行业MES应用需求逐渐提高。

从细分行业来看，汽车行业已成为离散型企业中MES运用最为广泛的领域。此外，工程机械行业受益于宏观经济政策和基础建设的加快，对MES需求平稳增长。电子通信行业由于对流水线速度和品质均有较高要求，关注物料供给、产品溯源和技术工KPI绩效，MES在该行业应用越来越普遍。随着消费电子行业附加值的不断提升，MES在该行业的应用也呈现出快速增长态势。

流程行业MES渗透率整体相对较高，其中烟草行业MES渗透率最高可达到60%，能源化工行业渗透率可达到50%。流程行业在国内已经有一定程度发展，逐渐开始有运维/拓展等需求。石化、钢铁等流程型行业国产软件具备一定优势，如在钢铁行业，宝信软件借助宝钢集团背景，在钢铁行业深度耕耘，占据市场优势地位；如石化盈科背靠中国石化和电讯盈科，在石油化工制造执行系统领域为行业龙头。

MES在各行业应用价值

●汽车制造

实现生产线的精确调度和资源优化，提高生产效率和产品质量。

●电子制造

实时监控生产过程，确保产品质量，通过数据分析优化生产流程。

●食品饮料

确保食品安全和质量，提高生产线的灵活性和响应速度。

●医药制造

确保药品生产的合规性和安全性，提高生产效率和产品质量。

●化工

实现生产过程的自动化和智能化，提高生产效率，降低能源消耗。

五、MES软件在工业4.0/智能制造中的角色演变

在工业4.0和智能制造的背景下，MES（制造执行系统）软件的角色经历了显著的演变。MES软件最初主要作为生产执行和控制的工具，但在工业4.0时代，它已发展成为连接企业资源计划（ERP）与自动化控制系统之间的桥梁，成为实现智能制造和数字化转型的核心平台。

MES软件在工业4.0中的角色演变主要体现在以下几个方面：

●从传统生产控制向智能化管理转变：MES不再仅仅是生产数据的记录和报告工具，而是通过集成物联网（IoT）、大数据分析、人工智能（AI）等技术，实现生产过程的实时监控、数据分析和智能优化。例如，MES可以通过实时采集设备状态和产品信息，实现生产流程的自主优化和预测性维护。

●推动智能制造与供应链协同：MES软件在工业4.0中扮演着智能制造的推动者角色。它不仅能够实现虚拟工厂与现实生产的映射，还能通过与供应商和客户系统的连接，提升供应链的协同性和响应速度。此外，MES的可追溯性功能还支持客户参与生产设计阶段，推动供应链的数字化转型。

●提升生产效率与资源利用率：MES软件通过优化生产计划、调度和资源配置，显著提高了生产效率和资源利用率。例如，MES可以动态分配设备和人员，优化工序安排，缩短生产周期，从而降低不合格率和设备停机时间。

●支持智能决策与数据驱动管理：MES软件通过实时数据采集和高级分析，为管理层提供科学决策依据。它不仅支持订单管理和供应链管理，还能通过数据分析帮助企业应对市场变化，提升整体运营效率。

●云化与平台化趋势：随着工业4.0的发展，MES软件正朝着云化、平台化和模块化方向发展。云MES解决方案因其较低的初始成本和良好的扩展性，正受到越来越多企业的青睐。同时，MES也在向“流程数字孪生”演进，通过实时连接和数据可视化，提供制造过程的数字图像，进一步提升生产透明度和灵活性。

六、全球MES软件市场现状及主要厂商

全球MES（制造执行系统）软件市场正处于快速发展阶段，2025年全球市场预计达150亿美元，年复合增长率超10%，中国增速领跑亚太。

MES市场主要由国际巨头和本土企业共同主导，其中西门子、SAP、罗克韦尔、霍尼韦尔、达索系统等国际厂商凭借成熟的技术和广泛的行业应用占据较高市场份额。同时，中国本土厂商如简道云、黑湖科技、新核云、摩尔元数、赛意信息、鼎捷数智、金蝶、用友、艾普工华、浪潮通软、宝信软件、石化盈科和中控技术等也在加速崛起，凭借灵活的解决方案和对本地市场的深刻理解，逐渐占据市场份额。

Gartner 将 MES 供应商划分为 ERP 供应商、PLM 供应商、自动化供应商和纯 MES 供应商，而在中国还包含大型企业孵化而出和高校研究机构发展而来两类。不同种类构成的细分市场为全球 MES 市场贡献了充分的多样性。

在选择MES软件时，企业需要综合考虑功能、性能、集成能力、数据分析能力、成本和供应商支持等因素。同时，地理位置虽然是一个参考因素，但更重要的是评估厂商的技术实力、产品功能和售后服务。随着中国制造业的快速发展，本土MES软件厂商在流程型行业中的应用已经较为成熟，国产替代具有明显行业特征。然而，欧美市场对国产MES软件的接受度仍较低，国产MES应用主要集中在东南亚等地区。

七、全球MES软件市场头部厂商

1、SAP

●市场地位：SAP是全球领先的MES软件供应商之一，其MES系统（如SAP Manufacturing Execution）在大型制造企业中应用广泛，市场占有率约为25%。

●技术优势：SAP的MES系统具备强大的ERP集成能力，能够实现生产计划、执行、监控、质量管理、设备管理等多个方面的全面管理。其系统支持与ERP系统的无缝集成，确保信息的实时传递和更新。

●行业应用：SAP的MES系统广泛应用于制造业、汽车业、电子工业等多个行业，尤其在医药制造和食品饮料行业中表现突出。

●服务支持：SAP提供全面的技术支持和培训服务，帮助企业快速上手和应用其MES系统。

2、西门子

●市场地位：西门子是全球工业自动化领域的领导者，其MES系统（如SIMATIC IT）在制造业中享有盛誉，市场占有率约为20%。

●技术优势：西门子的MES系统以其高可靠性和稳定性著称，能够与ERP、SCADA等系统无缝集成，实现全面的数据共享。其系统具备强大的数据分析和报告功能，帮助企业优化生产流程。

●行业应用：西门子的MES系统广泛应用于多个行业，包括电子制造业、汽车制造、食品饮料等。

●服务支持：西门子拥有全球化的服务网络，能够为客户提供及时的技术支持和服务。

3、罗克韦尔自动化（Rockwell Automation）

●市场地位：罗克韦尔自动化是全球工业自动化领域的领先企业，其MES系统（如FactoryTalk ProductionCentre）在制造业中占据重要地位，市场占有率约为10%。

●技术优势：罗克韦尔的MES系统整合了数据采集、生产调度和实时监控等功能，适用于多种制造行业。其系统具备高度的灵活性和扩展性，能够根据企业需求进行定制和优化。

●行业应用：罗克韦尔的MES系统广泛应用于制造业、能源、化工等行业。

●服务支持：罗克韦尔提供全面的售前咨询、方案设计、技术支持、培训体系以及用户培训和交流活动。

4、Oracle

Oracle的MES系统以其强大的集成能力和灵活的功能著称，能够与Oracle的ERP系统无缝集成，提供实时的生产数据和业务分析。系统具有高度的灵活性和可扩展性，能够根据企业的实际需求进行定制和扩展。广泛应用于制造业、电子行业、制药行业等领域。

5、ABB

ABB的MES系统专注于过程制造行业，提供强大的数据分析功能，帮助企业优化生产流程，减少停机时间，提升整体生产效率。广泛应用于包括汽车制造、航空航天、电子电气、食品加工等领域。

6、施耐德电气

施耐德电气的MES系统在工业自动化领域具有较强的技术实力，能够提供全面的生产管理解决方案。广泛应用于多个行业，包括食品饮料、装备制造、电子半导体等。例如，其包装轻量级MES系统是针对快消品行业的数字化转型需求打造的产线和车间级数字化管理解决方案，可广泛用于食品饮料、生命科学及家庭护理和个护产品的后道包装线。

7、霍尼韦尔

霍尼韦尔智能生产管理执行系统(HoneywelLMES)结合流程行业生产过程和生产组织方式的特点，与霍尼韦尔百年工艺过程创新技术、工业自动化和控制行业丰富实践、霍尼韦尔自有生产企业精益管理知识进行全面融合，在同一平台上实现生产流程管理的数字化、自动化、智能化以及生产管理的精益化、信息化、透明化和智能化。霍尼韦尔智能生产管理执行系统(HoneywelMES)广泛应用于油气、炼油石化、化工、造纸、烟草等众多工业领域,该系统部署灵活、可伸缩性强,可应用于单一装置、全厂及整个集团公司的生产运营管理。

8、黑湖科技

●市场地位：黑湖科技是近年来在MES市场中迅速崛起的新兴企业，其产品“黑湖智造”在SAAS MES市场份额中位列第一。

●技术优势：黑湖科技的MES系统以工业制造协同平台为核心，提供计划排产、生产执行、质量管理、仓储管理、资源管理和可视化数据分析等功能。其系统支持多平台登录，具备数字接单、动态排程、多部门协同、异常预警、仓储管理和质量追溯等亮点。

●行业应用：黑湖科技专注于工厂数字化转型，其产品广泛应用于食品饮料、电子等行业。

●服务支持：黑湖科技通过与大型B端平台合作、服务中小客户孵化大型客户、与软件厂商合作等方式，提高企业知名度。

9、新核云

它以云ERP结合MES的方式，聚焦生产、订单、采购、计划、质量、库存管理等核心痛点场景，为企业提供数字化工厂全栈式解决方案。系统具备实时数据监控、灵活生产调度、全面质量管理、与现有系统无缝集成等特点。通过物联网与智能监控技术，新核云MES系统实现物流仓储与设备全生命周期管理，优化资源配置，提升整体运营效率。它还支持库位码+物料码的智能仓储，以及灵活的装箱防呆校准方式，革新传统装箱流程。新核云MES系统在多个行业中都有广泛的应用，包括制造业、汽车行业、电子行业、制药行业等。

以上仅作部分梳理，欢迎留言去补充讨论。

八、MES软件实施面临的挑战

MES软件在实施过程中面临多种挑战，主要包括以下几个方面：

●数据集成问题：MES系统需要与ERP、PLC、SCADA等多种系统进行集成，但不同系统的数据格式、通信协议和接口标准不一致，导致数据集成复杂性高，需要大量的定制开发和接口调试，以确保数据的准确性和一致性。

●系统兼容性问题：不同厂商的系统可能存在技术差异，导致集成难度增加。企业需要选择开放性强的系统或进行定制化开发，以实现系统的兼容性。

●数据标准化问题：数据标准化是MES系统实施中的关键步骤，涉及数据格式、单位、命名规则等的统一处理。不同系统可能使用不同的编码方式来表示相同的产品或工艺，MES需要对这些编码进行统一处理，以确保数据的一致性和准确性。

●数据安全性问题：在集成过程中，数据的安全性是一个重要问题。企业需要采取加密技术和权限管理等措施，以防止数据泄露或丢失。

●人员培训与变革管理：MES系统的实施需要员工对新系统进行充分了解，以便于有效地使用MES系统并解决在集成过程中可能出现的问题。因此，人员培训和变革管理是确保系统成功实施的关键。

●系统升级与维护：MES系统作为一个复杂的软件系统，需要不断进行升级和维护，以适应企业业务发展和技术变化的需要。然而，系统升级和维护涉及到数据迁移、系统集成、业务流程调整等问题，使得标准化变得更加困难。

●实时性与灵活性：MES系统需要具备实时性和灵活性，以满足不同生产环境下的需求。然而，实时数据的处理和系统的灵活性要求企业在实施过程中投入大量资源进行技术改造与适配。

●全球制造与多工厂协作：在全球制造和多工厂协作的背景下，MES系统需要支持跨地域的数据共享和流程协调，这对系统的集成能力和数据处理能力提出了更高要求。

九、MES软件未来发展趋势

MES软件的未来发展趋势主要体现在以下几个方面：

●智能化：MES软件将越来越多地集成人工智能（AI）和机器学习（ML）技术，以实现制造过程的智能化和自动化。通过数据分析和预测功能，MES软件可以帮助企业优化生产流程、提高效率并降低成本。

●云端化：云计算技术将成为MES软件发展的重要趋势。云端部署的MES系统将提供更高的灵活性和可扩展性，降低企业的IT成本，并提高数据的安全性和可访问性。

●集成化：MES软件将与ERP、PLM、SCM等系统实现无缝集成，实现数据共享和流程协同。这种集成化趋势将帮助企业实现更全面的资源管理和优化。

●个性化定制：未来的MES软件将更加注重个性化定制，满足不同行业和企业的特殊需求。例如，针对离散制造、流程制造等行业，MES软件将开发出更加专业化的应用。

●数据驱动：MES系统将更加依赖于数据的收集、处理和分析，通过实时数据分析，为企业提供即时的业务洞察和决策支持，提高生产效率和响应速度。

●移动化：MES软件将支持更多的移动设备和应用，实现随时随地的生产监控和管理，提升用户体验和操作便捷性。

●安全性增强：随着数据隐私和安全性的关注增加，MES系统将加强对数据保护的措施，确保企业数据的安全性和合规性。

●零代码平台：零代码平台的引入将使MES软件的开发和部署更加灵活，降低技术门槛，提高开发效率。

●预测性维护与质量管理：未来的MES系统将集成更多高级功能，如预测性维护、质量管理、供应链管理等，以适应不断变化的生产需求。

●国际化发展：MES系统的国际化将成为一个重要的发展趋势，企业需要开发符合不同国家和地区标准和习惯的MES系统，以满足全球市场的多样化需求。