本單位完成《2020年MES市場現狀深度調研與發展前景分析報告》編制工作

  MES系統是一套面向制造企業車間執行層的生產信息化管理系統。MES可以為企業提供包括制造數據管理、計劃排程管理、生產調度管理、庫存管理、質量管理、人力資源管理、工作中心/設備管理、工具工裝管理、采購管理、成本管理、項目看板管理、生產過程控制、底層數據集成分析、上層數據集成分解等管理模塊,為企業打造一個扎實、可靠、全面、可行的制造協同管理平臺。

  美國先進制造研究機構AMR(Advanced Manufacturing Research)將MES定義為“位于上層的計劃管理系統與底層的工業控制之間的面向車間層的管理信息系統”,它為操作人員/管理人員提供計劃的執行、跟蹤以及所有資源(人、設備、物料、客戶需求等)的當前狀態。

  制造執行系統協會(Manufacturing Execution System Association,MESA)對MES所下的定義:“MES能通過信息傳遞對從訂單下達到產品完成的整個生產過程進行優化管理。當工廠發生實時事件時,MES能對此及時做出反應、報告,并用當前的準確數據對它們進行指導和處理。這種對狀態變化的迅速響應使MES能夠減少企業內部沒有附加值的活動,有效地指導工廠的生產運作過程,從而使其既能提高工廠及時交貨能力,改善物料的流通性能,又能提高生產回報率。MES還通過雙向的直接通訊在企業內部和整個產品供應鏈中提供有關產品行為的關鍵任務信息。”

  MESA在MES定義中強調了以下三點:

  1、MES是對整個車間制造過程的優化,而不是單一的解決某個生產瓶頸;

  2、MES必須提供實時收集生產過程中數據的功能,并作出相應的分析和處理。

  3、MES需要與計劃層和控制層進行信息交互,通過企業的連續信息流來實現企業信息全集成。

  MES制造執行系統分為兩大類:傳統的MES制造執行系統和集成的MES制造執行系統。

  1、傳統MES制造執行系統

  傳統MES制造執行系統又分為專用MES制造執行系統和整合MES制造執行系統:

  (1)專用MES系統是根據企業調研以及企業需求加上特殊環境以及要求而研發的功能模塊,比如說車間維護問題、生產調度問題等。

  (2)整合MES系統是針對行業來進行設計,具有一定的通用性。

  專業MES系統能夠在某一方面把問題最好的解決,但是它不能和其他應用進行集成,這是它的不足點。而整合的MES系統在這方面有所進步,能夠實現系統內部的集成,并形成單一的邏輯數據庫、統一的數據模型等等。不過整合型的MES系統也有其不足點,那就是在整個結構可擴展性方面尤其致命弱點,很難隨著業務的變化和發展進行功能配置的更改。

  2、集成的MES制造執行系統

  傳統MES制造執行系統在非常規條件下很難做出科學決策,但是車間制造信息中會存在大量的不確定性,所以造成了很多企業都去片面追求數據的數量和準確性,卻忽視了MES系統最關鍵的功能特點:敏捷性和智能性。這樣就使車間制造層信息集成困難,決策效率不高,加大了整個MES開發以及使用成本。可集成的MES制造執行系統針對上訴問題,擁有一條解決途徑,那就是通過車間信息的有效集成和制造決策過程的智能化來保證車間生產的運行敏捷性,通過可重構和分布式對象技術解決MES的結構敏捷性,從而從根本上來解決MES制造執行系統的敏捷化問題。只有解決了這個問題,企業在運用MES系統之后,將會在生產車間內實現更高的信息化水平,最終給企業帶來最大的效益。

  根據杭州先略投資咨詢有限公司發布的2020年MES市場現狀深度調研與發展前景分析報告》數據顯示:2015年全球MES市場規模為490.26億元,2019年為915.32億元,同比2018年增長13.41%。

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  從區域來看,亞太地區的MES市場將在2018年至2023年之間以最高的全球年復合增長率增長。中國、日本和印度等亞太地區國家是MES系統的主要用戶。由于工業活動的增長和中國人均收入的增加,中國工業自動化的采用正在迅速增加。

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  在全球第一大MES系統軟件市場即北美市場,企業面臨的第一大現實就是工廠向外遷移,此外還要面對來自其他國家的直接競爭以及二戰后生育高峰的人口老化所導致的現有技術的大量流失等問題。這些對應于MES系統的要求,就是對訂單的可視性以及對整個工廠運作的凝結性提出更高要求。

  在北美,企業把這個要求解讀為需要對ERP和MES系統做高度集成。要求使用MES系統采集、歸納多種數據來源,并為系統的用戶提供一目了然的可視能力,以及比ERP更多的KPI實時跟蹤,以此達到企業層上的管理扁平化。這也就意味著,企業把決策權下放到工廠車間層面,而不是以往的車間層面以上或是整個企業計劃部門。

  在北美,醫療設備、國防、航天是典型的離散行業,其MES系統要求來源于FDA等部門,要求企業能提供非常詳盡的生產過程報告。對于汽車行業,另外一個特殊原因就是控制保修和招回成本。比如一個零部件是由多個廠商提供,但是有時出問題只是一個廠商的產品,那要招回同一號碼的零部件還是僅僅產生問題的一個廠商的部件,后者意味著能節約更多成本。

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  在歐洲市場上,MES系統本身功能上的需求部分拉動了歐洲市場的需求,比如整體設備效率、停機管理、低成本的計劃排程管理等。另一個推動力則是SAP宣布NetWare對管理層和工廠層標準化互操作的支持,這個技術上的突破使得MES系統的潛在功能以及直接效益可以大大發揮出來。

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  在日本市場,MES系統如果不支持日本的管理模式是無法應用。從市場角度看,日本目前還是以自主開發為主,這可能是因為日本企業的管理理念非常成熟,沒有軟件可以天生的符合它。因此,日本市場上套裝軟件非常有限。

  中國市場與日本有點類似,也是自主開發占主流,套裝軟件非常有限,半套裝軟件在一定行業有很強的立足點。中國工業化歷史并不長,有很多東西還很欠缺,這也正是實施MES系統的最主要因素。這些欠缺包括管理基本數據、管理流程以及人員水平。此外,一個更大障礙則是新工作方法對既得狀態的挑戰和人們對此的恐懼,這也使得中國市場比其他地區要發展得慢一些。但是,大家的一致看法是中國是世界的制造中心,大量外資涌入,每天都在發生企業合并,大型國有企業正在改制。這樣的發展速度,讓大家相信未來5~10年中,中國很快就會與全球水平平行。鑒于這樣一個大趨勢,制造企業要么積極要么消極對待,前者當然比較有競爭能力,也比較有挑戰性。

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  MES屬于一套系統,一般MES企業會根據下游企業的要求來定制,不同企業產品差異不同,因此企業不會提前批量生產,基本不存在庫存情況,供給與需求可以視為相同。

  隨著系統的不斷升級和應用,現在已經分為流程型和離散型,這兩種類型不同,應用的領域也不相同,流程型MES主要用于冶金、化工、鋼鐵等流程行業,離散型MES系統主要用于汽車、3C、工程機械等離散行業。從國內目前MES應用來看,流程型MES應用更廣泛,離散型MES應用剛剛開始。

  從下游應用領域來看,國內MES行業主要集中于五大領域,分別是汽車、電子通信、石油化工、冶金礦業和煙草這五大領域。前五大領域應用占比超過50%。

  2015年我國MES產品需求量為7.84萬套,2019年為13.93萬套,同比2018年增長7.27%。

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  2015年我國MES產品產量為7.97萬套,2019年為14.52萬套,同比2018年增長2.76%。

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  由于MES有著獨特的承上啟下的作用,因此,市場上形成了不同類型的MES廠商:

  第一類是有自動化硬件設備背景的MES廠商,由于MES與底層的自動化生產相銜接會發揮更大的效用,因此自動化企業向MES領域擴展具有先天的優勢。典型代表有GE、Siemens、Rockwell、Honeywell等跨國企業。

  第二類是在SCADA、HMI等自動控制軟件的基礎上發展起來的。代表企業有Wonderware、施耐德電氣(原悉雅特)、AdAstr和國內具有自動化和IT行業背景的浙江中控等。

  第三類是由自動識別、質量管理、組態系統等某個MES專業領域發展起來的,并逐步向MES整個領域滲透,如艾普工華(兼有高校背景,依托華中科技大學)、易往信息、速威、靈蛙等。

  第四類是由大中型制造企業的自動化部門衍生出來的,例如韓國浦項、寶信、石化盈科、三星SDS等。

  第五類是管理軟件(PLM、ERP 等)和咨詢服務的提供商。隨著市場的成熟和規模的擴大,管理軟件和咨詢服務的提供商也紛紛加入這個市場,代表企業有SAP、甲骨文、明基逐鹿、開目等。

  第六類是有高校背景,依托高校的技術中心和研究人才逐漸發展起來的,例如浙江中控依托浙江大學,艾普工華依托華中科技大學、大連華鐵海興依托大連理工大學等。

  第七類是獨立的MES開發商。在MES市場中,有眾多的MES獨立開發商,例如Camstar,同時國內在各個行業,也活躍著眾多的獨立MES開發商。





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