制造执行系统（Manufacturing Execution System，简称MES）是近年来发展起来的面向制造车间的先进管理技术，它针对位于企业计划层和工业控制层之间的执行层管理问题，研究如何将制造过程中的计划进度、产品过程控制、物料管理、质量监控、设备管理和成本管理等综合考虑，强调制造计划的执行和产品制造过程的控制，使生产现场的信息收集、传递、处理和反馈做到准确、及时、系统和科学，实现生产作业的优化调度和制造资源的动态重组，提高制造管理的透明化和敏捷性。

MES的提出和相关研究对车间生产管理理论具有划时代意义，20世纪90年代美国先进制造研究机构(Advanced Manufa-cturing Research，AMR)提出了“制造执行系统”的概念，并将MES定义为“位于上层的计划管理系统与底层的工业控制之间的面向车间层的管理信息系统”，重点解决车间生产管理问题。AMR提出的企业集成模型(如图1所示)清楚地描述了MES在企业系统中的位置。

从图1（见第B8版）中可以看出，MES是面向车间生产过程的实时调度，方便、可靠地将控制系统与经营管理信息系统联系在一起。一方面，MES可以将来自MRPⅡ/ERP软件的生产管理信息细化和分解，形成操作指令传递给底层控制; 另一方面，MES可以实时监控底层设备的运行状态，采集设备、仪表、人员、物料的状态数据，经过分析、计算与处理，触发新的事件。MES处于中间层，起到了非常关键的承上启下的作用，成为计划层和控制层之间的信息集成的桥梁，实现ERP的生产计划通过MES传递给生产车间或现场，同时将来自控制层的生产过程实际状态通过MES报告给ERP。

与ERP相比，MES具有两大特点: 一是数据实时性，实时收集数据，并实时优化处理，形成基于生产事件的实时数据模型; 二是行业性，MES必须与各行各业特有的工业生产设备紧密结合。

应用现状

制造执行系统在国外、尤其是美国和日本得到了广泛而深入的研究和应用。MES理念被提出后，以其适用性好、实施周期短、见效快等特点迅速被众多国际先进的企业所使用。自1994年以来，MES软件的市场份额以每年30%或更高的速度增长。目前在欧美发达国家，MES在企业信息化中的市场份额中占据了主要比重，产生了巨大的经济效益。正是由于MES在车间生产管理中的特殊作用，国际上著名的软件厂商纷纷响应并加入MES国际联合会，并推出自己的MES产品，目前世界前100名管理软件企业中MES厂商占有23席。
MES作为主流的车间生产管理理论引入国内也不过10年左右，但关于MES的研究和应用还是取得了很大的成果，国家自然科学基金、863高技术研究计划和国家自然基金等都支持过MES的相关研究和应用。国内华中科技大学、西北工业大学、南京航天航空大学、东南大学、中国科学院自动化所、大连理工大学等科研单位在MES的理论研究、系统开发和应用实施等方面做出了很好的贡献。近几年来，由于企业信息化的深入推进，国内出现了一些专业的MES供应商，为国内企业实施MES系统，推动了MES技术的发展。

总体上讲，在理论研究方面，国内的MES已经跟上了国外的研究水平，但在MES产品的应用方面，还与国外有很大差距。这种差距主要体现在MES产品的软件体系开发上，因为MES产品设计和开发不仅需要大量的财力和智力投资，而且需要一个较长的成长和成熟过程。

MES集成模型

开发和应用符合现代企业需求的MES产品是我国制造业的重要需求。从AMR企业集成模型可以看出，计划层强调企业的计划性，控制层强调对设备的控制，而制造执行系统在计划管理层与底层控制之间架起了一座桥梁，填补了计划管理层和底层控制之间的“鸿沟”。

因此，重视制造执行过程对企业来说可以起到事半功倍的效果。车间管理是企业实现生产计划科学管理、生产成本有效控制的重要环节，没有科学有效的车间管理，企业就无法系统、协调、有序地进行和及时、低成本的生产出高质量的产品，而MES作为面向车间层次的管理系统，打通了企业经营管理到设备控制之间的各个环节，使企业内部的信息流实现双向流动，促进了企业生产的敏捷性，提高了企业的整体效率。

制造执行系统是面向制造过程的，它必然与其他制造管理系统共享和交互信息，这些系统包括供应链管理(Supply Chain Management, SCM)、上层计划管理(ERP)、销售和客户服务管理(Sales and Service Management, SSM)、产品及产品工艺管理(Product & Process Engineering, P/PE)、财务和成本管理(Finance & Cost Management, FCM)以及生产底层控制管理等管理系统。图2描述了MES与企业其他管理系统之间的集成关系。

作为车间生产管理系统的核心，MES可被看作是一个通信工具,它为企业各种其他应用系统提供现场的数据信息。MES可向上层（如ERP、SCM等）提交周期盘点次数、生产能力、材料消耗、劳动力和生产线运行性能、在制品(Work In Process, WIP)的存放位置和状态、实际订单执行等涉及生产运行的数据; 向底层控制系统发布生产控制指令及有关的生产线运行的各种参数等; 生产工艺管理可以通过MES的产品产出和质量数据进行优化。

另一方面，MES也要从其他系统中获取自身需要的数据，这些数据保证了MES在工厂中的正常运行。例如，MRPII/ERP的计划数据是MES进行生产调度的依据; 供应链通过外来物料的采购和供应时间控制着生产计划的制订和某些零件在工厂中的生产活动时间; 销售和客户服务模块提供的产品配置和报价为实际生产订单信息提供基本的参考数据; 生产工艺管理提供实际生产的工艺文件、各种配方及操作参数; 从控制模块传来的实时生产状态数据被MES用于实际生产性能评估和操作条件的判断。

总之，MES接受企业管理系统的各种信息，并充分利用这些信息资源实现优化调度和合理资源配置。图3反映了ERP/PDM与MES、Controls三者之间的信息流动和交互。

制造业是综合国力的具体体现，是国家实现现代化的原动力。目前我国的制造业仍然处于粗放型管理状态，与工业发达国家相比，材料消耗、能源消耗高，人均劳动生产率和设备产出率低，产品质量不稳定，交货期不能保证。若想迅速实现装备制造业的跨越式发展，发展以MES为代表的制造管理技术已经成为贯彻落实“以信息化带动工业化”国家战略的关键。