爱华网记者/田雨
生产现场会“说话”
从赌城拉斯维加斯、号称“天堂”与“地狱”的迈阿密，到龙蛇混杂的大都会纽约，三个典型的城市背景下，美国系列剧《CSI》（CrimeSceneInvestigation）的故事一幕幕展开，7年来位居全美收视率第一。这部中文译为《犯罪现场调查》的电视系列剧在中国同样拥有众多粉丝，甚至掀起了一阵“法医”侦破类影视热潮。 “到现场去”，是犯罪调查人员的座右铭。只有到了犯罪现场，调查人员才能从蛛丝马迹中找到破案线索。这句话对于众多的中国制造企业来说也越来越具有重要意义。对它们来讲，现场指的是车间和厂房。生产现场是制造企业组织生产活动的核心场所，一旦订单计划下达，所有物料、设备、工艺、工人、产品设计资料等汇聚于此，最终产品在此制造完成。生产现场的调配和管理，决定了工厂生产执行能力、生产效率以及最终的产品产量、库存、质量等等。 遗憾的是，在传统生产现场的“黑箱”作业下，企业决策者常常不得不处身犯罪调查员的境地，小心翼翼地祈祷生产顺利，一旦出现生产进度或产品品质问题则分身乏术。但是，正如犯罪现场总会留下蛛丝马迹，真正的“超完美谋杀”是不存在的，真正超完美没有漏洞的生产现场也不可能存在。更何况，对于目前大部分制造企业来讲，生产现场是否超完美的讨论多少尚有些乌托邦的意味。如何将“黑箱”作业透明化，避免任何影响产品品质和成本的问题，同时又能改善生产线的运行效率，是每个企业都关心的问题。 正是洞悉了这样的市场需求，早在1990年11月，美国先进制造研究中心AMR（AdvancedManufacturingResearch）就提出了MES（制造执行系统）概念。面向生产现场，MES管理着所有的车间级生产活动的实时记录和数据，它可以在实时模式下跟踪产品的生产过程，记录车间级各类状态信息，包括产出率、质量、工时等。按照国际制造执行系统协会（MESA）给出的11项功能模型，MES不仅是企业获取实时生产信息的窗口，也可以作为生产控制、质量控制的工具，帮助企业设计及工艺部门了解产品是否按照规格和计划生产出来，并针对生产过程中的异常情况做出即时反应。例如，MES可检测到某加工过程的废品率异常，相关部门和人员将会收到报警讯息，便于采取相应措施。 不过，从企业信息化的角度，这个市场的推广者们更愿意将MES喻为整个企业信息集成中承上启下、沟通计划与生产的“桥梁”。在AMR著名的三层金字塔模型中，企业信息系统分为三个层次：计划层（MRPII/ERP），执行层（MES），控制层（Control）。上端ERP（计划层）对企业资源进行综合计划与管理，解决生产什么、生产多少的问题；底端SCADA、HMI等（控制层）对设备进行控制，解决如何生产的问题；而中端MES（执行层），负责将ERP的任务分解到生产线上进行分秒不差的排产，同时将设备端的数据及时反馈到计划层，帮助ERP进行决策。 这些理论上的定义多少有些理想化的意味，具体到实际应用层面，推动MES应用需求的根本原因，是企业正在推进的改善企业管理的三大方法论，包括精益制造和TPS、六西格玛和TQM（全面质量管理）。近年来，随着JIT(JustInTime)、BTO（面向订单生产）等新型生产模式的成熟，客户与市场对产品质量提出更高要求，而生产线的自动化程度和优化水平已经很高，管理计划与供应链进一步改进的空间非常有限，强调生产过程优化的MES价值因此凸显出来。美国权威制造和供应链市场研究公司ARC曾统计，如果应用MES，产品质量可以提高19.2%，劳动生产率提高13.5%，产量提高11.5%，这一结果无疑让这个市场倍增信心。 MES的中国应用 MES市场到底有多大？根据美国ARC公司2005年底的研究，2006年流程行业全球MES市场规模预计为15亿美元，复合平均增长率为11.8%，到2010年为25亿美元。最大的市场依次为北美和欧洲，占据大部分份额。这个数字是什么概念？ARC公司在其研究报告《ERP全球展望》中提到，2005年全球ERP市场为166.7亿美元，未来五年的年复合增长率为4.8%，2010年全球ERP市场将超过210亿美元。ARC在报告中甚至强调，ERP的未来市场将在中国。尽管这个数字并没有直接对比的意义，毕竟这里对ERP的统计涵盖了除制造（份额过半）外的政府、金融、健康、零售、物流以及教育管理等，而MES仅包含市场较大的流程行业，不过还是多少反映了全球市场大致状况。 在全球市场，MES尚未到成熟期，主流供应商包括西门子、罗克韦尔、GEFanuc等大的自动化厂商，以及UGS、Apriso等专业软件厂商，应用较多的依次为食品饮料、化工、制药、汽车零配件和电子装配业领域。 同样的投入成本、几乎同时的提出时间，ERP已经在中国经历了数轮宣传、推广与应用的浪潮，开始成熟平稳的发展，而MES，这个曾经被《财富》杂志誉为“ERP市场挑战者”的管理系统，却像一个害羞的美丽姑娘，“养在深闺人未识”——尽管十多年来技术显著成熟，也在很多国外知名企业中普遍应用，在国内的应用却一直处于静悄悄的起步阶段。 对于中国市场，美国ARC公司资深顾问王智勇感叹道：“一言难尽。”“中国工业化历史并不长，管理基本数据、管理流程以及人员水平等很多东西还很欠缺，这也正是实施MES最主要因素。”这位曾供职艾默生电气的自动化专家告诉《工业界》，“中国市场目前还是自主开发占主流，套装软件非常有限，而软件行业赢利主要靠标准化的套装软件。” 正如王智勇所言，目前国内MES市场仍以研究居多，就产品来讲，自主研发才刚刚开始，尽管有少数国内IT公司模仿国外的模式，开始总结提炼中国工业企业MES层面的经验，但仍以实验室产品居多，离商品化还有一段路程。就应用来说，石化、钢铁、烟草、电子等行业是应用最多的行业，主要客户是一些大型制造企业，如中石化、宝钢等，仍属拓荒阶段。 此外，由于MES直接面向生产过程，而每个行业的生产和流通流程不同，还有其特定的行规，不同的行业对MES的要求和着重点是完全不同的，甚至同一个行业中不同企业也各具特色。特别是，离散工业与流程工业差别最大。典型的流程工业包括石化、半导体、食品饮料、制药等，而离散工业则包括汽车、电子组装等，还有一些整合批量生产与组装生产特点的混合工业，包括冶金、钢铁等。正如上海宝信软件公司副总经理丛力群所说：“目前没有一个能够适用于所有行业的通用MES产品。” 行业特点太明显，定制性太强因而缺乏标准化统一成型产品，市场认知不清，被业内认为是MES市场推广不利的三大主要障碍。鲜明的行业特点抬高了市场进入门槛;而定制性太强，使得MES不能像当年ERP那样，大家基本都是拷贝一个模版，然后就全国各地安营扎寨铺天盖地去演示了。“MES玩的是真功夫，没有点真本领你糊弄不住那些一线的生产管理人员。”明基逐鹿软件（苏州）有限公司GES事业部总监汪中田认为，最关键的还是市场认知不清，宣传推广不力，“MES是个很好的东西，大家都不知道，反而有很多误解”。他曾经成功实施了夏新电子、利华科技等多个MES项目，却不得不花很多时间做市场教育，当然，其母公司明基是个最好的案例，“最有效的是把客户带到我们的工厂实地看看”。若即若离的客户与苦苦挣扎的MES供应商，一道构成了独特的市场风景。
萌芽期的布道者们 目前在中国，按照主要服务行业的不同，MES厂商可以分为三类：（1）以国外自动化厂商居多，以及背靠国内垄断行业的石化盈科、上海宝信等，主要服务石化、烟草等偏流程工业；（2）以台资软件公司居多，主要服务电子、汽车等离散工业；（3）大量国产软件公司，实力参差不及，“甚至有些原来做数据采集的或者卖条码设备的公司，做几张车间报表，把登录图片一换，就MES了”。aihuau.com 之所以形成这样的格局，汪中田认为：“MES执行层面的数据采集，主要是跟底层设备打交道，对于流程工业就是自动化设备，西门子、罗克韦尔、ABB、Wonderware等自动化设备提供商有着天然优势，只需在设备上加一层软件。而对于电子行业，数据采集主要依靠条码设备，相应可由软件公司来做MES方案。”电子行业中国台湾发展比较久，有很多MES厂商，因此在深圳、东莞等珠三角和上海周边的电子企业中占据很大市场。明基逐鹿是其中的典型代表，占据了绝对市场优势，其他还有台湾资通、羽冠等。 还有一些非常特殊的行业，比如钢铁。它是制造业中流程最长的行业，也就意味着信息化是最复杂、最难以完成的。西门子在这个领域拥有无可争议的实力。国内最早可追溯的钢铁企业MES系统，原形就是1988年9月引入西门子设备投产的宝钢冷轧生产控制系统（FLS）。西门子（中国）有限公司MES产品经理张军强告诉《工业界》，西门子针对钢铁行业有单独的解决方案，“钢铁行业有其自身的5级自动化系统，3级以上基本上就是MES功能，改叫MES是为了顺应市场不断提高的呼声”。另外不得不提的是宝钢，它对MES的研究可以追溯到2000年，那时候宝钢的工作人员在炼钢连铸车间了解生产工艺，熟悉生产流程，将车间生产管理作业透明化，并在此基础上优化生产管理。其MES系统2004年5月正式全面运行，成功运行的同时还推出了专门擅长MES的上海宝信。 MES溯源最早是在半导体行业，特别是其前端，特点非常显著，甚至很多无人工厂或要求全部洁净的环境，对MES的需求是最大的，产品优良率是其核心竞争力，重要性远远高于ERP。同时这个行业的MES投资也比较大，准入门槛很高。比如友达光电，其前端是流程工业，后端是组装工业，MES方案需要兼容两套不同的流程，1998年明基逐鹿为其设计了第一版MES后，其MES一直由自身IT部门进行维护。韩国IBS、艾德曼讯等是这个领域有代表性的厂商。其他如航空航天行业由于定制生产且涉及国防，大多是一些专有厂商，比如美国Apriso公司。 与国外的产品相比，国内软件产品还有一定差距。尽管如此，仍然有一批出众的公司，比如北京和利时、浙大中控、北京中科创新园、上海慧铭自动化、上海灵蛙、上海优软、华铁海兴、中科久辉、广州中江联合、中浩控制、南京比邻等。 值得注意的是，还有一些ERP厂商延伸发展出来的MES系统，如SAP捆绑着德国的PSI。不过从国内来看，为数众多的ERP只有较少部分会向MES的方向发展。汪中田认为，“这个领域相对比较专业，国内厂商，如用友、金蝶等还没有碰到这一块，没有制造背景在这个领域很难做，很多ERP类型的IT厂商被专业拒之门外。” 春天来了？
整体看，国内MES市场仍处于“慢热”状态，不过，华中科技大学校长李培根院士预测：“随着行业和经济规模的发展，按照目前的趋势，会有相当部分的IT厂商与自动化厂商、制造型企业合并或紧密合作，在2-3年后，MES厂商可能会如雨后春笋般涌现，其技术和实施手段也必然将日趋成熟。” 事实上，2005年以来，全球市场迅速发展的春风也开始吹暖中国这片市场。张军强2006年初的一篇题为《2005年的MES》博客中写到：“大概2005年9-10月间，工作之余闲聊时，一位同事突然插了一句，好像听到一种说法，‘MES概念在国外正受到质疑，有过时的可能’。虽然说得很含糊，但惭愧的是，笔者当时也将信将疑，觉得并非没有可能。以国内为例，大家这几年都已看到，虽然MES在国内陆续已有一些实施，并且行业分布比较广泛，但应用并没有被普及推广，也没有形成良好的正反馈效应，反倒是某些失败典型在圈子内流传甚广。但现实与主观臆断的结论往往截然不同。查阅相关资料后，我们会得出如是判断，2005年下半年反而是全球MES市场加速调整、发展的一年，市场正积极酝酿并应对着新一轮应用的高峰： “2005年9月在美国奥兰多市举办的MESAP2E论坛，成为有史以来参会人数最多的一次，超过80家最终用户参加，2005年MESA的会员数量比2004年增加了183%； “2005年10月，西门子在巴黎举办其首次SIMATICIT全球用户会议，吸引了近800名听众； “2005年10月还发生了一件事。SchneiderElectric宣布收购Citect的交易谈判启动。业界分析机构如Gartner、Aberdeen等都认为，SchneiderElectric的目标是希望通过收购来获取及增强其在MES以及SCADA领域的实力，以弥补与竞争对手的差距； “2005年12月底，西门子在杭州举办的SIMATICIT（MES）发展论坛吸引了近100名用户、潜在用户及合作伙伴参加，意味着MES在中国应用的一个新周期的开始。” 张军强没有提到的，还有两个明确的信号。2005年6月，SAP宣布收购制造智能化供应商Lighthammer；11月，罗克韦尔自动化收购Datasweep。业内普遍认为，这两次收购预示着ERP和自动化这两端的供货商将未来的重点向MES市场倾斜，不断地整合、收购、创新，正昭示着市场格局的不断变化以及各方对生产管理软件的重视。 2006年11月底，这位飞遍大江南北的MES布道者再次感慨：“偶然在百度敲进MES三个字母，看到176万条纪录，相比3年多前的几十条，可谓是天壤之别。” 正如GEFanuc公司MES工程师林立所言：“2006年是充满希望的一年。”这一年，MES得到了政府、企业和信息化供应商等的关注，国家“十一五”也将MES作为信息化的发展重点进行支撑。 2006年9月，北京骏威立达科技有限公司成立，专注于机械领域MES软件提供。总经理鲁灵惺向《工业界》预言：“2008-2009年，MES的春天肯定会来，尽管市场竞争激烈，但骏威要向西门子看齐。” 对此，张军强显得更为理性：“也许2008—2009年，一些公司会在精心培育的客户那里赚到利润。但是否是春天的到来？因为给厂商带来利润的同时，有可能给客户带来痛苦，正是需要经过痛苦的阶段，所有人才能变得清晰起来。不要自以为理解了MES的真谛，我们还有很长很长的路要走。”
