本单位完成《2020年MES市场现状深度调研与发展前景分析报告》编制工作

  MES系统是一套面向制造企业车间执行层的生产信息化管理系统。MES可以为企业提供包括制造数据管理、计划排程管理、生产调度管理、库存管理、质量管理、人力资源管理、工作中心/设备管理、工具工装管理、采购管理、成本管理、项目看板管理、生产过程控制、底层数据集成分析、上层数据集成分解等管理模块,为企业打造一个扎实、可靠、全面、可行的制造协同管理平台。

  美国先进制造研究机构AMR(Advanced Manufacturing Research)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”,它为操作人员/管理人员提供计划的执行、跟踪以及所有资源(人、设备、物料、客户需求等)的当前状态。

  制造执行系统协会(Manufacturing Execution System Association,MESA)对MES所下的定义:“MES能通过信息传递对从订单下达到产品完成的整个生产过程进行优化管理。当工厂发生实时事件时,MES能对此及时做出反应、报告,并用当前的准确数据对它们进行指导和处理。这种对状态变化的迅速响应使MES能够减少企业内部没有附加值的活动,有效地指导工厂的生产运作过程,从而使其既能提高工厂及时交货能力,改善物料的流通性能,又能提高生产回报率。MES还通过双向的直接通讯在企业内部和整个产品供应链中提供有关产品行为的关键任务信息。”

  MESA在MES定义中强调了以下三点:

  1、MES是对整个车间制造过程的优化,而不是单一的解决某个生产瓶颈;

  2、MES必须提供实时收集生产过程中数据的功能,并作出相应的分析和处理。

  3、MES需要与计划层和控制层进行信息交互,通过企业的连续信息流来实现企业信息全集成。

  MES制造执行系统分为两大类:传统的MES制造执行系统和集成的MES制造执行系统。

  1、传统MES制造执行系统

  传统MES制造执行系统又分为专用MES制造执行系统和整合MES制造执行系统:

  (1)专用MES系统是根据企业调研以及企业需求加上特殊环境以及要求而研发的功能模块,比如说车间维护问题、生产调度问题等。

  (2)整合MES系统是针对行业来进行设计,具有一定的通用性。

  专业MES系统能够在某一方面把问题最好的解决,但是它不能和其他应用进行集成,这是它的不足点。而整合的MES系统在这方面有所进步,能够实现系统内部的集成,并形成单一的逻辑数据库、统一的数据模型等等。不过整合型的MES系统也有其不足点,那就是在整个结构可扩展性方面尤其致命弱点,很难随着业务的变化和发展进行功能配置的更改。

  2、集成的MES制造执行系统

  传统MES制造执行系统在非常规条件下很难做出科学决策,但是车间制造信息中会存在大量的不确定性,所以造成了很多企业都去片面追求数据的数量和准确性,却忽视了MES系统最关键的功能特点:敏捷性和智能性。这样就使车间制造层信息集成困难,决策效率不高,加大了整个MES开发以及使用成本。可集成的MES制造执行系统针对上诉问题,拥有一条解决途径,那就是通过车间信息的有效集成和制造决策过程的智能化来保证车间生产的运行敏捷性,通过可重构和分布式对象技术解决MES的结构敏捷性,从而从根本上来解决MES制造执行系统的敏捷化问题。只有解决了这个问题,企业在运用MES系统之后,将会在生产车间内实现更高的信息化水平,最终给企业带来最大的效益。

  根据杭州先略投资咨询有限公司发布的2020年MES市场现状深度调研与发展前景分析报告》数据显示:2015年全球MES市场规模为490.26亿元,2019年为915.32亿元,同比2018年增长13.41%。

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  从区域来看,亚太地区的MES市场将在2018年至2023年之间以最高的全球年复合增长率增长。中国、日本和印度等亚太地区国家是MES系统的主要用户。由于工业活动的增长和中国人均收入的增加,中国工业自动化的采用正在迅速增加。

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  在全球第一大MES系统软件市场即北美市场,企业面临的第一大现实就是工厂向外迁移,此外还要面对来自其他国家的直接竞争以及二战后生育高峰的人口老化所导致的现有技术的大量流失等问题。这些对应于MES系统的要求,就是对订单的可视性以及对整个工厂运作的凝结性提出更高要求。

  在北美,企业把这个要求解读为需要对ERP和MES系统做高度集成。要求使用MES系统采集、归纳多种数据来源,并为系统的用户提供一目了然的可视能力,以及比ERP更多的KPI实时跟踪,以此达到企业层上的管理扁平化。这也就意味着,企业把决策权下放到工厂车间层面,而不是以往的车间层面以上或是整个企业计划部门。

  在北美,医疗设备、国防、航天是典型的离散行业,其MES系统要求来源于FDA等部门,要求企业能提供非常详尽的生产过程报告。对于汽车行业,另外一个特殊原因就是控制保修和招回成本。比如一个零部件是由多个厂商提供,但是有时出问题只是一个厂商的产品,那要招回同一号码的零部件还是仅仅产生问题的一个厂商的部件,后者意味着能节约更多成本。

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  在欧洲市场上,MES系统本身功能上的需求部分拉动了欧洲市场的需求,比如整体设备效率、停机管理、低成本的计划排程管理等。另一个推动力则是SAP宣布NetWare对管理层和工厂层标准化互操作的支持,这个技术上的突破使得MES系统的潜在功能以及直接效益可以大大发挥出来。

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  在日本市场,MES系统如果不支持日本的管理模式是无法应用。从市场角度看,日本目前还是以自主开发为主,这可能是因为日本企业的管理理念非常成熟,没有软件可以天生的符合它。因此,日本市场上套装软件非常有限。

  中国市场与日本有点类似,也是自主开发占主流,套装软件非常有限,半套装软件在一定行业有很强的立足点。中国工业化历史并不长,有很多东西还很欠缺,这也正是实施MES系统的最主要因素。这些欠缺包括管理基本数据、管理流程以及人员水平。此外,一个更大障碍则是新工作方法对既得状态的挑战和人们对此的恐惧,这也使得中国市场比其他地区要发展得慢一些。但是,大家的一致看法是中国是世界的制造中心,大量外资涌入,每天都在发生企业合并,大型国有企业正在改制。这样的发展速度,让大家相信未来5~10年中,中国很快就会与全球水平平行。鉴于这样一个大趋势,制造企业要么积极要么消极对待,前者当然比较有竞争能力,也比较有挑战性。

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  MES属于一套系统,一般MES企业会根据下游企业的要求来定制,不同企业产品差异不同,因此企业不会提前批量生产,基本不存在库存情况,供给与需求可以视为相同。

  随着系统的不断升级和应用,现在已经分为流程型和离散型,这两种类型不同,应用的领域也不相同,流程型MES主要用于冶金、化工、钢铁等流程行业,离散型MES系统主要用于汽车、3C、工程机械等离散行业。从国内目前MES应用来看,流程型MES应用更广泛,离散型MES应用刚刚开始。

  从下游应用领域来看,国内MES行业主要集中于五大领域,分别是汽车、电子通信、石油化工、冶金矿业和烟草这五大领域。前五大领域应用占比超过50%。

  2015年我国MES产品需求量为7.84万套,2019年为13.93万套,同比2018年增长7.27%。

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  2015年我国MES产品产量为7.97万套,2019年为14.52万套,同比2018年增长2.76%。

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  由于MES有着独特的承上启下的作用,因此,市场上形成了不同类型的MES厂商:

  第一类是有自动化硬件设备背景的MES厂商,由于MES与底层的自动化生产相衔接会发挥更大的效用,因此自动化企业向MES领域扩展具有先天的优势。典型代表有GE、Siemens、Rockwell、Honeywell等跨国企业。

  第二类是在SCADA、HMI等自动控制软件的基础上发展起来的。代表企业有Wonderware、施耐德电气(原悉雅特)、AdAstr和国内具有自动化和IT行业背景的浙江中控等。

  第三类是由自动识别、质量管理、组态系统等某个MES专业领域发展起来的,并逐步向MES整个领域渗透,如艾普工华(兼有高校背景,依托华中科技大学)、易往信息、速威、灵蛙等。

  第四类是由大中型制造企业的自动化部门衍生出来的,例如韩国浦项、宝信、石化盈科、三星SDS等。

  第五类是管理软件(PLM、ERP 等)和咨询服务的提供商。随着市场的成熟和规模的扩大,管理软件和咨询服务的提供商也纷纷加入这个市场,代表企业有SAP、甲骨文、明基逐鹿、开目等。

  第六类是有高校背景,依托高校的技术中心和研究人才逐渐发展起来的,例如浙江中控依托浙江大学,艾普工华依托华中科技大学、大连华铁海兴依托大连理工大学等。

  第七类是独立的MES开发商。在MES市场中,有众多的MES独立开发商,例如Camstar,同时国内在各个行业,也活跃着众多的独立MES开发商。





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