一个完整的智慧工厂，由下而上须涵盖机台自动化程序(EAP)、制造执行系统(MES)与企业资源计划(ERP)三个层次。任何订单成立直至生产完毕，其间历经接单、备料、排程、开立工单、生产规范、流程规范、确认工单、生产指示、下线生产、生产条件确认、数据搜集、异常警示、即时监控、机台状态管理、品质管理、分析与报告、包装暨QC、出货以及收款等18个主要步骤，其中攸关生产过程的9道程序，都是由MES负责管理，其重要性可见一斑。
制造执行系统（Manufacturing Execution System，MES）是用于工厂生产监控与管理的信息系统，近些年来由于发展迅猛，已经促进了IEC/ISO 62264和ANSI/ISA-95国际标准的诞生。由于MES强调控制和协调，实现企业计划层与工厂执行层的双向信息流通，形成完整的公司信息流，提高了工厂活动和生产响应的敏捷性，促进生产优化，是整个智能制造的整合枢纽
MES的定位，是处于规划层和现场自动化系统之间的执行层，对上能与ERP（企业资源计划）、APS(高级计划与排程）等计划管理层的系统相连接，对下可与生产、仓库，搬运等设备联机，同时也能与SPC（统计过程管理）、FDC（缺陷分类控制）、APC（先进过程控制）等制程管控系统进行整合。由于MES的居中整合，各个系统的管控命令能下达到设备端，而设备的状态和数据也能传导给各个相关系统，可以帮助企业实现完整的闭环生产。
工厂的人员、设备、物料、工作站等生产资源均可输入系统，同时相关管理制度与流程规范也可一并输入系统，使生产管理得以标准化、制度化。此外，经由本MES系统进行的派工操作可仅在几分钟内完成。同时也可建立不同广告牌群组，方便分线、分区管理。
在生产过程中，可获取即时的可管控在制品(WIP)动态数据，并协调各工作站进行物料、模具等防错管理、规格查核与警报，并提供电子操作规程（SOP）、报表和仪表盘。
支持各种品质管理机制，包括首件检验、制程质量管理（IPQC）、出货检验（FQC）等，以确保产品品质。也可通过设定详细的检验项目及监控重要参数，提供抽样检查或全检功能。
物料管理提供BOM核查，将物料与设备绑定，WIP入站时对比用料是否正确并记录物料批号。在MES与设备自动化联机的情况下，此功能可以支持弹性生产，有MES下载新配方给设备，不需人员到设备上手动变动配方。
设备管理在WIP入站时，会自动将设备转换为【生产】状态，出站后自动转换为【闲置】。对设备提供设定周期型和计数型两种预防保养计划，同时提供维修结果的登录和查询。
可针对企业需求即时查询及跟踪生产状态。收集数据的时间间隔可由1~3天缩短到实时采集。异常状况时，警报管理可依照设定，即时发送信息给相关人员，以加速排除异常。发送途径包括：信息推送、Email、短信、微信和Line等。
MES具备完整的管理模块，涵盖了在制品（WIP）、物料、质量、设备、工具、配方、对外整合界面等各层面，协助企业将整个制造过程制度化，将生产过程、标准操作、用料、模治具、品检规范等管理制度与制程规范输入系统，在全厂范围内循环利用。MES同时收集实时的生产数据，一方面能实时查核防错，提升质量；另一方面也做到跨制程、跨部门、跨区域的信息统合分享，利于各阶层进行优化调控，提升生产效率。而这些完整的信息，更能协助管理层高效率做出正确高效率做出正确的决策。
MES具有独特的架构设计，可根据企业本身需求，选择所需要的模块；也可依照生产规模与预算，弹性选配初期导入所需的硬件与容量，不需一次购足大量昂贵的设备。更重要的是，MES已纳入智慧自动化所需的构架和功能模块，选择MES，将可支持企业逐步实现智慧工厂的理想。
迈向智能制造的阶段
生产设备自动化
资料收集自动化
资料分析视觉化
决策智能自动化
智慧制造可以分阶段进行，第一阶段是透过导入制造执行系统(MES)、设备自动化系统(EAP) 及自动搬送系统(AMHS) 等进入生产自动化，当设备一旦进入闲置状态， EAP可即时通知MES，MES经比对后通知AMHS等系统自动搬运相关原物料到设备进行自动生产。此阶段可做到设备数据自动收集及工厂信息的可视化。
接着导入EDA（工程数据分析）、大数据等技术，透过工程数据分析来优化生产流程，这是进入第二阶段工程自动化。
最后通过机器学习、AI等技术达到自适应生产，也就是服务自动化阶段。完成了这一阶段，也就是达到工业3.0，若能进到透过数据驱动决策迈向自适应生产，才是进入工业4.0。
---- NTT DATA中国智慧制造发展中心技术总监 赵山贵
