MES是工業網際網路的核心,智能製造的靈魂!新工業、新生態

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開始著手準備針對工業網際網路的主要軟體或系統做系列闡述時，首先想到的是MES，而不是ERP，主要是因為ERP的底層邏輯是MRP，是基於SOP而生。而MES解決的是OT和IT的融合，可以為柔性製造提供有力的工具和手段。因此選擇MES作為第一介紹內容，部分數據和資料選自賽迪研究。

本文主要閱讀對象為希望了解MES工業軟體情況的工業企業家、政府官員和研究機構。

MES的發展歷程
MES軟體（生產製造執行系統，Manufacturing Execution System，簡稱MES）是智能製造核心軟體，也是工業網際網路最重要的組成部分，在中國已經歷經二十多年的歷史。筆者從2003年開始從事MES系統規劃、開發、實施和維護，見證了中國大陸MES從零開始一步步發展歷程。中國大陸MES廠商起源於臺灣、韓國、日本及歐美國家，起先都是隨著這些外資工廠到大陸建廠的信息化建設需要，隨著工廠進入中國。中國的第一批本土的MES人才也是由此而生，出現的地點多在蘇州、東莞等外資工廠首先大規模進入地區。早先的MES標準化程度不高，大多是為了解決設備和系統之間的互聯互通而誕生，側重在生產工藝流程、物料的管控和質量、維修的監管，筆者所在的工廠也是在2002年由於客戶對於質量越來越嚴格的要求，才被迫必須依託自身工廠特點和工藝要求規劃、開發建設MES系統，這也是我主導規劃設計的第一個MES系統，現在看起來功能很局限和單一。伴隨著近二十年的發展，國內MES已經從模仿轉向創新，誕生了很多本土MES公司。就筆者的同事就有不下十人創辦MES公司。目前國內MES市場規模已經接近2300億（天風證券統計數據）。MES在工業軟體中佔比達到29%，佔比最高；而且由於其很難完全標準化、定製化，是工業軟體行業最重要的組成部分。當前MES軟體主要解決OT和IT的互聯互通，是工廠計劃層和車間設備層之間的橋梁，解決的是傳統工業企業共性痛點問題：如何透明生產製造。通過加強對生產過程的控制。MES系統的存在可以成功彌合企業計劃層和生產車間設備之間的間隔，幫助企業解決「如何生產」的問題，直擊企業痛點，降低45%生產周期，減少70%質量過失等，提高企業效益。MES軟體是未來智能製造不可或缺的一部分。MES是工業網際網路的核心產業，也是增長驅動力，國內市場規模達2300億2017年、2018年我國工業網際網路產業市場規模分別為0.84萬億、1.42萬億，2018年同比實際增長為55.7%。伴隨著新基建的確立，中國工業網際網路發展呈高發態勢！根據中國信息通信研究院預測，2019年、2020年我國工業網際網路市場規模將達到2.13萬億、3.14萬億，同比增長分別為47.3%、47.9% 。工業軟體是工業網際網路的重要組成部分之一，其上遊主要為計算機硬體設備製造、系統軟體、開發工具軟體、中間件廠商；下遊應用領域眾多，幾乎涉及所有工業領域，涵蓋離散型行業和流程性行業。

工業軟體產業體系架構

⚫ 工業軟體定義：工業軟體指應用於工業領域或工業場景下的各類軟體；⚫ 工業軟體四大分類：工業軟體根據功能的不同，可以細分為四個大類，分別是：研發設計軟體、生產控制軟體、信息管理軟體和嵌入式軟體。⚫ 兩大新興產業政策催化：2015年，兩大新興產業政策「網際網路+」和「《中國製造2025》」的發布催化了智能製造產業的發展。⚫ 智能製造發展規劃對製造業重點領域企業提出要求：根據工信部《智能製造發展規劃（2016-2020年）》，目標到2020年，傳統製造業重點領域基本實現數位化製造。要求製造業重點領域企業：數位化研發設計工具普及率超過70% ；關鍵工序數位化率超過50% ；數位化車間/智能工廠普及率超過20%。今年已經是該規劃收官之年，預測數位化率將在政策推動下實現快速增長。⚫ 工業軟體市場規模：根據賽迪顧問測算，我國工業軟體市場規模由2016年的1247億元增長至2018年的1678億元，年複合增長率達到16%。如果2020年繼續保持16%的複合增長率，則工業軟體的市場規模將在2020年達到2258億元。⚫ 工業軟體為工業網際網路核心產業增長的驅動力量：工業軟體2019年佔工業網際網路核心產業存量規模的比重為46.4%，成為工業網際網路核心產業增長的主要驅動力量。細分領域可以分為研發設計類、生產控制類、信息管理軟體和嵌入式類。目前嵌入式軟體佔據絕對優勢，佔比高達57.40%；信息管理類和生產控制類分別佔據17%左右。目前中國工業軟體市場企業以大企業為主導，大型企業佔據52.10%的市場份額。中國華東區域和中南區域的市場佔比較大，西北東北較少，市場分布不均勻。⚫ 5G萬物互聯：通信技術從4G到5G的躍遷，使得人機互聯得以向萬物互聯發展，有望帶來新的工業軟體形態⚫ 云：工業大數據和雲將催生出工業軟體新的發展機遇。5G幫助工廠實現由「信息孤島」 到協同作業的智慧工廠MES直擊企業痛點，降低45%生產周期，減少70%質量過失製造執行系統(Manufacturing Execution System，簡稱MES）是一套面向製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製造數據管理、計劃排程管理、生產調度管理、庫存管理、質量管理、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，為企業打造一個紮實、可靠、全面、可行的製造協同管理平臺。製造執行MES系統彌合了企業計劃層和生產車間設備之間的間隔，是製造過程信息集成的紐帶。MES通過強調製造過程的整體優化來幫助企業實施完整的閉環生產，同時也改善了設備的回收率，準時交貨率、庫存周轉率、邊際貢獻、現金流量績效。⚫ 投入計劃：從ERP接收生產產品加工工藝及基礎信息，接收生產計劃，參考特殊產品及生產線現況，通過調整生產計劃，確定產品、衝壓工廠的最終訂單；⚫ 生產訂單：管理工廠的工程信息，通過對工序報告及變更要求的管理，對工序進行追蹤管理，對各工序的業績及ERP工序報告、生產指示事件信息、追蹤（進度）現況進行管理；⚫ 進度管理：MES管理車間內的生產信息和監視產品生產進度，此外，它還可以管理ERP的生產過程匯報、生產時間和跟蹤狀態；⚫ 生產狀況：匯總通過工序報告傳送的成果信息；利用網絡服務將各種生產狀況，在制品情況呈現於畫面，並將此實施顯示在生產看板上。⚫ 設備監控：主要是對設備信息的管理，停機原因、妨礙因素管理，設備警報歷史記錄及設備異常分析等。3、MES系統需求分析：92%的企業渴望加強對生產過程的控制⚫ 製造企業非常關注實現生產過程中的實時採集、提高生產排產的效率、實現製造過程的追溯、提升工人與設備的績效、保證產品質量等問題，MES系統作為解開生產過程的黑箱、連接ERP與車間管理的關鍵技術⚫ 企業實施MES系統主要考慮對產線的控制、生產過程的透明以及對製造質量的提升方面，因此，實現生產過程控制、產品追溯與追蹤、質量控制、物料信息及時反饋、及時防錯與預警是企業實施MES系統的五大核心需求。4、MES效益：降低45%生產周期，減少70%質量過失⚫ 通過實施MES系統，可以貫通從採購到售後服務的全製造流程，透明化生產現場運作，大大提升了生產製造各部門的管理具有實時性和有效性。可獲得的效益大致如上。（2）防錯、糾錯，降低生產過程中的錯誤率，柔性製造。MES的效益：助力企業降本提效（以離散製造業為例）從產品類型和生產工藝組織方式上，企業的行業類型可分為流程生產行業和離散製造行業，而不同類型的製造企業對MES應用需求不同。流程行業：MES應用程度高，行業間差別大，MES龍頭企業涇渭分明流程行業MES應用程度較高：國際與國內的不同行業背景的MES供應商一般在其擅長的領域佔據較多市場份額，且優勢地位難以撼動，MES應用程度較高。MES龍頭企業涇渭分明：不同工業行業之間的差別較大，軟體製造商對相關工業流程和設備的理解是很重要的。由於不同工業流程和設備之間的差異較大，MES龍頭企業涇渭分明。西門子公司，在流程行業和離散行業MES市場都佔據較大的市場份額；霍尼韋爾公司在石油化工領域為龍頭企業，其MES產品優勢範圍包括石化、造紙、製藥等流程行業。寶鋼股份控股的寶信軟體，在我國鋼鐵冶金MES領域為龍頭企業；石化盈科依靠中國石化和電訊盈科兩大母公司的資源，在石油化工製造執行系統解決方案領域為行業龍頭。對於離散製造業而言，產品往往由多個零部件經過一系列不連續的工序加工和裝配而成，其過程包含很多不確定因素，增加了離散型製造生產組織的難度和複雜性。目前還沒有一個產品化做得像SAP一樣的MES產品，能夠在一個行業通吃的產品都很少，更別說跨行業，都需要大量定製開發，還沒有哪家產品能夠培育出一批專業的實施公司。流程製造：同步生產是流程製造的核心模式，分裝、上掛、物流等與主線保持順序同步和時間同步/期，通過動態排程實現。離散製造：純離散製造的協同，主要是上遊「照顧」下遊，開工判斷(何時具備開工條件)和緊迫指數(越緊迫越應該早幹)，使得作業從容而協同。主要公司分析主營業務收入：主流廠商業務收入呈現出逐年上升態勢，寶信軟體憑藉國內壟斷行業發展自身優勢，主營業務收入處於領先地位。市值：近兩年MES國內主流廠商的市值處於不斷上升的狀態，寶信依然處於領先地位。目前離散行業MES廠商（寶信軟體、中控技術）在業務收入和市值方面，佔據優勢地位，也從側面印證目前我國流程行業佔據市場需求多數；離散行業還處於起步階段，未來空間潛力大。未來分析近期由於疫情不確定因素和影響，市場上公司IT預算普遍性受限，而且MES面向主要是製造業企業，以中小企業為主，資金預算有限，MES應用預算存在銷減趨勢！而且從全球和國內行業上看，競爭激烈，而且隨著傳統製造龍頭企業依託自身行業經驗，紛紛進軍MES軟體市場，同時傳統的ERP供應商業開始進入。MES推動工業企業進行數位化轉型，開闢企業創新發展新的商業模式筆者建議，MES軟體企業，要從整個工業網際網路的整體布局發展出發，從以項目為主的發展模式上，逐漸過渡到服務和解決方案為主導上來規劃、設計自身的產品。目的不是推進工業企業信息化建設，而是要推動工業企業進行數位化轉型，幫助企業通過MES等工業軟體賦能，加快工業企業邁向數字經濟，推動工業企業創新發展和找到自身新的創新商業模式！

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來源：產研君

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