生产管理理论发展的两个阶段 

    通常认为从英国工业革命到20世纪60年代为传统生产管理理论阶段，从20世纪60年代到现在为现代生产管理理论阶段，其重要标志是计算机大规模应用于工业生产。

    图1  MES在企业信息化中的地位示意图ERP、JIT(准时生产)、OPT(最优生产技术)等理论和方法以及基于这些理论的生产管理系统在实际的企业管理中得到很多成功的应用，为企业的生产管理提供了有效的解决方法和工具。但是，ERP、JIT、OPT等强调企业的计划性，生产管理强调生产计划的执行以及生产现场数据的采集和反馈。在生产管理和控制上，ERP、JIT、OPT等就显得力不从心，必须寻求新的生产管理模式。20世纪90年代美国先进制造研究机构（AMR）提出了生产执行系统MES概念。

    MES的定义

    国际MES协会对生产执行系统（MES）的定义：MES使用实时精确的数据，优化从订单到产品完成的整个生产活动，对工厂的全部生产活动进行指导、反应和报告。通过对变化情况的快速反应，减少无附加值行为，提高工厂运行和处理的有效性。MES能够提高投资回报、提高利润率，加快资金的流通和减少库存。

    美国国家标准协会(NIST)对MES的定义：从生产计划/工单下达到成品产出的整个过程中，采集所有软性和硬性数据，使我们能够完成生产管理以及生产优化。

    由此看来，MES 解决了生产管理者最关心的如下问题：

    ● 生产作业计划的制定、执行和生产指挥调度；

    ● 生产过程中的突发事件的处理；

    ● 生产过程中的工艺标准的执行，产品质量的控制；

    ● 设备运行情况的掌握；

    ● 产量、在制品、生产消耗的统计；

    ● 生产线人力资源；

    ● 原料、材料、成品的库存；

    建立MES的必要条件

    实现MES功能的基本条件是能够实时获取充分的生产过程数据，对生产全过程的各个环节的数据进行整合，实现各个系统之间的数据集成、信息集成和功能集成。MES系统的数据应该是：带有时间、空间标记的全方位的连续数据（区别于孤立数据）。使整条生产线能够保持密切的横向联系，保持MES系统和ERP系统以及自动化系统的纵向联系和以时间为要素的历史联系。

    MES的发展阶段

    1. MES发展的第一阶段

    从20世纪70年代后半期开始，出现了解决个别问题的单一功能的MES系统，如设备状态监控系统、质量管理系统、包括生产进度跟踪、生产统计等功能的生产管理系统。这些单一功能的MES系统为后期的、先进的MES系统打下基础。 但是，单一功能的MES系统存在两个问题：一个是横向系统之间没有联系，成为信息孤岛(island of information)，二是上下各个系统之间没有联系，MRP、MRPⅡ和DCS两层之间形成缝隙(missing ring or Link)。 

    2. MES发展的第二阶段

    80年代中期，为了解决上述两个问题，系统整合已经成为人们的共识。随着生产现场的信息系统的不断发展，生产进度跟踪信息系统、质量信息系统、绩效信息系统、设备信息系统逐步完善，并且具备了相互整合的条件。与此同时，原来的底层的过程控制系统和上层的生产计划系统也在飞快发展。 

    3. MES发展的第三阶段

    1990年，人们逐渐认识到需要一个可以将业务系统和控制系统集成在一起的中间层。AMR公司推荐制造业表示信息化的三层模型，MES与上层ERP等业务系统和底层DCS等生产设备控制系统一起构成企业的信息化系统，担负把业务计划的指令传达到生产现场和将生产现场的信息及时收集、处理和上传的ERP系统。这样，MES不单是面向生产现场的系统，而是作为上、下两个层次之间双方信息的传递系统，是连结现场层和经营层，改善生产经营的系统。MES也不是一个特定行业的概念，是应用于各种制造业的信息系统。这就是集成的MES系统，又称为Integrated MES(E-MES) 。主要包括由实时数据库支持的4个功能：工厂管理(资源管理、调度管理、维护管理)；工厂工艺设计(文档管理、标准管理、过程优化)；过程管理(回路监督控制、数据采集)；质量管理(SQC-统计质量管理、LIMS-实验室信息管理系统)。 

    4. MES的发展速度

    进入21世纪，MES有了飞快的发展，AMR最近的一项市场调查显示：2004年，全球MES市场经营收入为10.6亿美元，与2001年相比，增长超过50%；2004年，汽车行业的MES经营收入为5700万美元，与2001年的2300万相比，增长150%；食品、饮料与消费类产品市场为6100万美元，而2001年为3000万美元，增长100%；计算机、电子、半导体市场的增长率为39%，从2001年的2亿1百万美元，至2004年的2亿8千万美元；从MES供应商看，自动化公司（指提供MES产品的大型自动化公司）的销售量为2亿8百万美元，MES专业供应商的销售量为1亿4千万美元。在全球IT供应商百强排行榜中可以看到，很多全球著名的IT供应商都在研究和提供MES产品。

    5. 我国的MES现状

    我国的企业实施MES系统起步比较晚，但是发展很快，企业分布广泛，钢铁、石油、化工、半导体、汽车、烟草、电子、冶金都有相当数量的企业已经或正在实施MES系统。

    ISA S95 模型和MES标准

    1997年国际仪表学会(ISA)启动编制ISASP95制造业控制系统集成标准；2000年发布了SP95.01模型与术语标准；2001年发布了SP95.02对象模型属性标准；2002年发布了SP95.03制造信息活动模型(Activity Models)标准；2003年发布了SP95.04制造操作对象模型标准；2003年SP95.01被IEC/ISO接受为国际标准，SP95.01规定了生产过程涉及的资源信息、数据结构和表达信息关联的方法，SP95.02对第1部分定义的内容作了详细规定和解释，SP95.03提出了管理层与制造层间信息交换的协议和格式。MES系统的设计应该符合ISASP95制造业控制系统集成标准。MES在企业信息化中的地位如图1所示：
从图中可以看出，MES处于ERP和生产控制系统之间，MES实现生产管理，主要包括：优化排产、生产调度、物料跟踪、质量控制、产品规范、工艺控制、文档管理、设备监控、能源供应等。MES和ERP在生产，设备，质量，库存等有数据和信息的交换。MES与生产自动化系统（原料库、在制品库、成品库，生产车间、能源中心）的监控系统集成，进行数据和信息的交换，监控整个生产线的关键点和关键参数，完成整个生产过程的管理，提高生产管理的科学性。