1.制造执行系统MES概述
现代制造过程需要全面的信息技术为企业提供快速的信息渠道，使企业在生产中获得敏捷的反应能力。随着ERP等工具和管理理念在企业的逐步推广和深入，以及先进的数字化生产设备的引入，制造业企业的信息化意识在逐渐加强，但由于ERP主要提供计划效应，并不能有效地对作业现场进行控制和管理，计划得不到有力的执行；而底层的自动化设备、控制系统的产生的数据没法及时的采集并传送给管理层。这样就导致了在计划管理、设备控制之间出现断层。为了解决计划管理层与设备控制层之间数据传输与通信问题，制造执行系统MES(Manufacturing Execution System)就在这种背景下产生了。MES作为企业信息化建设的重要组成部分，它的产生和发展是与企业信息化的发展历程紧密相关的。
2. MES的提出与在企业信息化中的地位
1990年11月，美国的美国先进制造研究机构（Advanced Manufacturing Research, AMR）该机构将MES定义为：MES是位于上层计划管理系统与底层工业控制之间的、面向车间层的管理信息系统。它以当前视角向操作人员／管理人员提供生产过程的全部资源（人员，设备，材料，工具和客户要求）的数据和信息。
MES的目的是为了加强制造计划的执行能力，它位于企业应用软件的计划层和控制层之间的执行层，通过把ERP计划和车间作业现场设备控制连接起来，以解决上层生产计划管理与底层生产过程脱节的矛盾，提高企业信息流的连续性和实时性，从而达到提高企业敏捷性的目的，也为企业实现敏捷制造打下坚实的基础。MES在企业信息化架构中地位如图2所示。
3 MES的应用现状
今年来国外很重视MES的结构与技术研究，譬如半导体、汽车、电子行业，许多公司开发了相应的产品，但遗憾的是MES在流程工业还未得到足够的重视，尤其鉴于国内流程行业对CIMS思想的理解不够深入，对MES的研究尚处于起步阶段，可以说流程工业发展的关键就是MES。国内目前MES的发展也很迅速，当前大部分的研究和实施都集中在高校和科研院所，还没有像ERP系统那样发展成成熟的商用软件。MES是和车间生产过程相关的，不同行业的生产流程不同，势必造成系统解决方案的差异，因此很难像财务管理软件那样形成适用于大部分行业的通用软件；但是针对某一行业，如钢铁行业，企业间的MES应用具有很大的借鉴作用，经过适当调整，还是能够研发出适合本企业的高效率的生产管理信息系统。
国内外一些有实力的钢铁企业都采用了以MES为核心，基于ERP/MES/PCS三层架构的整体信息化方案。如国内钢老大宝钢的信息化解决方案中，MES主要包括以下八大部分：生产物流调度、一体化作业、库存管理与优化、设备诊断监视、产品质量检测、优化控制算法、冶金工艺模型、动态成本预测、数据采集分析。具有按订单组织生产流程、质量设计、生产管理、合同归并和合同计划、作业计划管理、生产实绩收集、仓库管理等主要功能。
4. MES的发展趋势
随着市场全球化趋势的加剧，车间生产环境越来越充满了不确定性，因此要求车间面对不可预测的外部变化和内部扰动能够及时地、高质量的、低成本地生产出满足客户要求地产品以适应敏捷制造地要求，因此MES的敏捷化、实时性、智能化和集成化已成为MES的重要发展方向。
1) 敏捷化：敏捷化是所有先进制造模式的核心，在生产中表现为对实际生产环境的应变能力。车间资源的合理配置、生产优化调度和控制是实现敏捷化生产管理与运行的核心，而合理、优化的决策模型和算法是实现上述目标的关键。
2) 实时性：MES需要将车间的实时物料加工状态、实时设备整体、实时库存状态准确地传递给上层计划系统；MES需要提供给客户实时和准确的订单状态信息，告诉客户订单的进程状况；MES还需要实时处理由于订单进程改变、设备故障等原因造成的作业计划调整。因此，如何保证处理车间问题的实时性是MES研究的一个重点方向。
3) 智能化：MES中存在大量的决策（如划分订单优先级、质量设计、作业调度、资源分配、在制品控制等），车间生产过程实质上是完成一系列决策的过程。利用专家系统进行智能化制造MES可以确保生产过程的适应性、自组织性与鲁棒性。
4) 集成性：PCS、MES及ERP之间完全集成对现代企业的商业运作来说是至关重要的。企业信息管理系统的整体集成可以帮助企业实现一流的运营效率。如何解决MES系统内部各应用系统的以及MES与企业其它信息管理系统的集成是本文的研究重点之一。
5. MES的应用意义
冶金行业的生产信息随着产品的日益多样化而呈现出小批量、订单多且多参数、变化快等特点，传统依靠人工、手工操作的管理方法已远远达不到企业对质量信息、生产信息和交货承诺的需求，管理方式的落后严重阻碍了企业在新形势下的发展。因此，在知识经济的背景下，只有依靠先进的生产管理系统MES，才能是企业的管理水平与时俱进。基于此，本文的研究意义表现在理论和实际意义两方面。
(1)理论意义：
1) 构筑了一个先进的系统及运行管理体系：以客户为中心的订单生产体制；
2) 以全面质量管理为基础，实现了数字化的在线的过程质量控制和管理体系；
3) 创立了“三精”模式：精益化管理、精细化生产、精确化操作的生产管制体系；
4) 实现了从订货到发货全线贯通的“透明工厂”的生产制造信息集成。
(2)实际意义：
本产品的应用，为企业的生产经营活动、科学分析和决策提供了准确可靠的质量信息流，改善了该生产线制造过程质量管理能力不足的问题，提高了领导者的信息化管理水平，减轻了车间工人的劳动强度并提高了工作效率，并将产品合格率提高了3%左右，相信对于提高企业的核心竞争力具有战略意义。
MES国内厂家很多，有宝信、北京红河谷主营冶金行业MES，清华紫光以离散业为主，北京同达合创以航空航天和煤矿MES为主，总之不同行业有不同的厂商。
