在制造企業(yè)的信息化工作中，MES(Manufacturing Execution System，制造執(zhí)行系統(tǒng))是一個(gè)比較有尷尬的現(xiàn)象;如果被它折騰過(guò)幾次，估計(jì)企業(yè)信息化中的酸甜苦辣都能體嘗到。一方面，業(yè)內(nèi)能夠提供MES解決方案的廠商眾多(僅在中國(guó)，此類廠商不會(huì)少于300個(gè))；另一方面，企業(yè)實(shí)施MES的效果難以清晰地界定；解決方案廠商中，也沒(méi)看到哪家的日子過(guò)得有ERP之類的廠商滋潤(rùn)。就這樣，MES的行業(yè)生態(tài)，屬于供需兩頭都想要，又兩頭都抱怨很多的情形。筆者認(rèn)為，其根本原因，還在于對(duì)MES的定義和定位不清晰，或者說(shuō)難以清晰。

　　在ISA95的自動(dòng)化金字塔模型中，MES屬于Level 3，介于業(yè)務(wù)計(jì)劃和自動(dòng)化控制之間，即業(yè)務(wù)計(jì)劃的底層，以及自動(dòng)化控制的頂層，似乎充當(dāng)了計(jì)劃與操作之間的媒介，見如圖1中的Level 3。

　　圖1：ISA95制造自動(dòng)化金字塔

　　理論模型好畫，可落實(shí)到實(shí)踐層面就有了差異。因?yàn)閺S商的背景不同，所謂的商業(yè)化(COTS)MES軟件，要么偏向業(yè)務(wù)計(jì)劃和物流層的功能多一些，多了訂單拆分、工單調(diào)度、作業(yè)指導(dǎo)等功能，實(shí)際上是ERP等軟件的擴(kuò)展;要么是偏向自動(dòng)化層的功能多一些，多了工單管理、過(guò)程數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和分析等功能，實(shí)際上則是SCADA/HMI/DCS等軟件的增強(qiáng)。

　　在具體的實(shí)施項(xiàng)目中，不同的行業(yè)，不同的企業(yè)，不同的工廠，對(duì)MES的需求也不同。有的側(cè)重在設(shè)備運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)的采集和分析，有的側(cè)重在生產(chǎn)過(guò)程可視化，有的側(cè)重在過(guò)程質(zhì)量管理，有的側(cè)重在產(chǎn)品追溯，有的側(cè)重在生產(chǎn)線旁的物料配送和調(diào)度，有的側(cè)重在生產(chǎn)防錯(cuò)，有的側(cè)重在生產(chǎn)過(guò)程的監(jiān)控和安全，有的側(cè)重在能耗管理和優(yōu)化，……，可謂是有一千個(gè)MES項(xiàng)目，就有一千個(gè)“哈姆雷特”。

　　一方面，從計(jì)劃到執(zhí)行，從業(yè)務(wù)計(jì)劃的以月/周為單位，到生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)以毫秒為單位，不同的層次，其業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)的變化頻率是不同的，需要有平穩(wěn)的過(guò)度;另一方面，ERP是面向交易的IT系統(tǒng)，業(yè)務(wù)財(cái)務(wù)一體化是其靈魂，而這一設(shè)計(jì)也限制了其對(duì)實(shí)時(shí)、大數(shù)據(jù)的處理能力;而SCADA等自動(dòng)化控制系統(tǒng)則是面向機(jī)器的IT系統(tǒng)，指令、數(shù)據(jù)的序列化和實(shí)時(shí)性是其典型特征，不能有絲毫的等待時(shí)間來(lái)停留或思考。因此，從這些角度看，在制造企業(yè)中，MES或MOM(ManufacturingOperation Management，生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)管理)之類的解決方案還是必要的，但具體的實(shí)現(xiàn)方式有待重新審視。以筆者的經(jīng)驗(yàn)看，企業(yè)的工藝流程、自動(dòng)化程度、運(yùn)營(yíng)的短板和需求是多樣性的;具體到每一個(gè)項(xiàng)目，業(yè)務(wù)對(duì)IT系統(tǒng)的需求會(huì)不一樣，期望有一個(gè)類似ERP這樣，標(biāo)準(zhǔn)化程度高，大而全的MES系統(tǒng)是不現(xiàn)實(shí)，也是不恰當(dāng)，甚至是不明智的。正因?yàn)檫@個(gè)原因，MES也就不能成為所謂的“S(System，系統(tǒng))”，這也可能是國(guó)際MESA協(xié)會(huì)中很多專家希望用MOM(生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)管理)來(lái)取代MES。更為明確地說(shuō)，按筆者的看法，現(xiàn)在的MES的功能應(yīng)該做平臺(tái)，微服務(wù)化改造，改造成一個(gè)生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)管理架構(gòu)(MOMA，Manufacturing Operation Management Architecture)，基于此架構(gòu)的序列化微服務(wù)包(MSS，Micro Service Series)，以及針對(duì)不同行業(yè)的交付模型(DT，Delivery Template)，筆者暫且稱這種MES為“后MES”或“cMES”。這樣，通過(guò)底層邏輯的標(biāo)準(zhǔn)化和開放性，再通過(guò)業(yè)務(wù)模板化搭配或組合的方式，就可以實(shí)現(xiàn)不同企業(yè)的定制化需求。

　　對(duì)于制造業(yè)而言，多品種，小批量，個(gè)性化，乃至個(gè)體化生產(chǎn)已是必然。在這種趨勢(shì)下，ISA95的金字塔模型也要重新定義；因?yàn)椋谶@種框架下，生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)管理領(lǐng)域的IT應(yīng)用只能通過(guò)與ERP的集成來(lái)獲得與產(chǎn)品定義有關(guān)的數(shù)據(jù)，這顯然適應(yīng)不了個(gè)性化生產(chǎn)的需要。如果要能夠快速響應(yīng)市場(chǎng)和需求，生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)領(lǐng)域的IT應(yīng)用應(yīng)該與產(chǎn)品研發(fā)和工程、企業(yè)資源計(jì)劃、物流和供應(yīng)鏈等領(lǐng)域的IT應(yīng)用形成網(wǎng)狀架構(gòu)并直接交互數(shù)據(jù)，而工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的發(fā)展和成熟，使得這種網(wǎng)狀架構(gòu)成為可能。

　　圖2：基于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的制造IT架構(gòu)

　　作為制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的形式之一，服務(wù)型制造在航空、工程設(shè)備、汽車、家電等行業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展日益成熟，而服務(wù)型制造的推行，是建立在數(shù)字化新物種——“數(shù)字孿生(Digital Twins)”的基礎(chǔ)上的?！皵?shù)字孿生”是商品化產(chǎn)品或資產(chǎn)的數(shù)字映射，是服務(wù)型制造中的新型人機(jī)交互界面。沒(méi)有“數(shù)字孿生”的支持，服務(wù)型制造就不可能大范圍地有效推行。

　　“數(shù)字孿生”的誕生，正是車間工單下達(dá)的那一刻;因此，制造運(yùn)營(yíng)管理領(lǐng)域的IT應(yīng)用，或“后MES(cMES)”，是“數(shù)字孿生”的“助產(chǎn)士”。

　　圖3：“數(shù)字孿生”與制造運(yùn)營(yíng)管理

　　在沒(méi)有形成物理產(chǎn)品之前，PLM等IT系統(tǒng)中的“產(chǎn)品”還只是一種關(guān)系結(jié)構(gòu);只有投入了加工和裝配環(huán)節(jié)，產(chǎn)品才日益具象化。產(chǎn)品的關(guān)系結(jié)構(gòu)與物理產(chǎn)品之間是一對(duì)多，三生萬(wàn)的關(guān)系。這種從關(guān)系到實(shí)體的時(shí)刻，就如同“精子”和“卵子”之間的美妙結(jié)合。在企業(yè)中，這種結(jié)合，或者說(shuō)“受精卵”的誕生，是在車間現(xiàn)場(chǎng)，在工單下達(dá)的那一刻完成的，而這個(gè)“受精卵”的數(shù)字化展現(xiàn)就是物理產(chǎn)品的“數(shù)字孿生”?！皵?shù)字孿生”誕生之后，企業(yè)的后續(xù)運(yùn)營(yíng)都將圍繞它來(lái)進(jìn)行。具體到IT的實(shí)現(xiàn)，“數(shù)字孿生”的誕生是由制造運(yùn)營(yíng)領(lǐng)域的IT應(yīng)用(“后MES”)來(lái)完成的;換句話說(shuō)，“后MES必須具備“數(shù)字誕生”的催生和管理等功能，包括“數(shù)字孿生”的注冊(cè)(“生”)、制造過(guò)程數(shù)據(jù)向“數(shù)字孿生”的填充(“養(yǎng)”)，等等;而且，這些工作必須在絕對(duì)安全的前提下完成。

　　作為本文的小結(jié)，在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，MES的架構(gòu)必須重塑，重塑成一個(gè)基于制造運(yùn)營(yíng)管理架構(gòu)的微服務(wù)序列，微服務(wù)之間的組合關(guān)系則通過(guò)各種業(yè)務(wù)模板來(lái)定義；另外，它還應(yīng)具備“數(shù)字孿生”的“生”和“養(yǎng)”的功能，以支持制造企業(yè)服務(wù)型制造的轉(zhuǎn)型，筆者暫且稱這種MES為“后MES”或“cMES”。