報告綜述：

MES（Manufacturing Execution System）即制造企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程執行系統，主要功能包括生產(chǎn)運營(yíng)管理、產(chǎn) 品質(zhì)量管理、生產(chǎn)實(shí)時(shí)管控、生產(chǎn)動(dòng)態(tài)調度等，對生產(chǎn)現場(chǎng)的“人、機、料、法、環(huán)、測”均實(shí)現了有效管理， 緊扣質(zhì)量管理理論中的六要素。上接 ERP、PLM 等系統，下接物理生產(chǎn)設備。

制造業(yè)升級，MES 有望迎來(lái)持續快速發(fā)展：

1. 從市場(chǎng)規?？?，我國 MES 行業(yè)的發(fā)展仍處于較初期的階段。這 主要是因為 MES 是智能制造核心系統之一，而我國智能制造的發(fā)展距離發(fā)達國家仍有較大差距；

2. 在制造業(yè) 升級的大背景下，國內 MES 有望迎來(lái)持續快速發(fā)展：（1）成本提升、技術(shù)進(jìn)步需求使得制造業(yè)面臨的競爭力升 級挑戰在不斷增大；（2）2020 年以來(lái)，發(fā)改委、工信部出臺多項政策促進(jìn)智能制造發(fā)展，典型如近期的《工業(yè) 互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng )新發(fā)展行動(dòng)計劃（2021-2023 年）》，規劃到 2023 年，在 10 個(gè)重點(diǎn)行業(yè)打造 30 個(gè) 5G 全連接工廠(chǎng)， 重點(diǎn)企業(yè)生產(chǎn)效率提高 20%以上，新模式應用普及率達到 30%；（3）2020 年的疫情使得中國制造業(yè)景氣度和供應鏈優(yōu)勢凸顯。隨疫情影響逐步消退，以家電、3C、通用與專(zhuān)用設備、汽車(chē)整車(chē)等為代表的部分制造行業(yè)的資本開(kāi)支回暖明顯，較高景氣度支撐下制造業(yè)自發(fā)性投資升級具有明顯的可持續性；（4）作為智能制造關(guān)鍵系 統之一的 MES，有望迎來(lái)持續快速發(fā)展，尤其在家電、3C 電子、機械設備、汽車(chē)等行業(yè)領(lǐng)域或更明顯。 l MES 的關(guān)鍵是構建各類(lèi)待產(chǎn)品完整的生產(chǎn)流程，在信息化角度，就需要對生產(chǎn)流程建模。建模過(guò)程中，三大難 點(diǎn)需逐個(gè)攻克：工藝建模、工廠(chǎng)建模、數據采集與解析。此外，MES 產(chǎn)品較高程度的模塊化有利于實(shí)施與配置效率的提升，從而獲得邊際效應，這均涉及對行業(yè) Know-how 的應用。

MES 特點(diǎn)總結：1. MES 的難點(diǎn)更多是在行業(yè) Know-How，這就包括對不同行業(yè)生產(chǎn)工藝、工廠(chǎng)崗位設定、生 產(chǎn)設備數據以及生產(chǎn)管理體系等多方面的深入理解，這也使得 MES 廠(chǎng)商跨行業(yè)發(fā)展的難度大大提升；2. 由于 工藝建模、工廠(chǎng)建模是企業(yè)層級的差異，這使得同一行業(yè)內不同企業(yè)的 MES 也存在較大差異。此外，由于 MES 需要與上層的 ERP、底層的硬件設備等進(jìn)行對接，因此，針對每個(gè)客戶(hù)，MES 廠(chǎng)商需要做不同環(huán)境下的配置與 實(shí)施；3. MES 廠(chǎng)商針對性解決方案的構建能力、現場(chǎng)配置與實(shí)施能力均是客戶(hù)產(chǎn)品選型時(shí)的重要參考；4. 盡 管需要較多實(shí)施與配置工作，MES 產(chǎn)品仍然可以做到較大程度的模塊化，隨著(zhù)不同上下游環(huán)境項目實(shí)施的不斷 累積同樣會(huì )表現出較好的邊際效應，尤其是離散型制造行業(yè)的 MES 系統。

國內 MES 行業(yè)有望迎來(lái)持續快速發(fā)展

MES（Manufacturing Execution System）即制造企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程執行系統， 是實(shí)現智能制造的核心系統之一。MES上接ERP、PLM、CAPP等系統，下接各類(lèi)物 理生產(chǎn)設備，主要負責生產(chǎn)管理和調度執行。 MES提供了一個(gè)能夠集成諸如訂單執行與跟蹤、質(zhì)量控制、生產(chǎn)調度、物料投 入產(chǎn)出管理等功能的統一系統平臺，實(shí)現ERP系統無(wú)法實(shí)現的實(shí)時(shí)生產(chǎn)管理報表功 能。相較于ERP，MES獲取生產(chǎn)數據的實(shí)時(shí)性高，對底層生產(chǎn)的數據把握細；而ERP 是一個(gè)功能更廣，但對車(chē)間生產(chǎn)執行層了解不細致的系統。

大約在2000年前后ERP系統開(kāi)始進(jìn)入國內市場(chǎng)，至今已20余年。國內大部分制 造業(yè)企業(yè)已完成了ERP等相關(guān)系統的建設，在企業(yè)層（如下圖所示）的信息化水平 與發(fā)達國家制造業(yè)企業(yè)差距不大。

而在2008年以來(lái)，主要發(fā)達國家相繼推動(dòng)“再工業(yè)化”進(jìn)程，智能制造水平迅速提 升。為在全球市場(chǎng)保持較強競爭力，以美的、格力為代表的我國頭部制造業(yè)企業(yè)先 后在2013年前后開(kāi)始將信息化建設下沉，促進(jìn)IT（信息技術(shù)）與OT（運營(yíng)技術(shù)）的 深度融合，這就需要引入MES系統。各細分行業(yè)推進(jìn)MES建設的時(shí)間各有不同，但 MES在各行業(yè)的滲透路徑較為類(lèi)似，即整體呈現從終端廠(chǎng)商往上游擴散的現象，這 或主要是因為當前企業(yè)間的競爭已經(jīng)演化為產(chǎn)業(yè)鏈之間的競爭，木桶效應使終端廠(chǎng) 商對其產(chǎn)業(yè)鏈智能化水平有較高的要求。

整體上，產(chǎn)業(yè)鏈整體正從ERP為代表的企業(yè)運營(yíng)軟件服務(wù)下沉至車(chē)間級別的 MES為代表的制造環(huán)節信息化階段，企業(yè)應用和設備工藝制造流程之間正進(jìn)入承上 啟下填補空白的新時(shí)期。

整體上，當前我國MES的滲透率偏低，市場(chǎng)規模較小。根據e-works數據，2019 年，國內MES市場(chǎng)規模約40億元，同比增長(cháng)約20%。而對全球MES市場(chǎng)規模及增速， 不同機構的數據有所差異，但基本在百億級美元。例如，MarketsandMarkets預測全 球MES市場(chǎng)規模將由2020年的119億美元增長(cháng)至2025年的149億美元，5年CAGR約 4.5%；而Zion Market Research的數據顯示，全球MES市場(chǎng)規模將由2017年的92.8 億美元增長(cháng)至2024年的217億美元，7年CAGR約12.9%。

 

 

展望未來(lái)，我們判斷，在我國制造業(yè)整體升級的大背景下，國內MES有望迎來(lái)持續快速發(fā)展。這主要是因為：

(1) 成本提升、技術(shù)進(jìn)步需求使得制造業(yè)面臨的競爭力升級挑戰在不斷增大；

(2) 2020年以來(lái)，發(fā)改委、工信部出臺多項政策促進(jìn)智能制造發(fā)展，典型如近 期的《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng )新發(fā)展行動(dòng)計劃（2021-2023年）》，規劃到2023年， 在10個(gè)重點(diǎn)行業(yè)打造30個(gè)5G全連接工廠(chǎng)，重點(diǎn)企業(yè)生產(chǎn)效率提高20%以 上，新模式應用普及率達到30%；

(3) 2020 年的疫情使得中國制造業(yè)景氣度和供應鏈優(yōu)勢凸顯。隨疫情影響逐步消退，以家電、3C、通用與專(zhuān)用設備、汽車(chē)整車(chē)等為代表的部分制造行業(yè)的資本開(kāi)支回暖明顯，較高景氣度支撐下制造業(yè)自發(fā)性投資升級具有明顯的可持續性；

(4) 作為智能制造關(guān)鍵系統之一的MES，有望迎來(lái)持續快速發(fā)展的機會(huì )，尤其在家電、3C電子、機械設備、汽車(chē)等行業(yè)領(lǐng)域或更明顯。

（一）迎接競爭力挑戰，智能制造升級勢在必行

全球化競爭不可避免，制造強國率前開(kāi)啟制造升級，我國企業(yè)競爭壓力增大。 在2008年金融危機以來(lái)，美國率先啟動(dòng)了“再工業(yè)化”戰略，意圖吸引高端制造業(yè)回流，促進(jìn)制造業(yè)增長(cháng)，讓美國回歸實(shí)體經(jīng)濟。此后，更推出一系列的智能制造相關(guān)政策方案，提升美國制造業(yè)在全球的競爭力。幾乎同時(shí)期，制造業(yè)強國德國、日本也接 連推出智能制造促進(jìn)政策，增強其制造業(yè)競爭力。

在面臨較激烈全球化競爭的同時(shí)，我國制造業(yè)就業(yè)人數絕對值與在全部就業(yè)人 員中的占比在2013年達到峰值后逐年下滑，這或是制造業(yè)企業(yè)員工薪酬增幅較大的 主要原因之一。

我們對比了制造業(yè)典型4大行業(yè)（家電、汽車(chē)、電子、機械）過(guò)去8年每年員工 總薪酬、總收入以及扣非歸母凈利潤的的累計漲幅（總薪酬計算公式：當年員工總 薪酬=年末應付職工薪酬+支付給職工以及為職工支付的現金-年初應付職工薪酬）， 如下圖所示。

以2011年為基底，4大行業(yè)員工總薪酬的增幅均高于其總收入的累計增幅。除家電行業(yè)外，4大行業(yè)員工總薪酬的增幅也高于其扣非歸母凈利潤的增幅。我們判斷， 相對其他三個(gè)行業(yè)，家電行業(yè)在智能制造投入時(shí)間較長(cháng)、投入力度更大是其扣非歸母凈利潤的漲幅比員工總薪酬更高的主要原因之一。

綜上所述，全球化競爭愈加嚴峻，而我國制造企業(yè)競爭壓力較大，且人工成本 壓力同樣較大。財務(wù)指標上已有所體現，如下圖所示。從凈利潤率看，典型制造業(yè) 中，除家電行業(yè)外，近八年來(lái)，汽車(chē)行業(yè)、電子行業(yè)、機械行業(yè)整體凈利潤率呈下滑 趨勢。而從ROE角度看，汽車(chē)行業(yè)、機械行業(yè)呈明顯下滑趨勢，從杜邦分析角度看， 凈利潤率下滑是ROE下滑的主要原因。家電行業(yè)與電子行業(yè)的ROE基本保持穩定， 但不同的是，家電行業(yè)凈利潤率呈上升趨勢而權益乘數呈下降趨勢，電子行業(yè)恰好 相反。

因此，成本提升、技術(shù)進(jìn)步需求使得制造業(yè)面臨的競爭力升級挑戰在不斷增大， 智能制造升級勢在必行。

（二）我國出臺多項政策促進(jìn)智能制造發(fā)展

實(shí)際早在2015年，國務(wù)院就發(fā)布了《中國制造2025》計劃，為我國制造業(yè)智能 化升級制定了未來(lái)近35年的發(fā)展規劃總綱。而2020年以來(lái)，發(fā)改委、工信部等部門(mén) 更是陸續出臺多項政策，推動(dòng)我國制造業(yè)智能化升級。

典型如近期的《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng )新發(fā)展行動(dòng)計劃（2021-2023年）》，規劃到2023 年，在10個(gè)重點(diǎn)行業(yè)打造30個(gè)5G全連接工廠(chǎng)，重點(diǎn)企業(yè)生產(chǎn)效率提高20%以上，新 模式應用普及率達到30%。

（三）較高景氣度支撐，自發(fā)性投資升級具備明顯持續性

政策的推動(dòng)是一方面，制造企業(yè)盈利支撐下的智能化升級更具持續性，才是智能制造相關(guān)行業(yè)長(cháng)期繁榮的保證。

如下圖所示，在上一個(gè)工業(yè)企業(yè)利潤增長(cháng)周期（16年至18年），制造業(yè)固定資 產(chǎn)投資完成額累計同比增速由下滑趨勢逐步企穩，而高技術(shù)制造業(yè)固定資產(chǎn)投資完 成額累計同比增速迅速反彈。典型的智能制造類(lèi)產(chǎn)品減速機、工業(yè)機器人的產(chǎn)量較 前幾年有明顯提升。 2020年以來(lái)，隨著(zhù)疫情的影響逐步消退，工業(yè)企業(yè)利潤、固定資產(chǎn)投資完成額 也迅速回升。減速機、工業(yè)機器人等智能制造設備的產(chǎn)量較2019年增長(cháng)明顯，跨上 新臺階。

 

 

具體到制造業(yè)細分行業(yè)，如下圖所示，隨疫情影響逐步消退，智能制造相關(guān)投資迅速回升的典型行業(yè)包括消費品中的家電、3C等，而中游制造業(yè)中的通用與專(zhuān)用設備等領(lǐng)域也呈現較明顯的回暖趨勢。此外，汽車(chē)整車(chē)的資本開(kāi)支20Q3增速為4%， 環(huán)比Q2已經(jīng)出現了較大改善。

家電、3C等領(lǐng)域智能制造等固定資產(chǎn)投資強勁復蘇背后原因在于其盈利正從底 部迅速回暖。正如前文所述，盈利支撐下制造企業(yè)自發(fā)性投資比單純政策推動(dòng)下的投資更具持久性，也更能反映出智能制造升級的必要性與緊迫性已被大多數制造企業(yè)所認識。

綜上所述，我們看好此輪以盈利為基礎的制造企業(yè)自發(fā)性投資復蘇。作為智能制造關(guān)鍵系統之一的MES，有望迎來(lái)持續快速發(fā)展的機會(huì )，尤其在家電、3C電子、 機械設備、汽車(chē)等行業(yè)領(lǐng)域或更明顯。

從頭開(kāi)始認識 MES

在ISA-95的行業(yè)標準制定以前，各個(gè)MES廠(chǎng)商對MES的定義千差萬(wàn)別，具體包 含的功能各有不同。鑒于MES這個(gè)術(shù)語(yǔ)此前的定義亂象，因此MOM（Manufacturing Operations Management）概念在ISA-95中被首次提出，包括文檔管理、配置，模 型、企業(yè)制造智能，報表、計劃調度、工單等子系統，整體是一個(gè)完整的平臺層（如 下圖）?，F實(shí)中大部分公司因為歷史原因，其產(chǎn)品名一直被叫做MES，即使功能已 接近或與MOM的定義完全一致。因此，本報告并不將MES與MOM進(jìn)行嚴格區分。

（一）MES 的主要功能

MES主要能夠幫助制造企業(yè)解決如何生產(chǎn)的問(wèn)題，例如，幫助企業(yè)提高設備利用率、降低交貨周期、實(shí)現質(zhì)量保障與追溯等目標。具體而言，如下圖所示，MES 的主要功能包括生產(chǎn)運營(yíng)管理、產(chǎn)品質(zhì)量管理、生產(chǎn)實(shí)時(shí)管控、生產(chǎn)動(dòng)態(tài)調度等，對 生產(chǎn)現場(chǎng)的“人、機、料、法、環(huán)、測”均實(shí)現了有效管理，緊扣質(zhì)量管理理論中的六要素。

①人：包括一線(xiàn)生產(chǎn)工人、中低層管理人員等，實(shí)現生產(chǎn)排班、工時(shí)管理、個(gè)人信息維護等功能；

②機：即生產(chǎn)設備，實(shí)現設備保養、設備數據采集、模具管理等功 能；

③料：實(shí)現對生產(chǎn)過(guò)程中的物料（包括原材料、半成品等）的管理，主要涉及生產(chǎn)車(chē)間物料管理、倉庫物料管理等功能；

④法：主要包括生產(chǎn)工藝、操作規程等；

⑤ 環(huán)：即針對生產(chǎn)環(huán)境的溫度、濕度、衛生情況等方面的管理；

⑥測：對產(chǎn)品測試標準、測試方法進(jìn)行管理，以實(shí)現質(zhì)量改進(jìn)、缺陷追蹤等目的。

從功能上看，ERP和MES中確實(shí)是有重復的功能模塊，比如設備管理、計劃管 理等。但在ERP和MES中的角色可能不一樣，比如在MES中，維修人員關(guān)注設備管 理模塊是為了及時(shí)得知設備是否有故障、統計設備故障類(lèi)型等。而在ERP中，高層 管理人員關(guān)注設備管理模塊是為了得知設備故障是否影響了生產(chǎn)等。數據的顆粒度， MES更細、更實(shí)時(shí)，而ERP更粗、更滯后。

根據MESA（Manufacturing Enterprise Solutions Association，全球智能制造與 MES/MOM的非盈利組織）的數據，整體上，企業(yè)在實(shí)施MES后將獲得較大收益。例 如，縮短生產(chǎn)周期達到平均45%、縮短訂單交貨時(shí)間達到平均27%、減少產(chǎn)品缺陷 達到平均18%。

（二）MES 應用的幾類(lèi)行業(yè)

根據生產(chǎn)方式的不同，制造企業(yè)又分為三類(lèi)：

一是離散型制造企業(yè)，主要特征為生產(chǎn)過(guò)程中基本沒(méi)有發(fā)生物質(zhì)改變，只是物料的形狀和組合發(fā)生改變，典型包括汽車(chē)制造、機械制造等；

二是流程型制造企業(yè)，即生產(chǎn)過(guò)程中被加工對象不間斷地通過(guò)各類(lèi)生產(chǎn)設備， 經(jīng)過(guò)混合、分里、粉碎、加熱等物理或化學(xué)方法使原材料進(jìn)行增值，得到最終產(chǎn)品， 典型包括石油化工、化工、鋼鐵制造等；

三是混合型制造企業(yè)，如果流程型制造企業(yè)的最終輸出產(chǎn)物不是通過(guò)管道直接運輸走，一般就需要包裝等環(huán)節，且包裝環(huán)節價(jià)值在產(chǎn)品中價(jià)值占比較高，即為混合型制造企業(yè)。前期生產(chǎn)是流程、后期包裝是離散、例如制藥、造紙等。

如前文所述，MES主要幫助制造企業(yè)解決如何生產(chǎn)的問(wèn)題，而在產(chǎn)品品質(zhì)和批 量、產(chǎn)品結構和生產(chǎn)模型要求、生產(chǎn)計劃管理、設備管理等方面，離散型制造企業(yè)與 流程型制造企業(yè)差距較大，因此，應用于不同行業(yè)的MES系統的復雜度差距較大， 離散型制造企業(yè)的MES復雜度更高。例如，離散型制造企業(yè)MES需要對各個(gè)工臺/車(chē) 間的半產(chǎn)成品進(jìn)行管理，并還要注意在保證生產(chǎn)所需的前提下如何減少積壓，而流 程型制造企業(yè)MES基本無(wú)半產(chǎn)成品庫存管理概念。

產(chǎn)品價(jià)格也能反映出離散型制造企業(yè)MES的復雜度。根據中國招標網(wǎng)數據，國 內廠(chǎng)商應用于離散行業(yè)一套完整的MES系統大約為100萬(wàn)元至300萬(wàn)元左右。而根據 中控技術(shù)（流程型制造企業(yè)MES廠(chǎng)商）數據，其MES系統的售價(jià)平均大約在60萬(wàn)元 左右。

 

 

（三）MES 的難點(diǎn)在哪里

由前文所述， MES主要能夠幫助制造企業(yè)解決如何生產(chǎn)的問(wèn)題，例如，幫助企 業(yè)提高設備利用率、降低交貨周期、實(shí)現質(zhì)量保障與追溯等目標。因此，MES的關(guān) 鍵是構建各類(lèi)待產(chǎn)品完整的生產(chǎn)流程，在信息化角度，就需要對生產(chǎn)流程建模。 一次完整從訂單到生產(chǎn)、最后到交付流程如下圖所示。在這個(gè)流程中，ERP系 統主要解決兩個(gè)問(wèn)題：①在訂單到來(lái)時(shí)，ERP系統通過(guò)MRP（Material Requirement Planning）計算原材料如何滿(mǎn)足訂單需求，解決的問(wèn)題包括需要什么、現有什么、什 么時(shí)候采購（涉及主生產(chǎn)計劃、物料清單及庫存記錄）；②在訂單完成后，ERP系統 再通過(guò)成本核算計算本次生產(chǎn)是否盈利。 而MES系統主要負責從原材料到產(chǎn)成品的全過(guò)程，包括生產(chǎn)調度、工單協(xié)調與 執行、現場(chǎng)生產(chǎn)控制與監控、設備管理、質(zhì)量監控等過(guò)程。

為實(shí)現生產(chǎn)流程的建模， 三大難點(diǎn)需逐個(gè)攻克：工藝建模、工廠(chǎng)建模、數據采集與解析。這三大難點(diǎn)均涉及 對行業(yè)Know-how的應用。 此外，由于涉及大量的實(shí)施與配置工作，把MES產(chǎn)品做到較大程度的模塊化， 能夠在較大程度上提升實(shí)施配置效率，獲得較好邊際效應，而這同樣涉及對行業(yè) Know-how的應用。

1. 工藝建模

不同行業(yè)、不同工廠(chǎng)產(chǎn)品生產(chǎn)流程不一致的原因主要在于車(chē)間的生產(chǎn)過(guò)程環(huán)節， 這些環(huán)節與工藝有關(guān)。例如，一個(gè)常見(jiàn)的小金屬玩具就可能有切料、沖壓、機加工、 焊接、去毛刺、噴漆、質(zhì)檢等工序環(huán)節，而每個(gè)環(huán)節都要考慮物料供應、與下一道工 序的銜接、加工設備換型等因素。

一般而言，制造企業(yè)的核心競爭力之一即為其生產(chǎn)工藝，生產(chǎn)工藝在較大程度 上決定了產(chǎn)品的質(zhì)量與價(jià)格。因此，由不同廠(chǎng)商生產(chǎn)的同一種產(chǎn)品因生產(chǎn)工藝不同， 其工藝建模也會(huì )大相徑庭。

整體上，制造行業(yè)中一套工藝流程涉及的工藝種類(lèi)較多，而細分種類(lèi)更多。例 如，根據《機械行業(yè)標準：機械制造工藝方法分類(lèi)與代碼》，機械制造工藝共有9大 類(lèi)，共710細分種類(lèi)。不同細分工藝的組合就構成的不同企業(yè)的制造工藝流程。

因此，標準化的、同時(shí)適用于多個(gè)企業(yè)的MES系統基本不存在，需要MES廠(chǎng)商 為每個(gè)企業(yè)量身定制符合其自身工藝流程的MES系統，這對MES廠(chǎng)商的工藝流程理 解能力提出了較高要求，同時(shí)也延長(cháng)了MES的實(shí)施周期。

2. 工廠(chǎng)建模

工藝建模僅是建立從原材料到產(chǎn)成品的變化路徑，而推動(dòng)原材料質(zhì)變或形變需 要企業(yè)人員的干預，即使在自動(dòng)化、智能化程度較高的階段。例如，緊急加工一批短 缺產(chǎn)品時(shí)，需要對當前生產(chǎn)任務(wù)進(jìn)行中斷，這就需要各級生產(chǎn)管理人員的審批。

因此，工廠(chǎng)建模就必不可少。簡(jiǎn)單理解，工廠(chǎng)建模即對工廠(chǎng)管理中的生產(chǎn)組織方式（例如車(chē)間各級人員架構、管理與從屬關(guān)系、不同崗位工作職責）、生產(chǎn)流程進(jìn)行建模，其中需要考慮的是企業(yè)本身自動(dòng)化和信息化水平、員工技能等多個(gè)因素。

即使工藝完全一樣，生產(chǎn)類(lèi)似產(chǎn)品的制造企業(yè)的生產(chǎn)流程建模也不會(huì )完全一樣， 因為各企業(yè)生產(chǎn)組織方式、自動(dòng)化和信息化水平等方面可能都不一樣。這就使得MES 廠(chǎng)商在實(shí)施過(guò)程中需要反復向企業(yè)確認其生產(chǎn)流程、不同崗位人員職責等個(gè)性化特 點(diǎn)，并且，項目實(shí)施周期也將隨之延長(cháng)。

3. 數據采集與解析

對生產(chǎn)設備進(jìn)行實(shí)時(shí)控制與調整、故障預警及維修是生產(chǎn)過(guò)程建模另一關(guān)鍵步 驟，這就涉及生產(chǎn)設備運行數據的采集與解析。

MES的數據采集功能模塊其實(shí)是一個(gè)包含多種工業(yè)協(xié)議接口的協(xié)議解析器，能 夠把具有不同協(xié)議類(lèi)型的設備數據對接到MES的數據庫中。而解析數據不僅要能夠 解析工業(yè)協(xié)議，還需要知道解析后的數據每個(gè)數據點(diǎn)位所代表的含義。

自動(dòng)化的數據采集與解析是MES關(guān)鍵的一環(huán)。如果MES涉及大量手工輸入數據 且員工不需要對輸入負責（特別是大多數一線(xiàn)人員的工資與生產(chǎn)的合格產(chǎn)品數量相 關(guān)，輸入數據的準確與及時(shí)并非其核心KPI），則MES實(shí)際發(fā)揮的作用將非常有限。

實(shí)現自動(dòng)化的數據采集與解析需要MES廠(chǎng)商對各類(lèi)硬件設備所支持的通訊協(xié)議 （數據采集）以及設備輸出數據的含義（數據解析）有較深入的了解，而這需要對各 類(lèi)通訊協(xié)議以及行業(yè)Know-How有持續的研究。

現實(shí)中，不少硬件設備廠(chǎng)商為鞏固其競爭地位或迫使客戶(hù)采購其自產(chǎn)的MES， 不會(huì )對外開(kāi)放其數據接口或通過(guò)收費的方式開(kāi)放部分數據接口，使得第三方MES廠(chǎng) 商無(wú)法直接獲取數據，而采用諸如機器視覺(jué)等方法間接獲取數據，這無(wú)疑將增加第 三方MES廠(chǎng)商的工作量且在項目效果上打折。

4. 以模塊化提升項目實(shí)施效率

如前文所述，MES系統需要較多實(shí)施與配置工作。盡管如此，MES產(chǎn)品仍然可以做到較大程度的模塊化，MES廠(chǎng)商在積累多個(gè)客戶(hù)實(shí)施案例后也能實(shí)現較好的邊 際效應。如下圖所示，從多個(gè)MES項目中抽離出行業(yè)層級、工藝層級或工廠(chǎng)層級的 模塊，然后在新項目中實(shí)現快速組裝，以此提升實(shí)施效率，獲得邊際效應。

是否能從多個(gè)項目中抽離出合適的、可復用的模塊一方面與是否實(shí)施過(guò)的足夠數量的項目有關(guān)，更重要的是和行業(yè)Know-How是否豐富有關(guān)。

5. 行業(yè)Know-How

因此，行業(yè)Know-How在MES的搭建過(guò)程中至關(guān)重要。追根刨底，MES是一套 管理系統。真正優(yōu)秀的MES廠(chǎng)商會(huì )利用其積累的行業(yè)Know-How幫助客戶(hù)升級生產(chǎn) 管理體系，使其工藝與生產(chǎn)過(guò)程更加匹配，從而降低摩擦實(shí)現更高的生產(chǎn)效率，這 實(shí)際也是全球頭部廠(chǎng)商與腰部廠(chǎng)商產(chǎn)品的重要差別之一。

在缺乏行業(yè)Know-How時(shí)，即使完成了工藝建模、工廠(chǎng)建模、數據采集與解析， 客戶(hù)也很可能并不認可最終搭建完成的MES。

例如，模具管理系統在很多大公司用得較好，但在生產(chǎn)場(chǎng)景簡(jiǎn)單的小公司性?xún)r(jià) 比或并不太高。這主要是因為在模具借用、使用、歸還、管理等幾個(gè)環(huán)節中，對生產(chǎn)場(chǎng)景簡(jiǎn)單的小公司來(lái)說(shuō)，真正耗時(shí)的是使用過(guò)程中的更換模具，這可能需要花費半 小時(shí)以上甚至半天。而模具管理系統能夠節省出來(lái)的10分鐘對這些小企業(yè)來(lái)說(shuō)是相 對不重要的，客戶(hù)也很難認可其價(jià)值。

綜上所述：

首先，MES的難點(diǎn)更多是在行業(yè)Know-How，這就包括對不同行業(yè)生產(chǎn)工藝、 工廠(chǎng)崗位設定、生產(chǎn)設備數據以及生產(chǎn)管理體系等多方面的深入理解，這也使得 MES廠(chǎng)商跨行業(yè)發(fā)展的難度大大提升；

其次，由于工藝建模、工廠(chǎng)建模是企業(yè)層級的差異，這使得同一行業(yè)內不同企業(yè)的MES也存在較大差異。此外，由于MES需要與上層的ERP、底層的硬件設備等進(jìn)行對接，因此，針對每個(gè)客戶(hù)，MES廠(chǎng)商需要做不同環(huán)境下的配置與實(shí)施；

MES廠(chǎng)商針對性解決方案的構建能力、現場(chǎng)配置與實(shí)施能力均是客戶(hù)產(chǎn)品選型時(shí)的重要參考；

最后，盡管需要較多實(shí)施與配置工作，MES產(chǎn)品仍然可以做到較大程度的模塊化，隨著(zhù)不同上下游環(huán)境項目實(shí)施的不斷累積同樣會(huì )表現出較好的邊際效應，尤其是離散型制造行業(yè)的MES系統。

（四）主要 MES 廠(chǎng)商

根據e-works數據，國內MES市場(chǎng)集中度較低，2018年CR10約為26%，MES供應商超過(guò)150家。

如下圖所示， MES位于智能工廠(chǎng)體系架構中間位置，主要負責生產(chǎn)管理和調度執行。從MES供應商的初始業(yè)務(wù)角度看，MES廠(chǎng)商可分為5類(lèi)：

(1) 初始為計劃層軟件（ERP、PLM等）供應商，后通過(guò)收購或自研等方式逐步由上至下拓展至MES，典型如SAP、Oracle以及國內的鼎捷軟件；

(2) 成立之初即為MES廠(chǎng)商，專(zhuān)注于部分細分行業(yè)，例如專(zhuān)注于食品飲料、消費包裝等行業(yè)的Mountain System（后被GE Fanuc收購）；專(zhuān)注于食品行 業(yè)的Compex IT plant solution（后被西門(mén)子收購）；

(3) 初始為行業(yè)頭部廠(chǎng)商產(chǎn)品的實(shí)施服務(wù)商。在實(shí)施的過(guò)程中，隨著(zhù)經(jīng)驗及技術(shù)的積累，這些廠(chǎng)商通常會(huì )從較邊緣的功能模塊開(kāi)始，嘗試自主開(kāi)發(fā)，甚 至最終推出自主全套MES產(chǎn)品。典型公司包括賽意信息、漢得信息等。

(4) 初始業(yè)務(wù)主要為硬件設備數據采集與展示，后逐步向MES拓展，典型即為 Wonderware（后并入施耐德），其成立之初的核心產(chǎn)品為InTouch，一款 HMI軟件；

(5) 由硬件設備廠(chǎng)商發(fā)展而來(lái)，典型如西門(mén)子、施耐德等，這類(lèi)廠(chǎng)商一般有較 長(cháng)的發(fā)展歷史，且硬件基因較重，往往傾向于通過(guò)并購補強其MES能力。

整體看，上述各類(lèi)MES廠(chǎng)商各有優(yōu)勢。例如，由ERP發(fā)展而來(lái)的MES廠(chǎng)商擁有 更好打通計劃層與執行層的能力；由實(shí)施商轉型的MES廠(chǎng)商對部分行業(yè)的理解較深 有更好服務(wù)特定客戶(hù)的能力；而由生產(chǎn)硬件設備拓展至MES領(lǐng)域的廠(chǎng)商在數據采集與分析以及軟硬一體化銷(xiāo)售方面優(yōu)勢較大。

從MES產(chǎn)品收入體量來(lái)看，全球范圍內，MES行業(yè)頭部公司包括西門(mén)子、霍尼韋爾、AVEVA等，而國內相關(guān)公司體量仍偏小，整體競爭壓力較大。

從下游行業(yè)角度看，國外公司中，西門(mén)子覆蓋行業(yè)較廣泛，既包括離散制造行業(yè)例如汽車(chē)、機械工具、電子&半導體等，又包括流程及混合制造行業(yè)，例如醫藥化學(xué)、食品飲料等，而霍尼韋爾主要專(zhuān)注于流程制造行業(yè)，尤其是油氣行業(yè)。國內公司中，中控技術(shù)MES產(chǎn)品主要應用于煉油、石化、化工等流程制造行業(yè)，而鼎捷軟件 MES產(chǎn)品則以汽車(chē)零部件、汽車(chē)電子等離散制造行業(yè)為主。

（五）行業(yè)發(fā)展趨勢

如下圖所示，數字化、網(wǎng)絡(luò )化、智能化是工業(yè)制造發(fā)展升級的路徑。智能化發(fā)展需基于數字化與網(wǎng)絡(luò )化，目標是實(shí)現可預測（即實(shí)現未來(lái)仿真與預測）及自適應（實(shí)現基于數據的自主分析學(xué)習，發(fā)現知識）。

而MES作為制造企業(yè)中關(guān)鍵信息系統之一，其自身的發(fā)展與演進(jìn)自然也在工業(yè)制造升級發(fā)展的整體框架之中，即最終是基于各個(gè)系統的各類(lèi)數據實(shí)現生產(chǎn)決策與 控制的持續優(yōu)化。

一直以來(lái)，制造業(yè)企業(yè)信息系統建設普遍遵循以ISA-95為代表的金字塔體系架構（類(lèi)似右上圖），其核心是打通企業(yè)商業(yè)系統與生產(chǎn)控制系統，將訂單逐步分解為 企業(yè)資源計劃、生產(chǎn)計劃、直至生產(chǎn)硬件設備的具體指令，主要通過(guò)ERP、MES、 PLM等一系列軟件系統的協(xié)同來(lái)驅動(dòng)制造企業(yè)數字化和信息化發(fā)展。

但隨著(zhù)智能化發(fā)展的進(jìn)一步深化，現有體系架構的問(wèn)題也逐漸暴露，主要問(wèn)題 有兩點(diǎn)：一是信息孤島問(wèn)題仍然存在，無(wú)法形成對海量數據的統一管理與處理，而 這也阻礙了大數據、人工智能等技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域的應用；二是靈活性欠缺，ERP、 MES系統均屬于重應用，即若企業(yè)業(yè)務(wù)發(fā)生變化時(shí)，需再次定制化開(kāi)發(fā)，無(wú)法動(dòng)態(tài) 組裝及時(shí)響應。

因此，從更長(cháng)的周期看，我們判斷，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺將逐步取代以ISA-95為代 表的金字塔體系架構，具體或將有兩大的演進(jìn)趨勢：

(1) 傳統ERP、MES、PLM等信息化產(chǎn)品的邊界將被打破，平臺化架構+更輕 量級更靈活的工業(yè)APP將成為主流，支持企業(yè)快速適應市場(chǎng)變化、滿(mǎn)足客戶(hù)個(gè)性化需求；

(2) 數據成為制造企業(yè)智能化發(fā)展的核心驅動(dòng)，大數據、人工智能等新興技術(shù)將在更大程度上賦能制造企業(yè)，而這需要以數據采集與管理平臺為底座。

近年來(lái)國內新成立的各類(lèi)“MES”廠(chǎng)商也能為上述趨勢提供佐證，如下表所示， 大部分廠(chǎng)商產(chǎn)品為云MES。詳細分析，實(shí)際大部分廠(chǎng)商的產(chǎn)品更類(lèi)似“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng) 平臺”概念，而非傳統的MES產(chǎn)品。

國內外典型 MES 廠(chǎng)商分析（詳見(jiàn)報告原文）

西門(mén)子、霍尼韋爾、鼎捷軟件、賽意信息。

風(fēng)險提示：制造企業(yè) IT 支出預算波動(dòng)；國內制造業(yè)信息化升級推進(jìn)不及預期；行業(yè)加速發(fā)展初期競爭或加劇。

來(lái)源：未來(lái)智庫