報(bào)告綜述：

MES（Manufacturing Execution System）即制造企業(yè)生產(chǎn)過程執(zhí)行系統(tǒng)，主要功能包括生產(chǎn)運(yùn)營管理、產(chǎn) 品質(zhì)量管理、生產(chǎn)實(shí)時(shí)管控、生產(chǎn)動態(tài)調(diào)度等，對生產(chǎn)現(xiàn)場的“人、機(jī)、料、法、環(huán)、測”均實(shí)現(xiàn)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(tǒng)，下接物理生產(chǎn)設(shè)備。

制造業(yè)升級，MES 有望迎來持續(xù)快速發(fā)展：

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

2. 在制造業(yè) 升級的大背景下，國內(nèi) MES 有望迎來持續(xù)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(zhàn)在不斷增大；（2）2020 年以來，發(fā)改委、工信部出臺多項(xiàng)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)展行動計(jì)劃（2021-2023 年）》，規(guī)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， 重點(diǎn)企業(yè)生產(chǎn)效率提高 20%以上，新模式應(yīng)用普及率達(dá)到 30%；（3）2020 年的疫情使得中國制造業(yè)景氣度和供應(yīng)鏈優(yōu)勢凸顯。隨疫情影響逐步消退，以家電、3C、通用與專用設(shè)備、汽車整車等為代表的部分制造行業(yè)的資本開支回暖明顯，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(xù)性；（4）作為智能制造關(guān)鍵系 統(tǒng)之一的 MES，有望迎來持續(xù)快速發(fā)展，尤其在家電、3C 電子、機(jī)械設(shè)備、汽車等行業(yè)領(lǐng)域或更明顯。 l MES 的關(guān)鍵是構(gòu)建各類待產(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。建模過程中，三大難 點(diǎn)需逐個(gè)攻克：工藝建模、工廠建模、數(shù)據(jù)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(yīng)，這均涉及對行業(yè) Know-how 的應(yīng)用。

MES 特點(diǎn)總結(jié)：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、工廠崗位設(shè)定、生 產(chǎn)設(shè)備數(shù)據(jù)以及生產(chǎn)管理體系等多方面的深入理解，這也使得 MES 廠商跨行業(yè)發(fā)展的難度大大提升；2. 由于 工藝建模、工廠建模是企業(yè)層級的差異，這使得同一行業(yè)內(nèi)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(shè)備等進(jìn)行對接，因此，針對每個(gè)客戶，MES 廠商需要做不同環(huán)境下的配置與 實(shí)施；3. MES 廠商針對性解決方案的構(gòu)建能力、現(xiàn)場配置與實(shí)施能力均是客戶產(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，隨著不同上下游環(huán)境項(xiàng)目實(shí)施的不斷 累積同樣會表現(xiàn)出較好的邊際效應(yīng)，尤其是離散型制造行業(yè)的 MES 系統(tǒng)。

國內(nèi) MES 行業(yè)有望迎來持續(xù)快速發(fā)展

MES（Manufacturing Execution System）即制造企業(yè)生產(chǎn)過程執(zhí)行系統(tǒng)， 是實(shí)現(xiàn)智能制造的核心系統(tǒng)之一。MES上接ERP、PLM、CAPP等系統(tǒng)，下接各類物 理生產(chǎn)設(shè)備，主要負(fù)責(zé)生產(chǎn)管理和調(diào)度執(zhí)行。 MES提供了一個(gè)能夠集成諸如訂單執(zhí)行與跟蹤、質(zhì)量控制、生產(chǎn)調(diào)度、物料投 入產(chǎn)出管理等功能的統(tǒng)一系統(tǒng)平臺，實(shí)現(xiàn)ERP系統(tǒng)無法實(shí)現(xiàn)的實(shí)時(shí)生產(chǎn)管理報(bào)表功 能。相較于ERP，MES獲取生產(chǎn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性高，對底層生產(chǎn)的數(shù)據(jù)把握細(xì)；而ERP 是一個(gè)功能更廣，但對車間生產(chǎn)執(zhí)行層了解不細(xì)致的系統(tǒng)。

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

而在2008年以來，主要發(fā)達(dá)國家相繼推動“再工業(yè)化”進(jìn)程，智能制造水平迅速提 升。為在全球市場保持較強(qiáng)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年前后開始將信息化建設(shè)下沉，促進(jìn)IT（信息技術(shù)）與OT（運(yùn)營技術(shù)）的 深度融合，這就需要引入MES系統(tǒng)。各細(xì)分行業(yè)推進(jìn)MES建設(shè)的時(shí)間各有不同，但 MES在各行業(yè)的滲透路徑較為類似，即整體呈現(xiàn)從終端廠商往上游擴(kuò)散的現(xiàn)象，這 或主要是因?yàn)楫?dāng)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(yīng)使終端廠 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(yùn)營軟件服務(wù)下沉至車間級別的 MES為代表的制造環(huán)節(jié)信息化階段，企業(yè)應(yīng)用和設(shè)備工藝制造流程之間正進(jìn)入承上 啟下填補(bǔ)空白的新時(shí)期。

整體上，當(dāng)前我國MES的滲透率偏低，市場規(guī)模較小。根據(jù)e-works數(shù)據(jù)，2019 年，國內(nèi)MES市場規(guī)模約40億元，同比增長約20%。而對全球MES市場規(guī)模及增速， 不同機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)有所差異，但基本在百億級美元。例如，MarketsandMarkets預(yù)測全 球MES市場規(guī)模將由2020年的119億美元增長至2025年的149億美元，5年CAGR約 4.5%；而Zion Market Research的數(shù)據(jù)顯示，全球MES市場規(guī)模將由2017年的92.8 億美元增長至2024年的217億美元，7年CAGR約12.9%。

 

 

展望未來，我們判斷，在我國制造業(yè)整體升級的大背景下，國內(nèi)MES有望迎來持續(xù)快速發(fā)展。這主要是因?yàn)椋?/span>

(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(zhàn)在不斷增大；

(2) 2020年以來，發(fā)改委、工信部出臺多項(xiàng)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)展行動計(jì)劃（2021-2023年）》，規(guī)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，重點(diǎn)企業(yè)生產(chǎn)效率提高20%以 上，新模式應(yīng)用普及率達(dá)到30%；

(3) 2020 年的疫情使得中國制造業(yè)景氣度和供應(yīng)鏈優(yōu)勢凸顯。隨疫情影響逐步消退，以家電、3C、通用與專用設(shè)備、汽車整車等為代表的部分制造行業(yè)的資本開支回暖明顯，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(xù)性；

(4) 作為智能制造關(guān)鍵系統(tǒng)之一的MES，有望迎來持續(xù)快速發(fā)展的機(jī)會，尤其在家電、3C電子、機(jī)械設(shè)備、汽車等行業(yè)領(lǐng)域或更明顯。

（一）迎接競爭力挑戰(zhàn)，智能制造升級勢在必行

全球化競爭不可避免，制造強(qiáng)國率前開啟制造升級，我國企業(yè)競爭壓力增大。 在2008年金融危機(jī)以來，美國率先啟動了“再工業(yè)化”戰(zhàn)略，意圖吸引高端制造業(yè)回流，促進(jìn)制造業(yè)增長，讓美國回歸實(shí)體經(jīng)濟(jì)。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(qiáng)國德國、日本也接 連推出智能制造促進(jìn)政策，增強(qiáng)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(shù)絕對值與在全部就業(yè)人 員中的占比在2013年達(dá)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、電子、機(jī)械）過去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(jì)漲幅（總薪酬計(jì)算公式：當(dāng)年員工總 薪酬=年末應(yīng)付職工薪酬+支付給職工以及為職工支付的現(xiàn)金-年初應(yīng)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(jì)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、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(yán)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(cái)務(wù)指標(biāo)上已有所體現(xiàn)，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，汽車行業(yè)、電子行業(yè)、機(jī)械行業(yè)整體凈利潤率呈下滑 趨勢。而從ROE角度看，汽車行業(yè)、機(jī)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(wěn)定， 但不同的是，家電行業(yè)凈利潤率呈上升趨勢而權(quán)益乘數(shù)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(zhàn)在不斷增大， 智能制造升級勢在必行。

（二）我國出臺多項(xiàng)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(jì)劃，為我國制造業(yè)智能 化升級制定了未來近35年的發(fā)展規(guī)劃總綱。而2020年以來，發(fā)改委、工信部等部門 更是陸續(xù)出臺多項(xiàng)政策，推動我國制造業(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)展行動計(jì)劃（2021-2023年）》，規(guī)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，重點(diǎn)企業(yè)生產(chǎn)效率提高20%以上，新 模式應(yīng)用普及率達(dá)到30%。

（三）較高景氣度支撐，自發(fā)性投資升級具備明顯持續(xù)性

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

如下圖所示，在上一個(gè)工業(yè)企業(yè)利潤增長周期（16年至18年），制造業(yè)固定資 產(chǎn)投資完成額累計(jì)同比增速由下滑趨勢逐步企穩(wěn)，而高技術(shù)制造業(yè)固定資產(chǎn)投資完 成額累計(jì)同比增速迅速反彈。典型的智能制造類產(chǎn)品減速機(jī)、工業(yè)機(jī)器人的產(chǎn)量較 前幾年有明顯提升。 2020年以來，隨著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(jī)、工業(yè)機(jī)器人等智能制造設(shè)備的產(chǎn)量較2019年增長明顯，跨上 新臺階。

 

 

具體到制造業(yè)細(xì)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(fèi)品中的家電、3C等，而中游制造業(yè)中的通用與專用設(shè)備等領(lǐng)域也呈現(xiàn)較明顯的回暖趨勢。此外，汽車整車的資本開支20Q3增速為4%， 環(huán)比Q2已經(jīng)出現(xiàn)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(qiáng)勁復(fù)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(shù)制造企業(yè)所認(rèn)識。

綜上所述，我們看好此輪以盈利為基礎(chǔ)的制造企業(yè)自發(fā)性投資復(fù)蘇。作為智能制造關(guān)鍵系統(tǒng)之一的MES，有望迎來持續(xù)快速發(fā)展的機(jī)會，尤其在家電、3C電子、 機(jī)械設(shè)備、汽車等行業(yè)領(lǐng)域或更明顯。

從頭開始認(rèn)識 MES

在ISA-95的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定以前，各個(gè)MES廠商對MES的定義千差萬別，具體包 含的功能各有不同。鑒于MES這個(gè)術(shù)語此前的定義亂象，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(bào)表、計(jì)劃調(diào)度、工單等子系統(tǒng)，整體是一個(gè)完整的平臺層（如 下圖）?，F(xiàn)實(shí)中大部分公司因?yàn)闅v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(bào)告并不將MES與MOM進(jìn)行嚴(yán)格區(qū)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)的問題，例如，幫助企業(yè)提高設(shè)備利用率、降低交貨周期、實(shí)現(xiàn)質(zhì)量保障與追溯等目標(biāo)。具體而言，如下圖所示，MES 的主要功能包括生產(chǎn)運(yùn)營管理、產(chǎn)品質(zhì)量管理、生產(chǎn)實(shí)時(shí)管控、生產(chǎn)動態(tài)調(diào)度等，對 生產(chǎn)現(xiàn)場的“人、機(jī)、料、法、環(huán)、測”均實(shí)現(xiàn)了有效管理，緊扣質(zhì)量管理理論中的六要素。

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

②機(jī)：即生產(chǎn)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)設(shè)備保養(yǎng)、設(shè)備數(shù)據(jù)采集、模具管理等功 能；

③料：實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)過程中的物料（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(guī)程等；

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

⑥測：對產(chǎn)品測試標(biāo)準(zhǔn)、測試方法進(jìn)行管理，以實(shí)現(xiàn)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(fù)的功能模塊，比如設(shè)備管理、計(jì)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(shè)備管 理模塊是為了及時(shí)得知設(shè)備是否有故障、統(tǒng)計(jì)設(shè)備故障類型等。而在ERP中，高層 管理人員關(guān)注設(shè)備管理模塊是為了得知設(shè)備故障是否影響了生產(chǎn)等。數(shù)據(jù)的顆粒度， MES更細(xì)、更實(shí)時(shí)，而ERP更粗、更滯后。

根據(jù)MESA（Manufacturing Enterprise Solutions Association，全球智能制造與 MES/MOM的非盈利組織）的數(shù)據(jù)，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(dá)到平均45%、縮短訂單交貨時(shí)間達(dá)到平均27%、減少產(chǎn)品缺陷 達(dá)到平均18%。

（二）MES 應(yīng)用的幾類行業(yè)

根據(jù)生產(chǎn)方式的不同，制造企業(yè)又分為三類：

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

二是流程型制造企業(yè)，即生產(chǎn)過程中被加工對象不間斷地通過各類生產(chǎn)設(shè)備， 經(jīng)過混合、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)物不是通過管道直接運(yùn)輸走，一般就需要包裝等環(huán)節(jié)，且包裝環(huán)節(jié)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)的問題，而在產(chǎn)品品質(zhì)和批 量、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)模型要求、生產(chǎn)計(jì)劃管理、設(shè)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(yīng)用于不同行業(yè)的MES系統(tǒng)的復(fù)雜度差距較大， 離散型制造企業(yè)的MES復(fù)雜度更高。例如，離散型制造企業(yè)MES需要對各個(gè)工臺/車 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(fù)雜度。根據(jù)中國招標(biāo)網(wǎng)數(shù)據(jù)，國 內(nèi)廠商應(yīng)用于離散行業(yè)一套完整的MES系統(tǒng)大約為100萬元至300萬元左右。而根據(jù) 中控技術(shù)（流程型制造企業(yè)MES廠商）數(shù)據(jù)，其MES系統(tǒng)的售價(jià)平均大約在60萬元 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)的問題，例如，幫助企 業(yè)提高設(shè)備利用率、降低交貨周期、實(shí)現(xiàn)質(zhì)量保障與追溯等目標(biāo)。因此，MES的關(guān) 鍵是構(gòu)建各類待產(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(tǒng)主要解決兩個(gè)問題：①在訂單到來時(shí)，ERP系統(tǒng)通過MRP（Material Requirement Planning）計(jì)算原材料如何滿足訂單需求，解決的問題包括需要什么、現(xiàn)有什么、什 么時(shí)候采購（涉及主生產(chǎn)計(jì)劃、物料清單及庫存記錄）；②在訂單完成后，ERP系統(tǒng) 再通過成本核算計(jì)算本次生產(chǎn)是否盈利。 而MES系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)從原材料到產(chǎn)成品的全過程，包括生產(chǎn)調(diào)度、工單協(xié)調(diào)與 執(zhí)行、現(xiàn)場生產(chǎn)控制與監(jiān)控、設(shè)備管理、質(zhì)量監(jiān)控等過程。

為實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)流程的建模， 三大難點(diǎn)需逐個(gè)攻克：工藝建模、工廠建模、數(shù)據(jù)采集與解析。這三大難點(diǎn)均涉及 對行業(yè)Know-how的應(yīng)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(yīng)，而這同樣涉及對行業(yè) Know-how的應(yīng)用。

1. 工藝建模

不同行業(yè)、不同工廠產(chǎn)品生產(chǎn)流程不一致的原因主要在于車間的生產(chǎn)過程環(huán)節(jié)， 這些環(huán)節(jié)與工藝有關(guān)。例如，一個(gè)常見的小金屬玩具就可能有切料、沖壓、機(jī)加工、 焊接、去毛刺、噴漆、質(zhì)檢等工序環(huán)節(jié)，而每個(gè)環(huán)節(jié)都要考慮物料供應(yīng)、與下一道工 序的銜接、加工設(shè)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較多，而細(xì)分種類更多。例 如，根據(jù)《機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：機(jī)械制造工藝方法分類與代碼》，機(jī)械制造工藝共有9大 類，共710細(xì)分種類。不同細(xì)分工藝的組合就構(gòu)成的不同企業(yè)的制造工藝流程。

因此，標(biāo)準(zhǔn)化的、同時(shí)適用于多個(gè)企業(yè)的MES系統(tǒng)基本不存在，需要MES廠商 為每個(gè)企業(yè)量身定制符合其自身工藝流程的MES系統(tǒng)，這對MES廠商的工藝流程理 解能力提出了較高要求，同時(shí)也延長了MES的實(shí)施周期。

2. 工廠建模

工藝建模僅是建立從原材料到產(chǎn)成品的變化路徑，而推動原材料質(zhì)變或形變需 要企業(yè)人員的干預(yù)，即使在自動化、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(dāng)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，工廠建模就必不可少。簡單理解，工廠建模即對工廠管理中的生產(chǎn)組織方式（例如車間各級人員架構(gòu)、管理與從屬關(guān)系、不同崗位工作職責(zé)）、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)類似產(chǎn)品的制造企業(yè)的生產(chǎn)流程建模也不會完全一樣， 因?yàn)楦髌髽I(yè)生產(chǎn)組織方式、自動化和信息化水平等方面可能都不一樣。這就使得MES 廠商在實(shí)施過程中需要反復(fù)向企業(yè)確認(rèn)其生產(chǎn)流程、不同崗位人員職責(zé)等個(gè)性化特 點(diǎn)，并且，項(xiàng)目實(shí)施周期也將隨之延長。

3. 數(shù)據(jù)采集與解析

對生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)控制與調(diào)整、故障預(yù)警及維修是生產(chǎn)過程建模另一關(guān)鍵步 驟，這就涉及生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)的采集與解析。

MES的數(shù)據(jù)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)議類型的設(shè)備數(shù)據(jù)對接到MES的數(shù)據(jù)庫中。而解析數(shù)據(jù)不僅要能夠 解析工業(yè)協(xié)議，還需要知道解析后的數(shù)據(jù)每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)位所代表的含義。

自動化的數(shù)據(jù)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(shù)據(jù) 且員工不需要對輸入負(fù)責(zé)（特別是大多數(shù)一線人員的工資與生產(chǎn)的合格產(chǎn)品數(shù)量相 關(guān)，輸入數(shù)據(jù)的準(zhǔn)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(xiàn)自動化的數(shù)據(jù)采集與解析需要MES廠商對各類硬件設(shè)備所支持的通訊協(xié)議 （數(shù)據(jù)采集）以及設(shè)備輸出數(shù)據(jù)的含義（數(shù)據(jù)解析）有較深入的了解，而這需要對各 類通訊協(xié)議以及行業(yè)Know-How有持續(xù)的研究。

現(xiàn)實(shí)中，不少硬件設(shè)備廠商為鞏固其競爭地位或迫使客戶采購其自產(chǎn)的MES， 不會對外開放其數(shù)據(jù)接口或通過收費(fèi)的方式開放部分?jǐn)?shù)據(jù)接口，使得第三方MES廠 商無法直接獲取數(shù)據(jù)，而采用諸如機(jī)器視覺等方法間接獲取數(shù)據(jù)，這無疑將增加第 三方MES廠商的工作量且在項(xiàng)目效果上打折。

4. 以模塊化提升項(xiàng)目實(shí)施效率

如前文所述，MES系統(tǒng)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廠商在積累多個(gè)客戶實(shí)施案例后也能實(shí)現(xiàn)較好的邊 際效應(yīng)。如下圖所示，從多個(gè)MES項(xiàng)目中抽離出行業(yè)層級、工藝層級或工廠層級的 模塊，然后在新項(xiàng)目中實(shí)現(xiàn)快速組裝，以此提升實(shí)施效率，獲得邊際效應(yīng)。

是否能從多個(gè)項(xiàng)目中抽離出合適的、可復(fù)用的模塊一方面與是否實(shí)施過的足夠數(shù)量的項(xiàng)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的搭建過程中至關(guān)重要。追根刨底，MES是一套 管理系統(tǒng)。真正優(yōu)秀的MES廠商會利用其積累的行業(yè)Know-How幫助客戶升級生產(chǎn) 管理體系，使其工藝與生產(chǎn)過程更加匹配，從而降低摩擦實(shí)現(xiàn)更高的生產(chǎn)效率，這 實(shí)際也是全球頭部廠商與腰部廠商產(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、工廠建模、數(shù)據(jù)采集與解析， 客戶也很可能并不認(rèn)可最終搭建完成的MES。

例如，模具管理系統(tǒng)在很多大公司用得較好，但在生產(chǎn)場景簡單的小公司性價(jià) 比或并不太高。這主要是因?yàn)樵谀＞呓栌?、使用、歸還、管理等幾個(gè)環(huán)節(jié)中，對生產(chǎn)場景簡單的小公司來說，真正耗時(shí)的是使用過程中的更換模具，這可能需要花費(fèi)半 小時(shí)以上甚至半天。而模具管理系統(tǒng)能夠節(jié)省出來的10分鐘對這些小企業(yè)來說是相 對不重要的，客戶也很難認(rèn)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、 工廠崗位設(shè)定、生產(chǎn)設(shè)備數(shù)據(jù)以及生產(chǎn)管理體系等多方面的深入理解，這也使得 MES廠商跨行業(yè)發(fā)展的難度大大提升；

其次，由于工藝建模、工廠建模是企業(yè)層級的差異，這使得同一行業(yè)內(nèi)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(shè)備等進(jìn)行對接，因此，針對每個(gè)客戶，MES廠商需要做不同環(huán)境下的配置與實(shí)施；

MES廠商針對性解決方案的構(gòu)建能力、現(xiàn)場配置與實(shí)施能力均是客戶產(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，隨著不同上下游環(huán)境項(xiàng)目實(shí)施的不斷累積同樣會表現(xiàn)出較好的邊際效應(yīng)，尤其是離散型制造行業(yè)的MES系統(tǒng)。

（四）主要 MES 廠商

根據(jù)e-works數(shù)據(jù)，國內(nèi)MES市場集中度較低，2018年CR10約為26%，MES供應(yīng)商超過150家。

如下圖所示， MES位于智能工廠體系架構(gòu)中間位置，主要負(fù)責(zé)生產(chǎn)管理和調(diào)度執(zhí)行。從MES供應(yīng)商的初始業(yè)務(wù)角度看，MES廠商可分為5類：

(1) 初始為計(jì)劃層軟件（ERP、PLM等）供應(yīng)商，后通過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(nèi)的鼎捷軟件；

(2) 成立之初即為MES廠商，專注于部分細(xì)分行業(yè)，例如專注于食品飲料、消費(fèi)包裝等行業(yè)的Mountain System（后被GE Fanuc收購）；專注于食品行 業(yè)的Compex IT plant solution（后被西門子收購）；

(3) 初始為行業(yè)頭部廠商產(chǎn)品的實(shí)施服務(wù)商。在實(shí)施的過程中，隨著經(jīng)驗(yàn)及技術(shù)的積累，這些廠商通常會從較邊緣的功能模塊開始，嘗試自主開發(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(shè)備數(shù)據(jù)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(shè)備廠商發(fā)展而來，典型如西門子、施耐德等，這類廠商一般有較 長的發(fā)展歷史，且硬件基因較重，往往傾向于通過并購補(bǔ)強(qiáng)其MES能力。

整體看，上述各類MES廠商各有優(yōu)勢。例如，由ERP發(fā)展而來的MES廠商擁有 更好打通計(jì)劃層與執(zhí)行層的能力；由實(shí)施商轉(zhuǎn)型的MES廠商對部分行業(yè)的理解較深 有更好服務(wù)特定客戶的能力；而由生產(chǎn)硬件設(shè)備拓展至MES領(lǐng)域的廠商在數(shù)據(jù)采集與分析以及軟硬一體化銷售方面優(yōu)勢較大。

從MES產(chǎn)品收入體量來看，全球范圍內(nèi)，MES行業(yè)頭部公司包括西門子、霍尼韋爾、AVEVA等，而國內(nèi)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，西門子覆蓋行業(yè)較廣泛，既包括離散制造行業(yè)例如汽車、機(jī)械工具、電子&半導(dǎo)體等，又包括流程及混合制造行業(yè)，例如醫(yī)藥化學(xué)、食品飲料等，而霍尼韋爾主要專注于流程制造行業(yè)，尤其是油氣行業(yè)。國內(nèi)公司中，中控技術(shù)MES產(chǎn)品主要應(yīng)用于煉油、石化、化工等流程制造行業(yè)，而鼎捷軟件 MES產(chǎn)品則以汽車零部件、汽車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(shù)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(shù)字化與網(wǎng)絡(luò)化，目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)可預(yù)測（即實(shí)現(xiàn)未來仿真與預(yù)測）及自適應(yīng)（實(shí)現(xiàn)基于數(shù)據(jù)的自主分析學(xué)習(xí)，發(fā)現(xiàn)知識）。

而MES作為制造企業(yè)中關(guān)鍵信息系統(tǒng)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(tǒng)的各類數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)決策與 控制的持續(xù)優(yōu)化。

一直以來，制造業(yè)企業(yè)信息系統(tǒng)建設(shè)普遍遵循以ISA-95為代表的金字塔體系架構(gòu)（類似右上圖），其核心是打通企業(yè)商業(yè)系統(tǒng)與生產(chǎn)控制系統(tǒng)，將訂單逐步分解為 企業(yè)資源計(jì)劃、生產(chǎn)計(jì)劃、直至生產(chǎn)硬件設(shè)備的具體指令，主要通過ERP、MES、 PLM等一系列軟件系統(tǒng)的協(xié)同來驅(qū)動制造企業(yè)數(shù)字化和信息化發(fā)展。

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

因此，從更長的周期看，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(gòu)，具體或?qū)⒂袃纱蟮难葸M(jìn)趨勢：

(1) 傳統(tǒng)ERP、MES、PLM等信息化產(chǎn)品的邊界將被打破，平臺化架構(gòu)+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(yīng)市場變化、滿足客戶個(gè)性化需求；

(2) 數(shù)據(jù)成為制造企業(yè)智能化發(fā)展的核心驅(qū)動，大數(shù)據(jù)、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(shù)據(jù)采集與管理平臺為底座。

近年來國內(nèi)新成立的各類“MES”廠商也能為上述趨勢提供佐證，如下表所示， 大部分廠商產(chǎn)品為云MES。詳細(xì)分析，實(shí)際大部分廠商的產(chǎn)品更類似“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng) 平臺”概念，而非傳統(tǒng)的MES產(chǎn)品。

國內(nèi)外典型 MES 廠商分析（詳見報(bào)告原文）

西門子、霍尼韋爾、鼎捷軟件、賽意信息。

風(fēng)險(xiǎn)提示：制造企業(yè) IT 支出預(yù)算波動；國內(nèi)制造業(yè)信息化升級推進(jìn)不及預(yù)期；行業(yè)加速發(fā)展初期競爭或加劇。

來源：未來智庫