制造执行系统（MES）是行业4.0的关键要素。当所有生产过程都链接并与整体运营同步时，制造商具有一项战略工具，使他们能够提高生产力，简化成本，提高质量，并将时间缩短到市场。

MES包括详细的车间数据和活动，通常在企业资源规划系统和制造设备之间运行。它捕获所有实时生产活动，并跟踪库存，以实现可追溯性。

云计算的出现彻底改变了工程师可以获得的数据的数量和类型。它使他们能够提取和分析优化装配线性能的大量信息。

国家标准和技术研究所将云计算定义为“一种适用于可配置的计算资源的共享池的方便，按需网络访问的模型，可以通过最小的管理工作或服务提供商交互来迅速配置和发布。”

据制造企业解决方案协会称，利用云能力从制造流程中获取数据是一种强大的工具，可以节省资金、优化生产流程、加快项目实施，并提高安全性。

软件公司Leading2Lean的首席客户官Bob Argyle表示:“基于云的系统带来了移动和整体连接等功能，无需内部开发就可以在任何地方立即访问。”该公司推广一种可跨现有遗留系统运行的精益执行系统。

Argyle声称:“与在内部进行开发以实现机器、人、系统和工厂的连通性不同，云计算让它变得更简单，并允许你利用现有的工具。”“将软件公司嵌入运营的日子即将结束。解决方案的发展如此之快，供应商将能够提供比(制造商)内部更好的尖端功能。”

云MES定义

通过Internet浏览器访问基于云的MES系统。结果，它不需要昂贵的硬件，IT人员或冗长的实现过程。

与通常需要复杂安装的传统内部部署MES系统相比，基于云的系统易于实现并且整体昂贵。

“从概念上讲，基于云计算的MES与传统的MES没有什么不同，”领先的技术研究公司Gartner Inc.供应链技术研究总监Rick Franzosa说。“它们都有同样的任务，那就是几乎实时地管理和控制制造过程。”

然而，Franzosa表示，任何MES系统都必须具备几个核心功能，包括数据收集、数据可见性、调度、订单执行、程序执行、报告和分析以及跟踪。

“最好的MES系统提供了一个实时的生产生态系统，在车间活动发生时进行指导、纠错和报告，以实现优化、反应迅速的工厂运营和流程，”Plex systems Inc.的高级产品经理Michael Hart指出。Plex systems是一家领先的MES软件供应商。“这种统一的生产环境将支持与全公司主数据平台连接的单一版本的工厂数据和智能。

哈特解释说:“云是MES的理想平台，因为它具有内在的连接性，使机器、人、系统、设备和材料很容易连接到平台上。”“这些连接的丰富程度可以实现更好的过程自动化、更好的可追溯性和质量管理，以及分析应用程序利用主数据的机会。”

领先的MES软件供应商Epicor Software Corp.的首席产品经理Andrew Robling补充说:“传统上，MES运行在本地，服务器、人机界面和任何可能用于从机器收集数据的传感器都位于工厂内。”“随着带宽和稳定性的提高，这已经成为常态，这使MES摆脱了必须实际位于工厂的束缚。

Robling声称:“MES的许多组件现在都可以驻留在云端。”“这意味着，在具有现代opc兼容plc的制造环境中，MES的所有组件都可以驻留在云中，并通过公共云或私有云与机器进行通信。”

Robling表示，在使用旧设备的环境中，混合云部署仍然是可能的，MES服务器和分析都位于云中。但是，从机器中收集数据所需的任何硬件都是本地的。

运行中的云MES

各行各业的制造商都实施了基于云的MES。而且，尽管存在误解，这项技术并不只是大公司的专利。

达索系统(Dassault Systemes) DELMIA行业和角色组合总监汤姆•穆特(Tom Muth)表示:“基于云的MES更适用于中小型制造商，因为这些公司缺乏IT基础设施和资源。”“这种兴趣是基于更低的总拥有成本、最小的IT足迹和相对快速的部署。

Muth解释说:“小型制造商能够专注于他们的核心业务，而不是管理IT基础设施。“这使得公司能够投入他们的IT资源来支持他们的战略目标。”

哈特补充说:“实际上，云技术正在以一种几年前还无法想象的方式，为中小型企业提供复杂的MES解决方案。”“公司不再需要庞大的IT人员或昂贵的硬件和系统集成专业知识。

哈特指出:“基于云计算的系统还允许客户根据自己的需求配置设置和流程，从而消除了对大型定制项目的需求，大大降低了初始和持续支出。”“而且，由于云系统在所有客户之间运行一条通用代码行，因此每天都能得到最新版本的解决方案。”

SANMINA公司专门从事电子产品的领先合同制造商，是一家公司的一个很好的例子，它是利用基于云的MES推动其行业的4.0战略。该公司已经将超过25,000件生产设备连接到云端。

Sanmina使用云MES在其运营中实现实时制造可视性、过程控制和质量控制。它是该公司物联网和制造自动化计划的骨干。

基于云计算的MES目前部署在全球15个国家的50多家Sanmina工厂，包括高度复杂的表面贴装生产和全自动化生产线的完全集成。云MES还连接到该公司的全球多层次供应链。

Sanmina的工程师每天重新配置他们的装配线，每周管理大量的日程安排变更。生产过程中，生产速率和产量实时监控。

当关键业务指示符低于编程阈值时，文本警报将自动发送到工程师。对于一些生产线，云MES和自动化导向车辆连续监测原料水平，从自动仓库提供组件以补充工作站。

Sanmina首席信息官马内什•帕特尔(Manesh Patel)表示:“利用基于云计算的MES连接自动化生产线、供应链系统和工厂车间，极大地改善了我们的业务运营。”“团队现在基于实时数据更快地做出决定。

Patel补充说:“任何低于目标的生产参数都会自动通知我们的制造团队。“质量人员对使用强制路线和经过扫描和验证的部件的生产线有信心。当生产人员扫描徽章或登录工作岗位时，该系统还可以验证他们的电子培训记录。”

另一家受益于云MES的制造商是汽车安全系统一级供应商Autoliv Inc.。该公司目前在27个国家的82家工厂使用这项技术。

Autoliv全球MES总监菲尔•安德森(Phil Anderson)表示:“基于云的技术能够在网络上更好地交流和分享想法。”“对质量的关注是我们的首要任务。我们看到我们的工厂网络对问题的反应更快，问责制更强，效率更高。”

结果包括维护问题的响应时间提高了30%，操作可用性提高了5%，备件成本降低了12%。

重要的技术

随着制造商向工业4.0迁移，并实施全数字化工厂，基于云的MES将发挥关键作用。

该公司首席技术官斯里瓦茨•拉马斯瓦米(Srivats Ramaswami)表示:“首批完全数字化的工厂是由那些集成了连接生产各个方面的软件平台的公司建成的，这些软件平台从最初的产品设计到工厂布局、制造流程优化，再到交付后的客户反馈。42个问是一家以云的MES技术为领先供应商。

“这种集成将制造过程的各个方面联系在一起，包括计算机辅助制造、计算机集成制造和车间数据收集系统，MES提供了所有这些数据的主干，”Ramaswami解释说。

拉马斯瓦米指出:“这些软件系统做的不仅仅是贸易数据。”“它们消除了生产管理中很多容易出错的人为干预。下一代MES和自动化，以及数据分析和人工智能，是数字制造和工业4.0背后最重要的驱动力。”

根据Ramaswami的说法，基于云的ME的业务优势包括：

增加竞争力。“对于一个依赖于生产成本降低的低工资区域的行业，云MES等数字技术的投资使得高等工资国家首次在一代人中首次与海上制造集线器竞争，”罗马斯武士索赔。“这将使制造商能够根据技术能力和靠近消费者需求选择生产位置，而不是主要由工资推动的决策。”

增加生产力。Ramaswami解释说:“MES系统与先进自动化系统(包括人工智能系统)无缝集成，可以监控关键的制造关键绩效指标(kpi)，如产量、吞吐量和在制品水平。“在一个采用数字化和工业4.0原则的工厂的例子中，一度需要17名全职操作员的复杂操作减少到6名，产量零损失，质量指标增加。”

生产过程的优化。Ramaswami说:“实时过程控制，由云MES实现，是简化流程的驱动力之一。”“与此同时，机器对机器通信和集成系统将为生产者、供应商和价值链上的其他利益攸关方提供更多合作机会。”

无缝记录和可追溯性。“云MES启用的无缝记录保存将速度可追溯性，同时限制负债，保修费用，检疫和召回，”ramaswami索赔。

在过去，MES技术只适用于材料的物理生产，包括成型、冲压和机械加工。

拉马斯瓦米说:“市场经济地位的定义已经过时了。“现代云MES解决方案集成了工厂内的所有系统，包括仓库和物料处理系统，库存管理，甚至运输和接收系统。

“对于装配线作业，基于云计算的MES平台可以帮助确保所有部件在正确的时间到达特定的(工作站)，确保装配线作业的作业指导书始终是最新的，装配后的测试结果可以用装配序列号和所有子部件序列号准确地记录下来，用于跟踪和追踪功能。”

工业4.0之路

基于云计算的MES最大的好处之一是制造协作。传统的MES侧重于工厂优化、工厂绩效和工厂kpi。

基于云计算的MES允许工程师分析整个制造网络的性能，不仅仅是为了比较，而是为了更好的灵活性和敏捷性。

“目前，70%的生产数据从未离开过工厂车间，”Gartner的Franzosa声称。“基于云计算的MES可以帮助显示、分析和更好的决策。

“工业4.0和智能制造的主要原则围绕着大数据、社交网络和分析等关键技术，云托管使这些技术更容易实现，”弗兰佐萨说。“尽管存在MES是否‘适合’或是否将被机器学习、工业物联网和智能制造所取代的问题，但事实是，无论未来的解决方案被称为什么，总有对制造执行管理的需求。”

根据Plex系统的HART，基于云的MES是弹射到工业4.0的制造商的平台。“这一切都始于连通性，”他指出了。“由于现代云解决方案是从一开始设计的，以连接到设备，设备和其他系统，它真的将组织移动到可以使用连接作为竞争优势的地方。

哈特补充说:“当我们看到喷气式发动机制造商在现场销售推力小时，或新车在现场进行软件更新时，将整个制造操作——从供应商、原材料到成品的性能——连接起来变得非常必要。”

哈特说:“通过云制造系统，企业可以通过收集和分析更多的机器数据，或跟踪工厂内零部件的移动，从而更深入地了解自己的运营，提高效率。”“有了云计算，所有这一切都成为可能，更重要的是，成本更低。”