当人们说两种食物搭配在一起比分开吃更好时，比如花生酱和果冻，或者通心粉和奶酪，他们只是举了一个简单的例子来说明协同作用的好处。近年来，在制造执行系统(MES)软件和制造商使用的其他类型软件之间发展出了类似类型的协同作用。

Scout Systems公司总裁兼首席执行官Ben Marsh指出:“我们的客户经常使用MES来补充和增强他们的企业资源计划(ERP)软件。任何ERP系统都取决于它所拥有的数据，今天的MES软件能够获取和提供伟大的数据。”我个人认为MES的目标一直是对ERP的补充。”

Scout Systems MES是一个两层平台(精益和专业)，帮助制造商创建数字工作指令，以及监控他们的组装机器和流程。后一种能力使公司能够标准化生产，提高质量和简化维护。

去年，该软件帮助一家线束制造商准确确定了装配工人在装配过程中使用手动压接工具时疲劳的原因。马什解释说，公司一位负责运营的副总裁经常在办公室的电脑显示器上看到这种情况，并为此感到困扰。

马什说:“在这个过程中，有几个工人在某一时刻明显放慢了速度，我们的软件Pro版本中的周期时间数据证实了这一点。”“但是，副总裁和我们的代表能够一起分析工作说明，并准确地指出疲劳发生的位置和原因。事实证明，装配工人认为用他们的肩膀以某种方式完成卷边是可以的。这样做增加了肩膀的压力，导致疲劳。MES的装配指令很快就被修改了，问题解决了。”

MES软件绝不是制造业的新工具，早在20世纪80年代中期就出现了。然而，由于各种原因，所有行业的各种规模的制造商往往不能充分利用软件的功能。新的好处，如可伸缩性、可负担性、低代码编程和可跟踪性，补充了传统的好处，如防错和优化工作流。

对制造商有利

MES软件商业化后不久，国际自动化学会(ISA)在1995年为企业和控制系统之间的自动化接口开发了ISA-95标准。它适用于所有行业，以及各种批量、连续和重复的过程。

ISA-95是一个垂直模型，有三个主要目标。一是为供应商和制造商之间的沟通提供一致的术语。其他两种方法是提供一致的信息模型和一致的操作模型，以阐明应用程序功能和如何使用信息。

这个标准本质上是一个五层的堆栈。在底部的0级，它关注生产过程的传感器和信号。在此之上是第一级，用于通过PLC感知和操作。第2级是通过HMI和SCADA(监控控制和数据采集)进行监控和监督。MES处于第3级，用于制造运营管理。最上面的是用于商业计划和物流的ERP软件。

eFlex Systems总裁丹•麦基尔南(Dan McKiernan)表示:“最广泛的一层是MES。”“这是因为10家公司对市场经济地位的定义可能不同。尽管如此，他们知道MES可能是他们优化装配线的最佳工具。许多用户仍然使用手动输入数据的电子表格、各种内部方法、挂图等打印文档，甚至秒表。”

麦基尔南表示，MES发展的转折点发生在大约10年前。当时可用的软件相当昂贵，只有大公司才使用。相比之下，最新的MES软件对任何规模的公司都是负担得起的，财务风险低。它还可以更快地推出，可扩展，完全基于网络，并提供关于制造操作的更多准确性和细节。

马什指出:“在MES出现之前，企业被迫严重依赖纸质文件和其他额外耗时的做法。”“想象一下，在当前供应链和劳动力短缺的环境下，还必须这么做。有了MES，您可以在解决这些挑战的同时保持效率。此外，你可以在不断学习软件的许多功能的同时，向工业物联网(IIoT)迈出一小步。”

Aegis Industrial Software Corp.产品管理副总裁Bob Miklosey指出，完全自动化控制、实时可见性、实时数据收集和提高产品质量是制造商从MES获得的一些主要好处。能够降低产品构建历史的监管和客户遵从的成本是另一个优势。

Miklosey说:“MES确实是制造和装配必备工业软件的一个关键支柱。”“它为工厂提供了最好的支持，可与ERP为企业管理和计划所做的工作相媲美。楼层经理不再需要处理不同的软件程序和竖井，如Access和Sequel，以优化生产。”

马什表示:“MES的功能如此之大，最终用户不完全利用它们是可以理解的。”“制造商关注的是生产线上制造产品的有形东西，比如机器人或自动化设备的日常工作情况。最终，他们了解到MES可以提高这些设备和装配人员的能力。我们的大多数客户认为这两个领域的产量都将增长10%到15%。”

为了最大程度地利用MES，米克洛西建议制造商将使用该软件与持续数年的旅行进行比较。这样做通常需要管理层改变使用新软件的公司文化。克服员工的抵制绝非易事，但这样做肯定会有回报。

Miklosey承认:“随着时间的推移，MES用户可以用它爬、走、跑。”“他们可以适度地开始，然后扩大规模。也许可以从创建交互式和动画的工作指导开始。然后在转向材料和质量管理实践之前，尝试一些产品跟踪和数据获取应用程序。”

Aegis的FactoryLogix MES软件目前在全球2000多家工厂使用。据Miklosey称，大多数客户使用它来优化关键任务应用的离散制造过程。最终用户包括服务于汽车、航空航天、医疗、消费品、电信和计算机网络行业的制造商。

Miklosey解释说:“我们的平台可以很容易地升级和定制，而且它使用了单一的代码。”它与设备无关，作为产品生命周期管理(PLM)软件和工厂车间之间的数字线程，为操作人员提供交互式3D。”

数据类型包括动画和多媒体、图像、视频、PCB设计文件、PLM的详细部分以及为实现数字孪生而收集的数据。该平台还帮助制造商优化非冗余数据的功能和业务价值。管理层可以捕获缺陷，将数据与模型进行比较，并将该数据与现有的工业物联网数据feed合并，以提供可见性和可追溯性。

基于绩效的受欢迎程度

MES软件在制造商和制造商中继续流行。Marsh表示，Scout Systems MES用户中有50%至55%强调组装，30%至35%强调制造，10%强调成型。

“我告诉客户要关注软件的最终交付成果，而不仅仅是功能列表，”Marsh说。“虽然能够按下一个按钮并快速做一些事情是很好的，但最好从操作层面理解MES。”

McKiernan表示，MES受欢迎的部分原因是该软件成为制造商的必需品，而不是奢侈品。他说，对于那些想要跟上竞争对手的公司来说，工厂的数字化转型是必须的。MES是实现这种转变的有效途径。

McKiernan补充道:“这款软件的使用肯定在增加。”“其中一个原因是，越来越多的供应商进入市场，让企业有更多机会获得更多的软件选择。但更重要的是，制造商希望在生产过程中实现更大的灵活性和更高的利润。

McKiernan继续说道:“你使用MES的组装和制造过程越多，你从设备和人员中获得的回报就越大。”“这对制造商来说至关重要，因为他们不断经历工人流动，越来越多的老工人和他们的部落知识退休。在MES的帮助下，公司可以从最有经验的员工那里获取这些知识，并用它们来培训新员工。”

米克洛西表示，MES的一大吸引力在于它的易用性和直观性。该软件基于Windows或网络浏览器，其基本和高级功能很容易找到，供应商通常提供现场培训和在线教程，涵盖一系列功能和实现挑战。

Miklosey说:“实现MES的最佳方法是确定需要实现的关键业务目标，然后反向工作。”“这避免了没完没了地在技术规范和功能中跋涉，而这些往往会让人感到困惑，直到需要的上下文被澄清。”

米克洛西表示，第一个目标是组装高质量的产品，并准备好发货。MES软件通过两种方式做到这一点。首先，通过在任何时候可见地显示所有流程的状态和性能。第二，当多种产品类型同时生产时，通过确定工厂满足交付目标的整体能力。

Miklosey指出:“产品和组件的实时跟踪是MES的基石。”“它支持客户的单件流程，订单细节自动决定流程。”

至于软件的选择，Marsh说它应该与你公司的短期和长期目标紧密匹配。他还建议选择在终端用户需要时提供技术支持的供应商。这对于每天实行多班制的公司来说尤为重要。

Scout Systems自2015年推出以来，一直以软件即服务(SaaS)的方式提供MES产品。Marsh表示，SaaS显著降低了希望使用MES的制造商的入门成本。它还允许终端用户以较低的风险全面测试软件，而不是直接购买。

马什说:“通过专注于挑选容易改进的项目，管理者可以在90天内实现盈余价值。”“平均来说，安装平台需要3到5小时，定制安装需要1到3小时，培训操作人员需要30分钟。”

使用平台的分析阶段包括执行一个完整的数据审查，做一个ROI工作表和确定现实的变更项目。在流程改进阶段完成伸缩工作表。一旦工厂实现数字化，管理人员可以使用该平台更容易地发现真正的浪费和隐藏的瓶颈。

EFlex提供其制造集成平台，基本上取代了ISA-95堆栈的所有层。McKiernan表示，MIP帮助制造商解决遗留系统、老化基础设施和过时技术带来的问题，同时克服数字化转型的挑战。

EFlex最早在上世纪90年代末为通用汽车公司开发了这类平台。到2013年，该平台已经发展和重建了一个现代的基于网络的开放软件栈。自2017年以来，当前版本已作为SaaS提供给所有制造商。

MIP的一个独特特征是它是无代码的，这意味着它不需要编码或脚本来设置和运行，McKiernan说。这让更接近实际过程的人掌握了它的所有权，而不是公司外部昂贵的高技术资源。对于终端用户可能需要定制设备或流程集成的领域，该公司有一个称为Node Red的低代码编程工具。

McKiernan说:“在安装我们的软件的地方，我们发现制造商都很关心从云端控制他们的设备和流程。”“因此，我们允许他们在防火墙后进行现场操作，或者在云端进行，以获得最大的灵活性。

在一个试点项目中，他们告诉我们他们需要每个工作站的顺序和事件，我们在安装和培训期间帮助他们配置，”McKiernan继续说。“这种方法可以让他们在没有昂贵的外部资源的情况下继续扩张。一旦实施，该平台将从人员、流程和资产收集数据，然后将数据转化为实时可见性和持续改进的运营洞察。”

制造商在MES中要求的功能数量通常取决于工厂中手工组装的数量。根据Miklosey的说法，每个制造商必须单独决定其在数字化转型中采用的功能范围。

然而，如果公司决定在未来改变其方法，那么软件可伸缩性就变得很重要。例如，FactoryLogix足够通用，可以有效优化高混合、小批量制造，以及低混合、大批量和连续流制造。

一些值得关注的趋势

2022年装配MES的状态是稳健的，供应商不断扩大软件的数据收集和交互能力，以更好地服务于最终用户。Marsh表示，这对于希望更准确地记录扭矩和其他工具性能的制造商来说是个好消息。

“我们的MES Pro版本提供了这种级别的设备控制和数据收集，”Marsh说。“制造商可以很容易地为每个工具设置扭矩参数，然后根据需要进行更改，并验证更改是否完成。同样的技术也可以用于测试设备，以确定好和坏的部件，以及各种其他机械。”

Miklosey表示，一些终端用户越来越倾向于使用优先考虑基线和可扩展商业智能(BI)分析的MES系统。这些系统让公司无需第三方集成就可以访问软件的tb原生数据。从这些数据中得出的见解有助于制造商对客户的需求做出更及时的反应。例如，FactoryLogix很容易被制造商所选择的BI平台访问。

在MES中满足IPC的连接工厂交换(CFX)标准是软件供应商面临的另一个挑战。Aegis对CFX的发展做出了巨大贡献，CFX强调即插即用连接，以简化机对机通信，类似于USB计算机设备。

最近，Aegis公司宣布洛·马公司的Lufkin工厂根据IPC-CFX标准连接了几台自动化组装机器。这使得该公司能够在其FactoryLogix MES平台上实时获取所有工业物联网数据。

洛·马公司的制造机器人工程师Jarrod Webb总结道:“我们现在只有一个制造数据协议，只有一种标准语言，(这)极大地简化了我们的制造IT需求。”“只有这样，我们才能实现数据驱动的智能制造目标。”