數字工廠包括包括三個維度:工程技術、生產和供應鏈等角度。過去發展了不同的軟件,比如CAD、CAE、CAM,統稱為CAx,訂貨的角度有客戶關系管理、ERP等等。生產是工廠所有活動的核心,因此它是實時反映各個環節活動和交換數據的節點。所以,從產品生產的角度,所有的維度都有一個交集,這個交集就是MES。所以MES是工業軟件的核心。
MES軟件在發展歷程中,伴隨著功能的完善,和其他軟件的發展進程,一共經歷了四代產品更替。第一代MES中是單一的,按工業待定要求的應用;此后,MES融合了多種其他應用軟件的功能,到第四代MES時,已經是基于指標、基于數據、基于約束的實時的、柔性的、敏捷的制造系統。
MES分為流程型和離散型。流程型MES主要用于冶金、化工、鋼鐵等流程行業,離散型MES主要用于汽車、3C、工程機械等離散行業。從國內目前MES應用來看,流程型MES應用更廣泛,離散型MES應用剛剛開始。
MES軟件未來市場空間廣闊,復合增速保持在40%左右。2014年全球MES行業市場規模約為67億美元,過去5年保持年均21.65%的高速增長,到2020年,MES行業市場規模有望達到150億美元,未來保持年均18%的復合增速;國內市場來看,我國國內2014年MES行業市場規模約為26億元,同比增長25%,預計到2018年市場規模將達到100億元,未來平均增幅保持在40%左右。并且從增速對比,國內MES市場相對于國際市場增速顯著更高,這也得益于國內較大的工業自動化改造實踐。
從下游應用領域來看,國內MES行業主要集中于五大領域,分別是汽車、電子通信、石油化工、冶金礦業和煙草這五大領域。前五大領域應用占比超過50%。從主要公司來看,一些國際巨頭公司在國內的行業布局,也是呈現差異化的。國外企業主要集中于食品飲料、煙草、冶金/礦業、汽車等行業,石油化工領域主要是被Honeywell(高端)和國內的中控、和利時、石化盈科占據。國外巨頭中,羅克韋爾的主要客戶集中于汽車行業,GE和西門子集中于煙草、食品飲料行業。
根據研究MES廠商的來源可以分成5類:(1)從自動化設備基礎上發展而來,是一種自下而上的集成方式;(2)從專業SCADA、人機界面操作系統(HMI)廠商發展而來;(3)從專業MES發展而來;(4)從PLM、ERP等領域延伸而來;(5)其它領域發展過來,例如數據采集。
國內領頭羊企業易往信息在汽車行業具備領先優勢。國內MES行業領軍企業易往信息,扎根于汽車行業MES產品研發,先后為數十個全國主要汽車生產制造廠商提供各類解決方案。2014年業務收入增長30-40%的高速增長(2013年實現業務收入20-30%增速),其收入中接近80%的比例來自于汽車行業。
西門子的MES發展對國內企業的啟示。從版本的角度來看,西門子的MES發展可以分為三代:
(1)第一代:2002年到2006年是MES1.0時代。這個階段的主要概念是完成數據的采集和集成,能夠簡單進行數據的分析,同時使產品更滿足ISA95,是一個模塊標準化的過程。
(2)第二代:2006年到目前的產品大約是MES2.0時代。推出行業智庫,針對離散行業推出解決方案包。離散行業可以分為三類,第一類是產品規格工藝變化不多,但是大批量生產的企業,例如家電、電機、馬達、水泵等;第二類是按訂單生產的行業,小批量多品種。這類行業的特殊性在于70%的生產是大批量的,但是有30%的產品在裝配過程中是需要定制的;第三類是按訂單設計的行業,例如高端裝備制造業,包括航空、高鐵、造船等行業,單件小批,生產工期長。針對這三類的企業,
(3)第三代:未來五年內將會推出MES3.0。在這個階段將增強MES和PLM的接口,即把PLM和MES組成一個統一的數據庫平臺,這個開放式的平臺會將PLM產品的設計信息實時地與MES互動,產品工藝設計一旦完成,所有關鍵信息會立刻傳遞到MES系統中,這樣會使得一個企業真正實現從設計到制造執行的信息共享。這樣一個強大的接口將是未來西門子在技術上的重大突破。除了統一數據庫平臺,在MES3.0時代,西門子還將把MES功能擴展到MOM(制造運營管理)平臺,增加工廠管理,例如倉庫管理、安全管理、能源管理、環境管理等模塊。延伸數據庫的功能,滿足其它的數據采集方式,例如攝像頭、電視監控、二維條碼等,以及與上下游供應商實現無縫的接口。根據西門子MES未來的戰略,在意大利熱那亞的全球MES研發中心將會升級為全球工業指導中心,推進MES3.0版本的發展。
從西門子的MES軟件發展歷程,包括其后期的外延并購案例來看,西門子的MES發展對于國內企業而言是具有借鑒意義的,重點在于打造基于行業的解決方案包,然后形成與其他軟件的互通接口,例如PLM、ERP等軟件的接口,形成統一的數據庫平臺。
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