MES是生產現場管理系統。目前MES技術已經很成熟,甚至MES的標準ISA95(企業系統與控制系統集成國際標準)都留下石油、化工、鋼鐵等流程型企業這一類企業的典型特征。僅僅幾年時間，全國一下子冒出上千家MES供應商。這說明市場需求旺盛，政府大力推動“兩化融合”以及財政補貼功不可沒。回想在《ERP改變中國》的年代，也曾出現類似情景。共同點是用于大批規模生產效果挺好，轉向小批量、多品種、混線生產模式就大量失敗。那么，我們會不會重蹈當年ERP遍地哀嚎的覆轍呢?

　　某些進入“工業4.0”這類企業也不在討論范圍之內。這類企業有幾個特點:市場能力大，不缺訂單。生產模式是大批量按訂單專線裝配。這類企業首先要消除影響滿足客戶交付的各種不確定性。比如，用總裝廠強勢的供應商備貨機制，消除裝配生產線的缺貨可能(物料的不確定性)。產品分類后把分散的裝配工序改成按節拍運行的專門生產線(消除時間不確定性)。訂單利潤盈利可以將庫存損失及設備資源能力浪費忽略。其次，采用成熟的自動化、標準化技術組織生產線的建設。MES有足夠的成熟經驗來處理系統的確定性問題。至于要不要做到“熄燈”，基本就是錢的問題了。

　　最近看了一些甲方的MES項目招標書，有一種感覺，甲方還不了解MES的本質是什么，能做什么，不能做什么。標書有點像從眾多MES供應商解決方案綜合剪貼的一個文本。目標定的不切實際，從根上就埋下了項目失敗的種子。同時，我也感覺乙方根本就沒有打算收尾款。

　　MES是什么?在工廠它該做什么，能做什么?

　　工廠接到一個訂單，流程大致是:設計部門——計劃部門——分解BOM——查、減庫存，生成需要生產加工和外協的工單。先安排所需物料采購，再適時把工單分配到各車間。至此，各車間就拿到一組工單(決策指令)，上面有例如車、銑、铇、磨等各個工序，工單指派到工人(設備)。

　　MES要做的第一件事情

　　MES的職責應該是從生產計劃生成工單開始，它負責指揮工人和設備干活的。MES要做的第一件事情是做好所有將要開始的生產準備，以保證生產資源滿足開工條件。

　　只要具備一定條件，工人(資源設備)就可以干活了。工廠通常把這個叫生產準備。對簡單的生產，工人只要有圖紙、物料、機床就行了。復雜工序除了主要設備資源以外，還需要刀具、模具、卡具、量具、場地等等。例如，航天衛星裝配工序需要近20種資源條件同時滿足才能進行。需要注意到，有些資源不是專用的，而是競爭性資源。MES應該做到滿足這些條件，否則無法開工。問題在于我們不是要滿足一次兩次，而是要保證工人8小時內每一件事情都能滿足這些條件。否則要停工待料，生產效率就下降，浪費就產生了。

　　MES要做的第二件事情

　　假設，MES第一件事做的很好，車間不會發生停工待料，這樣也是不夠的。MES要做的第二件事是計算出工人/設備正確的做事的時間，并把生產指令轉達到生產資源。我們在車間做的每一件事看起來似乎是獨立的，其實它與企業的整體目標密切相關。所以做事要有先后順序，規定好什么時間做什么事情。企業目標常常不止一個，而是多目標。比如，產能大化、短交期、少延遲訂單、少庫存、少加班等等。有些目標是相互矛盾的。MES應該在決策和這些目標之間給出可視化的量化關系。這個問題非常復雜，是當代管理科學困難的問題之一。解決復雜的問題無奈也是靠譜的手段就是利用人工經驗，全世界絕大多數企業都是這樣做的。近幾年，人們用APS(高級計劃排程)幫助解決這個問題。APS是有用的，但能夠作用的范圍是受限的。(我們將在下一篇文章——《APS的作用和缺陷》詳細介紹APS在哪些場合有用，以及APS架構、模型、算法方面的缺陷。)本文暫且不做詳細討論。

　　生產任務指令下發到車間，工人就可以干活了。如果生產資源是數控機床和自動化設備，那么系統必須通過PLC、DNC、SCADA等一些中間件、數據接口、控制系統來指揮它們作業。這是指令下達就是通常所說的設備連接，也是當前MES重要的功能及賣點之一。

　　MES要做的第三件事情

　　MES就該做第三件事是生產過程的監控。生產過程監控主要是兩個方面，一個是任務情況，一個是資源情況。每個生產資源(工人)接到生產指令后何時開始，何時結束?做了多少?質量情況?有什么異常?設備情況?運行數據?這些都是生產現場的數據反饋。這是MES基本的功能。同時，這也是做好產品的質量管理和質量追溯主要環節。當前熱起來的物聯網傳感器等技術在這里將發揮作用。企業需要的大數據分析應用的主要數據來源也產生在這里。

　　MES要做的第四件事情

　　MES的第四件事情是應變和協同。在車間執行生產指令的每天每時都可能發生各種各樣的異常變化。這分為主動和被動兩種。追趕或調整未能完成計劃;市場訂單變了，插單、撤單、設計需求改變了;設備故障、物料不到、質量返工等問題都要打亂既定的生產次序。我們就必須重新對生產任務與資源的配置做出決策，以應對這樣的問題。生產現場的異變是常態。它每時每刻都影響和決定著生產的效率和效益。通常傳統的MES并沒有設置一個專門的功能模塊，而是把難題甩給了管理人員。生產現場管理的計劃員、調度員明天都在如同“消防隊員”一樣來處理這樣的事情。有些企業生產管理人員也常用OA社交一類的工具來做這樣的信息溝通。

　　這里我們應該關注車間的生產管理人員的作用。第一，他們應該是車間里有工作經驗的人。他們明知存在各種低效和浪費，都習以為常，視而不見了。第二，他們被夾在上級、各管理部門和工人之間，每天被各種矛盾搞得焦頭爛額，但依然是老大:不服你上來試試。第三，他們有很多管理知識和經驗，但隨用隨丟，因為MES里沒有數字化知識積累的機制和平臺。

　　車間管理改革的要點和難點就在于此。這也是MES實施成功的突破點。

　　處理異常需求就等同于有了新的需求，連同新加入的訂單，就讓我們的系統重新回到了第一件事。我們重新理一下。前面所說MES的第一件事情實際是對未來的任務的感知，以及對環境的感知，采購配套的情況，庫存的情況，工具準備的情況，人力資源的情況等等。這個感知不僅包括當前狀態，也包括對未來一段時間這些資源變化的預測。第二件事情就是對感知的情況進行分析，做出決策并發布執行指令。第三和第四件事情，是對生產現場的現狀的感知。而第二件事情就是對感知的情況進行分析，做出決策并發布執行指令。從1234這四件事成的一個循環，我們就清晰的看到了一個“感知、分析、決策、執行”循環過程。然后，進行新一輪感知、分析、決策、執行，就這樣形成一個循環。

　　其實，小到做一件具體的事情，或者管理一個工廠，甚至是治理一個國家，只要你做決策，就必然要經過這四個過程。

　　不論一個工廠管理水平非常好，或者非常差，也不論一個工廠是高度自動化的，或者是高度離散性的，他們的生產運行管理的過程都是這樣一個循環。由此我們可以知道MES的決策功能的好壞的區別。一個好的MES它必須對任務(訂單)、資源和環境有足夠的感知，不僅感知到現狀，還能夠感知到未來趨勢;它能對感知的情況進行科學的分析并做出恰當的決策，同時對于生產現場的變化給予敏捷的反應。一個差的MES的感知一定是不完整不準確的。也許MES會把決策功能交給人。人的經驗很重要，但是也是有局限性的。依據經驗的分析和粗糙的感知，這個決策執行結果必然是低效的。

　　目前絕大多數的MES都沒有做到這個“應該”，而是直接把分析和決策功能轉嫁與管理人員。根據人的經驗和習慣進行分析和決策，它的結果會是什么樣呢?

　　在車間，工人接到了工單，開工條件具備后就開始生產。但是在后續的過程中可能發生缺料等情況，條件不具備了，工人不能歇著，這時就把這些物料作為在制品庫存，再去做其他的工單。當未來的某個時刻條件可以滿足了，人們從暫存庫拿回繼續加工。打一個比喻。車間是一個水池。水早晚都要流出去。如果水池很淺，水流過去的時間很短。如果水池很深，水也可以流出去，但需要時間很長。我經常問企業一個問題，如果企業的資源給一個典型的訂單獨享，可以幾天交付?而實際的訂單交付時間，往往超過很多倍。這是很常見的現象。

　　很多管理者也意識到這個問題，但是他們的處理思路是錯誤的，尤其是某些生產復雜產品的高端裝備制造企業。他們不是通過系統整體改善方法讓水池很淺，而是“精裝修”這個水池。當然也有很多工廠遵循不滿足條件不下工單。其實，這樣做既浪費產能，交期也不能保證。嚴格說，要求MES做好第一件事情是幾乎不可能的，因為它是工廠計劃層面的問題，已經超出車間管理的范疇。所以我們不能把MES作為一個獨立的系統去實施，而一定要放到工廠整體系統上定位。比如，財務計劃沒有做好，采購計劃無法執行，再好的MES也無能為力。