隨著物聯網、大數據、人工智能及云計算等新技術不斷融入傳統行業的各個環節，新興技術和智能工業的不斷融合，要確保制造企業可持續發展，解決企業產品低端、質量不可靠、服務不及時、人工成本高、生產效率低及決策無依據等問題，必須應用新技術打造制造企業智能化運營平臺，從而建立起制造企業在本行業業方面的行業大數據及企業大數據，為提高產品技術含量、優化產品設計、以及高效率低成本運營提供基于數據驅動的決策依據。

一、MES制造執行系統

　　離散型制造企業多品種小批量的制造方式，使得生產、物料、質量管理的非常復雜。由于制造資源優化調度手段落后，導致生產準備周期相對過長，在單件小批量的生產模式下，生產準備時間常大于加工時間，造成設備的極大浪費。生產計劃協調性差，生產作業計劃主要依靠調度員經驗定制，計劃協調性不好，導致設備利用效率，設備效能得不到充分發揮;質量管理采取事后檢驗為主的管理方式，廢品率得不到有效控制。

　　在離散制造企業車間，將所有的設備及工位統一聯網管理，使設備與設備之間、設備與計算機之間能夠聯網通訊，設備與工位人員緊密關聯。因此，建立一套離散制造企業智能制造系統尤為重要，其價值表現如下：

　　1.建立實時的生產管理、質量管理、物流管理的管控模式，從而更具針對性的改善生產績效、提高質量水平。

　　2.工廠智能物流和倉儲實現物料在倉庫、車間、線體上的流動和數據采集，實現生產物流的精細化、透明化和自動化，質量控制的實時化、數據化、一體化。

　　3.建立從供應商送貨、檢驗、入庫、生產領料、生產過程控制、在線檢驗、產品入庫、發運、售后服務的全流程管理。

　　4.實時的生產跟蹤、物流跟蹤、品質控制，通過售后服務等后續環節的信息反饋，實現產線、工位、人員、品質、供貨、產品開發、顧客服務等多方位的監控、分析、改進。

　　5.可與ERP/PLM等系統進行集成，時時掌控生產運營狀況。

二、MES制造執行系統主要功能

　　1.工序詳細調度：通過基于有限資源能力的作業排序和調度來優化車間性能;

　　2.資源分配和狀態管理：指導勞動者、機器、工具和物料如何協調地進行生產，并跟蹤其現在的工作狀態和剛剛完工情況;

　　3.生產單元分配：通過生產指令將物料或加工命令送到某一加工單元開始工序或工步的操作;

　　4.文檔控制：管理和分發與產品、工藝規程、設計或工作令有關的信息，同時也收集與工作和環境有關的標準信息;

　　5.產品跟蹤和產品清單管理：通過監視工件在任意時刻的位置和狀態來獲取每一個產品的歷史紀錄，該記錄向用戶提供產品組及每個終產品使用情況的可追溯性;

　　6.性能分析：將實際制造過程測定的結果與過去的歷史記錄和企業制定的目標以及客戶的要求進行比較，其輸出的報告或在線顯示用以輔助性能的改進和提高;

　　7.維護管理：通過活動監控和指導，保證機器和其它資產設備的正常運轉以實現工廠的執行目標;

　　8.過程管理：基于計劃和實際產品制造活動來指導工廠的工作流程(這一功能實際上也可由生產單元分;

三、設備智能管理系統

　　隨著工業自動化程度不斷提高,設備越來越智能,功能越來越多,其自身的結構、組成愈加復雜,因而發生故障的原因也隨之復雜。當設備出現故障時,需要投入很大的人力和物力進行維修,設備停產給企業生產帶來影響。因此,建立設備遠程監測系統，有著重要的價值,其價值表現在;

　　實時監控設備的工況數據,及時進行修正,避免造成更大的損失,同時實現遠程無人值守;降低維護成本,通過遠程監測,可實現對設備的遠程維護和預測性維護。

四、生產數據可視化，利用大數據分析進行生產決策

　　目前，信息技術滲透到了某些先進離散制造企業產業鏈的各個環節，條形碼、二維碼、RFID、工業傳感器、工業自動控制系統、工業物聯網、MES、ERP、CAD/CAM/CAE/CAI等技術在離散制造企業中得到廣泛應用。

　　尤其是互聯網、移動互聯網、物聯網等新一代信息技術在工業領域的應用，離散制造企業也進入了互聯網工業的新的發展階段，所擁有的數據也日益豐富，隨著柔性化智能生產的需求，對生產數據的實時性要求也更高。

　　在離散制造企業車間，每隔幾秒就收集一次數據，利用這些數據可以實現很多形式的分析，包括設備開機率、主軸運轉率、主軸負載率、運行率、故障率、生產率、設備綜合利用率(OEE)、零部件合格率、質量百分比等。

　　在生產工藝改進方面，在生產過程中使用這些大數據，就能分析整個生產流程，了解每個環節是如何執行的。

　　一旦有某個流程偏離了標準工藝，就會產生一個報警信號，能更快速地發現錯誤或者瓶頸所在，也就能更容易解決問題。

　　利用大數據技術，還可以對產品的生產過程建立虛擬模型，仿真并優化生產流程，當所有流程和績效數據都能在系統中重建時，這種透明度將有助于制造企業改進其生產流程。

　　再如，在能耗分析方面，在設備生產過程中利用傳感器集中監控所有的生產流程，能夠發現能耗的異常或峰值情形，由此便可在生產過程中優化能源的消耗，對所有流程進行分析將會大大降低能耗。

五、生產文檔文紙化，實現高效、綠色制造

　　構建綠色制造體系，建設綠色工廠，實現生產潔凈化、廢物資源化、能源低碳化是中國制造2025實現“制造大國”走向“制造強國”的重要戰略之一。

　　目前，在離散制造企業中產生繁多的紙質文件，如工藝過程卡片、零件藍圖、三維數模、刀具清單、質量文件、數控程序等等，這些紙質文件大多分散管理，不便于快速查找、集中共享和實時追蹤，而且易產生大量的紙張浪費、易丟失等。

　　生產文檔進行無紙化管理后，工作人員在生產現場即可快速查詢、瀏覽、下載所需要的生產信息，生產過程中產生的資料能夠即時進行歸檔保存，大幅降低基于紙質文檔的人工傳遞及流轉，從而杜絕了文件、數據丟失，進一步提高了生產準備效率和生產作業效率，實現綠色、無紙化生產。

六、生產過程透明化，智能工廠的“神經”系統

　　通過建設智能工廠，促進制造工藝的仿真優化、數字化控制、狀態信息實時監測和自適應控制，進而實現整個過程的智能管控。

　　在機械、汽車、電子信息等離散制造行業，企業發展智能制造的核心目的是拓展產品價值空間，側重從單臺設備自動化和產品智能化入手，基于生產效率和產品效能的提升實現價值增長。

　　因此，其智能工廠建設模式為推進生產設備(生產線)智能化，通過引進各類符合生產所需的智能裝備，建立基于制造執行系統MES的車間級智能生產單元，提高精準制造、敏捷制造、透明制造的能力。

　　MES系統在實現生產過程的自動化、智能化、數字化等方面發揮著巨大作用。首先，MES借助信息傳遞對從訂單下達到產品完成的整個生產過程進行優化管理，減少企業內部無附加值活動，有效地指導工廠生產運作過程，提高企業及時交貨能力。

　　其次，MES在企業和供應鏈間以雙向交互的形式提供生產活動的基礎信息，使計劃、生產、資源三者密切配合，從而確保決策者和各級管理者可以在最短的時間內掌握生產現場的變化，做出準確的判斷并制定快速的應對措施，保證生產計劃得到合理而快速的修正、生產流程暢通、資源充分有效地得到利用，進而最大限度地發揮生產效率。

　　在中國制造2025及工業4.0信息物理融合系統CPS的支持下，離散制造業需要實現生產設備網絡化、生產數據可視化、生產文檔無紙化、生產過程透明化、生產現場無人化等先進技術應用，做到縱向、橫向和端到端的集成，以實現優質、高效、低耗、清潔、靈活的生產，從而建立基于工業大數據和“互聯網”的智能工廠。

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