什麼是 MES（製造執行系統）？
MES 軟體監控、追蹤、記錄和控制從原料到成品的製造貨物程序。
製造執行系統概觀
製造執行系統或 MES 是一套全方位的動態軟體系統，可監控、追蹤、文件和控制製造商品的流程 (從原料到成品)。MES 提供企業資源規劃 (ERP) 和程序控制系統之間的功能層，為決策者提供所需的資料，使其工廠現場更有效率。
無論作業規模大小，MES 皆可透過製造流程資訊驅動資訊，進而提升整體生產力和獲利能力。
這些受規範的產業特別受益於 MES：
製藥業
食品飲料
醫療設備
航空與航太
國防
生物科技
這是因為受監管的公司必須遵守嚴格法規，以確保可追蹤性法規遵循。他們必須確保建立符合法規規範的產品已有適當程序、記錄這些程序，並可視需要輕鬆召回所產生的產品。
在現今競爭快速變化的製造環境中，MES 對於提升最佳績效至關重要。 Fortune Business Insights 報告指出：「全球 MES 市場預計到 2032 年將成長至 417.8 億美元。」此成長動力在於流程及離散產業中工業自動化的使用率增加、法規遵循需求日益增加，以及製造執行系統的低部署成本。
MES 的五大效益
製造執行系統會追蹤大量資料，產生可提升生產效率並節省成本的即時洞察。MES 的其他效益包括：
- 改善品質控制：由於品質控制資訊會即時傳輸，因此 MES 的公司可在發現問題後立即停止生產。這可減少廢棄物、廢料、過量和重工。
- 增加運作時間：MES 會透過平衡人員、物料和設備資源來產生實際的生產排程。其整合排程和維護以最大化產品流程和資產利用率。這會增加運作時間並改善整體設備效能 (OEE)。
- 減少存貨：製造執行系統會以新生產、廢品和不良物料更新存貨記錄，以便您的採購、出貨和排程部門隨時確切知道現有物料。這可減少庫存和在製品 (WIP) 存貨，節省製造、運輸、儲存和存貨監控的支出。
- 無紙化現場：取消文書作業意味著人類錯誤機會較小。這也表示現場作業區記錄的資料會立即提供給所有整合系統的決策者。
- 改善產品追蹤和歷史記錄：MES 會遵循整個生產週期從頭到尾，並使用對應的製造資料將最終零件或批次分組。針對必須符合政府或產業法規的製造商，此資料可改善法規遵循。
MES 核心功能
1997年，製造業企業解決方案協會（Manufacturing Enterprise Solutions Association International）或 MESA，定義了11個核心製造執行系統功能。 儘管 MESA-11 模型隨著時間的推移而演進，但這些原始的 11 個核心功能幾乎提供執行任何類型的工廠的基礎，並且是現今製造執行系統不可或缺的基礎。分別為：
資源分配和狀態：使用即時資料追蹤並分析資源 (包含機器、物料和人力) 的狀態以進行分配調整。
營運/詳細排程：根據優先順序和資源產能，透過排程、時間及排序活動來最佳化效能。
發派生產單位：即時管理生產資料流程，輕鬆在生產調度中進行快速、計算的調整。
文件控制：管理和分配文件 (包含工作指令、繪圖、標準作業程序、批次記錄等)，以便可存取和編輯。
資料收集和取得：追蹤並收集程序、物料和作業的即時資料，並用於改善決策並提升效率。
人力管理：更有效率地追蹤員工排程、資格和權限。
品質管理：追蹤品質偏差和例外情況，改善品質控制管理和文件。
程序管理：管理從訂單核發至成品的整個生產程序。建立完整生產可追蹤性，深入瞭解影響品質的瓶頸和點。
維護管理：使用來自您的 MES 資料，在設備發生前找出潛在設備問題。這也可用於調整設備、工具和機器維護排程，以減少停機時間並提高效率。
產品追蹤和歷史記錄：追蹤產品及其歷史記錄進度，制定周全的決策。若製造商必須遵守政府或產業法規，擁有完整的產品歷史資料便相當實用。
績效分析：比較結果和目標，找出整體流程的優點和劣勢，並使用該資料使系統更有效率。
MES 標準的演進
在90年代晚期，國際自動化協會制定了ISA-95標準。儘管 MESA-11 模型著重於核心 MES 功能，ISA-95 提供模型來定義和整合企業和控制系統之間的作業。藉由將術語標準化，ISA-95 可讓供應商、製造商等利益關係人之間進行有效的溝通。將製造據點與商業系統整合時，一致的模型也會降低錯誤風險。
ISA-95 定義了控制與企業功能之間的介面，以建立技術和業務流程。該階層的簡化模型將製造執行系統置於第三層，介於業務規劃與物流與流程控制系統之間：
第 4 層：ERP (業務規劃與物流)
第 3 層：MES (製造作業管理)
第 2 層：程序控制系統（批次控制）
第 1 層：程序控制系統〈連續控制〉
層次 0：程序控制系統（間斷式控制）
MES 和 ERP 整合
在現今的製造環境中，不屬於 MES 與 ERP 的比較。MES 和 ERP 結合了兩個系統皆無法自行提供的營運清晰度。
ERP 著重於建立和管理工廠排程。其中包含生產、物料使用、交貨和出貨，以及收集關於您業務的資訊。另一方面，製造執行系統則著重管理和監控製造作業，並即時呈報生產線活動。
ERP 和 MES 共同建立整合的生態體系，提供財務、採購、供應鏈管理、製造物流等全方位檢視。結合這些資訊可提升靈活度，並提供強大的資料，改善從銷售、資產利用、製造管理等一切的預測。
ERP 系統會提供您資料以決定要製造的產品，而 MES 會將 ERP 資料與工廠現場資訊整合，以決定如何以較少浪費和更多利潤來生產這些產品。
雲端 MES：數位化現場作業
先進技術推動製造執行系統不斷演進，使其成為服務導向、模組化、連通化。
雲端連接是智慧工廠的支柱，允許先進的製造系統、裝置、產品和設備自主互動。整個供應鏈中的 IIoT (工業物聯網) 裝置和感應器正在持續收集和產生資料。即時共享資料有助於智慧工廠將工作流程自動化、自訂產品和服務，並隨時間成長更智慧且更有效率。
MES 軟體也可協助製造商在製造執行系統的演進中，善用關鍵趨勢：自訂生產。您的智慧工廠不需大量生產，而是提供大量個人化服務，並以速度和可負擔性來滿足成本較低、高度量身訂製產品的需求。
個人化讓製造變得更為複雜，但進階技術可協助製造系統即時反應和調整。人工智慧（AI）可改善生產效率、處理預測性維護並減少浪費。掌握機器學習功能，生產線將變得智慧且有效率。透過虛擬實境（VR），製造商可以模擬流程並找出潛在改善。並整合擴增實境 (AR) 解決方案，減少生產停機時間並最佳化現場作業。
這些先進的技術和功能，讓企業在數位世界中更容易競爭。透過成本較低、品質較高的自訂產品，他們可以快速且準確地回應需求。
