1 MES的定义
车间作为制造企业的物化中心，它不仅是制造计划的具体执行者，也是制造信息的反馈者，更是大量制造实时信息的集散地，因此车间层的资源管理、物流控制和信息集成是企业生产系统中的重要一环，车间管理与控制系统的敏捷性在一定程度上决定着整个企业的敏捷性。为适应敏捷的制造环境，制造执行系统（Manufacturing Execution System，MES）的概念近10年来逐步形成并得到迅速发展。MES是位于企业上层生产计划（MRPⅡ/ERP）和底层工业控制之间，面向车间层的生产管理技术与实时信息系统。MES强调制造计划的执行，它在计划管理层和底层控制之间架起了一座桥梁，填补了两者之间的鸿沟。
美国先进制造研究机构AMR（The Academy of Management Review）将MES定义为“位于上层的计划管理系统与底层的工业控制之间的面向车间层的管理信息系统”，它为操作人员、管理人员提供计划的执行、跟踪以及所有资源（人、设备、物料、客户需求等）的当前状态。MES能通过信息的传递对从生产命令下发到产品完成的整个生产过程进行优化管理。当工厂中有实时事件发生时，MES能及时对这些事件作出反应、报告，并用当前的准确数据对它们进行约束和处理。这种对状态变化的迅速响应使MES能够减少企业内部那些没有附加值的活动，有效地指导工厂的生产运作过程，同时提高了工厂及时交货的能力，改善了物料的流通性能，提高了生产回报率。MES还能通过双向直接通讯在企业内部和整个产品供应链中提供有关生产行为的关键任务信息。
在MES的定义中强调了三点：（1）MES的优化目标是整个生产过程；（2）MES需要收集生产过程中大量的实时数据，并且对实时事件能及时进行处理；（3）MES需要同时与计划层和控制层保持双向通信能力，从上、下两层接收相应数据并反馈处理结果和生产指令。
2 MES的功能
MES的任务是根据上级下达的生产计划，充分利用车间的各种生产资源、生产方法和丰富的实时现场信息，快速、低成本地制造出高质量的产品，其生产活动涉及订单管理、设备管理、库存跟踪、物料流动、数据采集，以及维护管理、质量控制、性能分析及人力资源管理等。MES汇集了车间中用以管理和优化从下定单到产成品的生产活动全过程的相关硬件或软件组件（Component），它控制和利用实时准确的制造信息来指导、传授、响应并报告车间发生的各项活动，同时向企业决策支持过程提供有关生产活动的任务评价信息。MES的功能包括车间的资源分配、过程管理、质量控制、维护管理、数据采集、性能分析及物料管理等。
资源管理：对车间资源状态及分配信息进行的管理。
详细计划：负责生成操作计划（详细计划），提供基于指定生产单元相关的优先级、属性、特征、方法等的作业排序功能。
生产调度：以作业、订单、批量、成批及工作订单等形式管理和控制生产单元中的物料流或信息流。
文档管理：管理与生产单元相关的记录和单据，以及对生产历史数据的存储与维护。
数据采集：负责采集生产现场中的各种必要的数据信息。
人力资源管理：提供按分钟级更新的员工状态信息数据。
质量管理：把从制造现场收集到的数据进行实时分析以控制产品质量。
过程管理：监控生产过程，自动修正生产中的错误，提高加工效率和质量，或者向用户提供纠正错误并提高在制行为的决策支持。
设备维护管理：跟踪和指导企业维护设备和刀具以保证制造过程的顺利进行，并产生除报警外的阶段性、周期性和预防性的维护计划，也提供对直接需要维护的问题进行响应。
生产跟踪：提供工件在任意时刻的位置及其状态信息。
性能分析：提供按分钟级更新的实际制造过程的结果报告，并将这些结果与过去的历史记录及所期望出现的经营目标进行比较。
3 MES的发展
在发展MES技术之前，车间管理控制工作一般由车间作业计划、工序调度、操作管理、库存控制等软件完成，近年来一些MRP/MRPⅡ/ERP软件试图将其计划与控制功能向车间层扩展（如美国EMS公司的MRPⅡ软件TCM），或者试图将两者进行集成（如PPC，Production Planning & Control），但由于缺乏足够的车间控制信息而无法做到与车间环境的紧密相连，因而无法有效指导车间生产计划的执行。鉴于MES的重要性，近年来美、日、欧等工业发达国家非常重视对MES技术的研究与系统开发，并形成了MES软件产业。受益MES技术的制造行业覆盖机械、电子等诸多制造领域，它在缩短制造周期、压缩在制品、保证产品质量、提高设备利用率等方面发挥着重要作用。
目前，国外开发MES的思路主要有两类：一种是专用解决方案（Point Solution），另一种为集成解决方案（Integrated MES）。所谓专用解决方案是指针对某个单一的生产问题（如制造周期缺乏竞争力、在制品库存过大、产品质量得不到保证、设备利用率低、缺乏过程控制等）提供相应的软件系统加以解决；而集成解决方案则提供一套集成的应用软件以同时解决多个不同生产问题。显然专用解决方案针对特定功能（如工序调度）能提供最恰当的（Best-In-Class）解决问题的能力且易于实现，但不利于信息的集成与共享，该方案一般用于较早期的MES中。集成解决方案由于具有丰富的应用功能、统一的逻辑数据库、单一的车间产品及过程模型等优点而成为MES产品的主流，但该类系统依赖特定的车间环境，整体性强，模块化、开放性和可重构性差，缺乏柔性，不易修改、扩充，难以适应敏捷制造环境的需求，因而阻碍了MES技术的进一步推广应用。因此，必须综合两种方案的优点以寻求更好的解决办法。为解决上述问题，国内外学者和有关研究机构进行了一些探索。如有学者提出可集成的MES概念（Integratable MES），即每个应用程序既是一个完整的专用解决方案，同时又可以集成为一套大的MES产品。可集成的MES一般采用基于CORBA规范的分布式对象技术建立MES系统框架，基于该框架开发的MES具有开放性、模块化、分布式、可配置性和可扩充性等特点。最近还有人提出智能第二代MES解决方案（MESⅡ），其核心目标是通过更精确的过程状态跟踪和更完整的数据记录以获取更多的数据来更方便地进行生产管理，它通过分布在设备中的智能来保证车间生产的自动化。我国对MES的研究起步较晚，目前主要停留在对MES内涵及有关单一技术（如工序调度）研究方面。近年来，北京航空航天大学、东南大学、南京理工大学等单位在国家863计划资助下在MES开发应用方面也做了一定的工作。
4 MES的应用
MES是近10年来在国际上迅速发展、面向车间层的生产管理技术与实时信息系统，它是实施企业敏捷制造战略、实现车间生产敏捷化的基本技术手段。西方工业发达国家的实践表明：应用MES可给制造企业带来可观的经济效益，受益MES技术的制造行业覆盖机械、电子、医药、化工、通讯等领域。为推广MES思想及其产品，美国于1992年成立了MES贸易联合组织——MESA国际协会（MESA International）。以下是MESA对过去9年中MES应用调查研究中总结出来的企业平均直接受益数据。