无论产业界或者学术界如何解读工业4.0，它的本质都是数据，这些数据包括了智能产品的数据、企业运营的数据、产业链上的数据、企业外部数据等等。这些数据串起来工业4.0的生态圈。
▌四大主题构建工业4.0的核心业务
未来10年，我们将步入工业4.0的时代，实现由“自动化”向“智能化”的转变。通过CPS（Cyber-Physical Systems）网络实现人、装备和产品的实时连通、相互识别和有效交流，为消费者定制“个性化”的商品，并且提供及时、高效的服务。
工业4.0的四个主题：智能工厂、智能生产、智能物流和智能服务。智能工厂侧重点在于企业的智能化生产系统以及制造过程，对于网络化分布式生产设施的实现；智能生产侧重点在于企业的生产物流管理、制造过程人机协同以及3D打印技术在企业生产过程中的协同应用；而智能物流作为制造企业非常重要的资源节点，其侧重点在于通过互联网、物联网，整合物流资源，充分发挥现有的资源效率；智能服务作为制造企业的后端网络，其侧重点在于通过（服）务联网结合智能产品为客户提供更好的服务，发挥企业的最大价值。
1、智能工厂是传统制造企业发展的一个新的阶段。它是在数字化工厂的基础上，利用物联网的技术和设备监控技术加强信息管理和服务，清楚掌握产销流程、提高生产过程的可控率、减少生产线上人工的干预、即时正确的采集生产线数据，以及合理的生产计划与生产进度，并加上绿色制造的手段，构建一个高效节能的、绿色环保的、环境舒适的人性化工厂。未来各个工厂将具备统一的机械、电器和通信标准。以物联网和服务互联网为基础，配备传感器、无线网络和RFID通信技术的智能控制设备可以对生产过程进行智能化监控。由此，智能工厂可以自主运行，工厂之间的零部件与机器可以互相交流。
智能工厂是由软件操控，进行资源整合，发挥各环节的最大效率。智能工厂中的机器将全部由软件控制，工人只需要操作计算机就可以完成生产，进一步解放了工厂中的工人，整体看来，它就是一个拥有高度协同性的生产系统，包括实时监控、自动化管理、流程控制、能源监控等等。收集及整合整个智能工厂的业务数据，通过大数据的分析整合，使其全产业链可视化，达到生产最优化、流程最简化、效率最大化、成本最低化和质量最优化的目的。
2、智能生产是由用户参与实现“定人定制”的过程。智能生产的车间可以实现大规模定制，对生产的柔性要求极高。鉴于此，生产环节要广泛应用人工智能技术、采用一体化的智能系统，智能化装备在生产过程中大展拳脚。工厂的工人和管理者可以通过网络对生产的每一个环节进行监控，实现智能化管理。
一体化的智能系统是由智能装备和人类专家组成的，在制造过程中进行智能化的活动，诸如分析、推理、判断、构思和决策等，通过人与智能装备的合力共事，去扩大、延伸和部分取代人类专家在制造过程中的脑力劳动。它把制造自动化的概念更新，扩展到柔性化、智能化和高度集成化。与传统制造相比，智能生产具有自组织和超柔性、自律能力、自学习能力和自维护能力、人机一体化、虚拟现实等特性。
3、智能物流以客户为中心，促进资源优化配置。根据客户的需求变化，灵活调节运输方式，应用条码、RFID、传感器、全球定位系统等先进的物联网技术，通过信息处理平台，实现货物运输过程的自动化运作和高效率优化管理，从而促进区域经济的发展和资源的优化配置，方便人的生活。
4、智能服务促进新的商业模式，促进企业向服务型制造转型。智能产品+状态感知控制+大数据处理，将改变产品的现有销售和使用模式。增加了在线租用、自动配送和返还、优化保养和设备自动预警、自动维修等智能服务新模式。
▌工业4.0背景下，MES被重新定义
从目前的市场热度及反应来看，大家对于工业4.0的认识存在严重的重硬轻软现象，无论是各种展会或者媒体宣传的示范线，表象上都是生产装备。我们可以把智能工厂比作一个人，工业软件就是这个人的神经系统。其中，在制造板块，MES的作用尤为重要。
按照AMR所给予的定位：MES服务于工厂生产执行层的信息系统，位于企业经营层的计划系统与生产过程的直接工业控制系统之间。该定位将企业的运作划分为三个层次，分别是：计划层、执行层和控制层。其中：计划层就是MRPⅡ或ERP等经营管理信息系统。控制层包括DCS、PLC、NC/CNC或SCADA中的一个系统或这几种配置的组合，以及各种仪器设备等；介于两者之间的是执行层，MES（制造执行系统）。
介于企业的“计划层”和制造“设备层”之间，对企业生产计划进行“再计划”，“指令”生产设备“协同”或“同步“动作，对产品生产过程进行及时的响应，使用当前确的数据对生产过程进行及时调整、更改或干预等处理。
采用双向直接的通讯，在整个企业的产品供需链中，即向生产过程人员传达企业的期望（计划），又向有关的部门提供产品制造过程状态的信息反馈。
既不同于类似于ERP的企业运营系统，也不同于企业的过程控制系统，使用MES的经验表明，它既能提高按时交货的能力，改善物料的流通性能，由能减少企业内部没有附加值的活动。
在工业4.0背景下，推动智能制造，构建智能工厂、智能生产、智能物流和智能服务体系，我们需要对MES重新进行定义，主要从以下几个方面进行说明：
1、MES深度融入企业运营环节
智能工厂中的机器将全部由软件控制，工人只需要通过MES现场的操作计算机或者移动终端就可以完成生产，MES结合企业运营的其他工业软件构建一个高度协同性的生产系统，对企业的设计、采购、销售、计划、制造和运维服务各个环节，对每一个与制造相关的指令能够精确调度、发送、跟踪和监控该指令影响生产的过程，成为实现车间制程智能化的基本技术手段。MES收集及整合整个智能工厂的业务数据，通过工业大数据的分析整合，使其全产业链可视化，达到生产最优化、流程最简化、效率最大化、成本最低化和质量最优化的目的。
伴随着制造企业的发展，未来制造企业势必也是一个软件公司，软件系统的应用也会越来越多， MES就会成为制造企业运营的基石。
重新定义的MES的位置与其他业务板块同等重要，以网络化和扁平化的形式对企业的生产计划进行“再计划”，“指令”生产设备“协同”或“同步“动作，对产品生产过程进行及时的响应，使用当前确的数据对生产过程进行及时调整、更改或干预等处理。
针对大规模定制的需求可以实现柔性排程和调度
采用多向直接的通讯，在整个企业的产品供需链中，即向生产过程人员传达企业的期望（计划），又向有关的部门提供产品制造过程状态的信息反馈，还要告知车间底层装备之间加工的法则，彼此的加工状态。
既不同于类似于ERP的企业运营系统，也不同于企业的过程控制系统，使用MES的经验表明，它不再单纯只针对制造过程进行优化，可以延伸至企业运营的其他的板块，缩短产品的研发周期，提高生产效率，降低单元的产品的制造成本，提高产品的不良率和能源利用率。
2、MES的业务应用范围更加深入
传统MES的作用就是实现企业的连续信息流。并通过对信息的传递和处理，对订单下达到产品完成的整个生产过程优化管理。MESA归纳了MES的十一个主要功能模块，包括工序详细调度、资源分配和状态管理、生产单元分配、过程管理、人力资源管理、维护管理、质量管理、文档控制、产品跟踪和产品清单管理、性能分析和数据采集等模块。通过MES这些模块的有效协作，可以起到沟通企业计划层和控制层，凭借信息技术提供精确的实时数据，并最终达到优化管理活动和生产活动的目的。而在现实当中，各不同行业企业可以根据行业特点和企业实际，开发适合自身情况的多种功能模块。
从MESA的定义也可以看出，提供精确的实时数据是一个优秀的MES的优势所在。MES对数据提供的实时性要明显高于ERP，如果说控制层提供的实时时间系数为1，那么，MES的时间系数为10，ERP的时间系数为100。但是，重新定义的MES的核心优势不仅仅在于提供实时数据，而且需要对实时指令进行准备的自学习和柔性调度，也就意味着MES的时间系数也变成了1。
基于中国制造企业的特定现状，我们整理了适合中国制造业的8大MES应用模块，1大核心支持平台和客户化定制平台：
1. 生产计划管理：
A、支持中国制造企业的ERP不同的应用情况：
a) 根据制造企业的ERP应用情况，基于ERP中的主生产计划，在MES中基于生产资源进行工单排程，转化为车间的生产任务。
b) 直接应用ERP系统中的生产工单，在MES系统中进行排序，确定最终的生产任务。
B、 根据工单排程结果形成可执行工单，对可执行工单进行任务派工，生成派工单。下发至车间制造终端、智能装备。
2. 生产执行过程管控
A．实时数据采集
B．在制工单监控
C．智能装备与人之间的指令调度
D．智能装备与智能产品之间的参数协同
E．生产数据统计分析
3. 制造现场管理
A．异常闭环管控（制造业务、智能装备）
B．精益可视化看板
C．产品制造与工艺数据协同化管控
D．智能产品身份识别
4. 物流调度
A．结合供应商的制造进度、配送进度调度生产任务
B．厂内精益化物流体系建设
5. 质量管理
A．质量管理体系深入应用
B．在制品、原材料和产成品的质量管控
C．数据档案归结，为智能服务提供数据支撑
6. 设备管理
A．智能装备资产生产周期监控（TPM）
B．智能装备运行参数调度
C．智能装备运行状态监控
7. 制造资源管理
A. 制造资源（工装、模具、刀具、夹具、量具等）生命周期监控
B. 制造资源库存数据协同
8. 人力资源
A．人力资源绩效
B．人力调度与装备协同优化
9. 核心业务支撑平台
A．集团级业务支持
B．通过多级建模机制完成业务扩展
C．参数（调度、规划、分发）自定义
D．图形化业务、网络、应用的监控和运维服务支持
10. 客户化定制体系
A．图形化自定义研发体系
B．业务级的研发体系
MES的数据将是企业未来的核心竞争力，数据转化为企业的知识，MES也是一个知识管控和传承平台；
MES将在业务活动中加入更多的人工智能的算法，模拟专家的智能活动，部分取代人工操作的内容，并具有自组织能力，实现人、装备和资源的一体化过程优化；
MES将依据和制定智能工厂中的管控指标，数据通讯和调度协同之间更加的精细化和准确；
MES通过智能数据的挖掘和分析，建立企业、工厂、车间，甚至工作中心、工作单元的数据模型，随时适应制造环境和制造流程的改变；
MES建立约束和规则触发机制，在不同的业务操作或者环境中，约束其行为，或者触发某些业务操作。
3、MES未来的市场效益
MES除了解决企业的“信息孤岛”问题，起到承上启下、连左通右的功效，通过对即时生产数据采集，达到对生产现场的实时控制，及为管理层提供精细的决策支持；通过实时指令调度其他生产资源，提高生产效率；通过对实时生产数据的采集和分析，从而达到优化生产排程、合理调配生产资源、改善生产工艺，提高产品质量和及时处理客户投诉等问题。MES主要体现一下几点作用：
1.生产数据的即时采集（ERP为事后录入采集），通过实时数据采集，大大减少了ERP等系统数据录入时间。
2.对生产数据的即时查询、历史查询和精细化数据分析。
3.不良产品追溯管理，一方面即时处理不良产品维修并及时改进减少不良产品；另一方面，当已销产品出现不良现象时，及时追溯相关批次，并准确召回不良批次，提高了服务质量，并减少召回成本。
4.收集工艺参数，优化工艺数据，提高产品研发周期
5.改进生产工艺，提高产品质量。
6.提高生产效率，监控生产工人生产状况，提高工作积极性（说明：在实际生产中，往往生产车间为了降低自身工作量而舞弊。）
7.准确追溯到不合格供应商，减少不必要的损失。
8.合理调配生产资源：人员、物料、生产线等。
9.按时交货，建立良性的供货关系。
10.为降低成本提供有力的数据来源。
11.实现零库存管理，提高企业资金流的运转。
12.与能源监控协同调度制造装备，提高能源利用率。
13.统一标准和时刻，归结统计单元产品的制造成本，优化分析，达到降低的目的。
工业领域正在全球范围内发挥越来越重要的作用，是推动科技创新、经济增长和社会稳定的重要力量。但与此同时，市场竞争也在变得愈发激烈。客户需要新的、高质量的产品，要求以更快的速度交付根据客户要求而定制的产品。此外，还必须不断提高生产力水平。只有那些能以更少的能源和资源完成产品生产的企业，才能够应对不断增长的成本压力。
智能制造的整体解决方案实现虚拟生产和与现实生产环境的融合，采用创新的工业软件、自动化技术、驱动技术及服务，让MES深入企业运营应用过程中，促进企业缩短产品的研发周期，提高生产效率，降低单元的产品的制造成本，提高产品的不良率和能源利
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