2024年,中国MES解决方案的整体市场规模达到159.1亿元,同比增长11.4%。其中,MES软件部分的市场规模为62.9亿元,增速更快,达到16.3%。进入2025年上半年,市场进一步扩张,规模攀升至187.6亿元,同比增幅达27.3%,在各细分领域中,离散制造行业的增长最为显著,增速高达31.5%。与此同时,全球MES市场的总体规模已超过251亿美元,中国市场占据其中约45%的份额。
从近年来的发展趋势可以看出,MES系统在国内各行业,尤其是制造业中的应用正迅速普及。企业在积极把握这一数字化转型机遇的同时,也需结合自身实际运营情况,选择最契合当前发展阶段的信息化管理方案。
从制造模式来看,当前大多数企业的生产方式可归类为按订单生产、按库存生产,或两者结合的形式。在生产类型上,则主要分为批量生产和单件小批量生产。根据产品特性及工艺组织方式的不同,制造业通常被划分为流程型生产与离散型制造两大类别。
典型的流程型生产企业集中在医药、石油化工、电力、钢铁、能源、水泥等行业。这类企业普遍采用连续性、大批量、以库存为导向的生产模式,生产过程具有高度的稳定性和重复性。
而典型的离散型制造行业则包括机械制造、电子电器、航空航天、汽车制造等。这些行业在生产模式上更加灵活多样,既存在按订单生产的场景,也有按库存安排生产的情况;同时涵盖批量生产与单件小批生产等多种形态。
尽管MES系统在功能架构、信息建模及相关技术层面能够覆盖流程型与离散型两类制造模式,但由于两者在工艺流程和生产组织结构上存在显著差异,导致其对MES系统的具体需求也有所不同。以下从六个维度进行对比分析:
1、需求差异
流程型生产主要通过混合、分离、加热、化学反应等手段对原材料进行处理,实现价值提升,通常以连续或大批量方式进行。而离散型制造则是通过对零部件的物理加工、组装来完成产品制造,其增值过程依赖于结构化的装配关系。因此,在MES系统的应用场景、数据采集重点及管理逻辑等方面,两类行业表现出明显区别。
2、产品结构特点
在流程行业中,产品结构多以“配方”形式体现,具有较强的动态性。每个工序可能产出主产品、副产品、协产品、回流物甚至废弃物,且配方需关联批次、有效期等参数。相比之下,离散制造业的产品结构更接近“树状模型”,即最终产品由固定数量的零部件组成,层级关系清晰且相对稳定。而流程行业的上下级物料配比则常受温度、湿度、压力、人员操作水平及工艺条件影响,呈现非固定特征。
3、工艺流程组织
流程型企业通常产品种类固定,产量大,设备投资高,并按照特定产品线布局。其生产设备多为专用设备,转换用途困难。因此,在MES系统规划时,必须充分考虑不同行业的产线布置逻辑并做好系统配置。而离散制造业则以多品种、小批量为特征,设备布局依据工艺而非产品,如车、铣、刨、磨等工序分别集中布置。由于各产品的工艺路径不一,且同类设备可能存在多台,因此需要对物料进行调度管理,中间品也需频繁搬运。
4、自动化程度对比
流程型生产普遍采用大规模、连续化作业,工艺成熟,广泛使用PCS(过程控制系统)等自动化控制设备,生产过程高度自动化。车间人员主要职责为监控运行状态、维护设备和应急处理。而离散制造业因加工过程分散,产品质量和效率较大程度依赖员工技能水平,自动化主要集中于单元级设备,如数控机床、柔性制造系统(FMS),整体自动化水平较低,属于典型的劳动密集型产业。
5、生产计划管理要求
流程企业以大规模生产为主,只有保持满负荷运转才能有效降低单位成本,增强市场竞争力。因此,年度生产计划在其运营中占据核心地位,直接影响原料采购与资源调配。而离散型企业多从事单件或小批量生产,工艺变更频繁,对计划系统的灵活性和响应能力要求更高。特别是按订单生产的模式下,订单到达时间不确定,使得采购与生产排程面临较大挑战,亟需借助计算机化的生产计划系统进行高效协同。合理投入此类系统,往往能在离散制造领域带来可观的管理效益。
6、生产计划下达方式
随着市场需求导向意识的增强,流程型企业也开始重视市场预测,但面对畅销产品,仍普遍采取“以产促销”的策略——通过扩大产量降低成本,从而抢占市场。因此,其生产计划主要依据市场预测制定。而离散型企业既可根据客户订单组织生产,也可参考市场预测来安排产能。在指令传递方面,离散企业的MRPII/ERP系统通常通过“工作令”(Job Order 或 Work Order)向MES下发任务;而流程企业则更多采用“指令计划”的形式进行作业部署。
7、成本核算方式对比
在流程型企业中,通常采用平行结转法进行成本核算。其产品成本结构中原材料占据主导地位,一般占总成本的70%~80%,而人工成本所占比重较小,约为2%~5%,其余部分为各类分摊费用。
相比之下,离散制造企业依据产品的BOM(物料清单)所规定的加工与装配流程,从底层组件开始逐级向上汇总成本,这一方法被称为逐层累积法,也称作成本滚加计算法(cost roll-up)。该方式真实反映了产品在制造过程中价值逐步增加的过程。
8、设备管理差异
流程行业的生产具有高度稳定性,产品往往多年不变,相应地,其生产设备也以固定的流水线形式存在,投资大、工艺路径固定,且整体产能受限于生产线的设计能力。由于整条产线串联运行,任何一台设备出现故障都可能导致全线停产,因此设备维护极为关键,必须确保每台设备持续稳定运行。

而在离散制造业中,设备布局是按照工艺类型而非产品来组织的,同一类工艺常配备多台机床。单台设备可独立停机检修,不会中断整个系统的运作。因此,重点在于监控和管理瓶颈工序或关键设备,避免影响整体效率。这种灵活性使得离散企业的设备维护策略更具弹性。
9、批号管理与追溯要求
在流程工业的生产过程中,常常伴随协产品、副产品、废料及回流物料的产生,因此对物料的批号管理要求非常严格。例如制药行业,从原材料采购、供应商信息、中间产物到最终销售的产品,均需完整记录批号信息。一旦发生质量问题,企业能够通过批号实现逆向追踪,精确查出原料来源、生产部门、生产时间等关键节点,快速定位问题根源。

虽然大多数离散制造企业对批号追踪的需求不如流程行业强烈,但随着质量管理意识提升,越来越多的企业正在逐步建立和完善批号跟踪体系,以增强产品质量可控性与可追溯性。
10、作业计划调度机制
流程企业的生产模式为连续性流水作业,仅有连续的工艺流程,不存在离散制造中的明确分级工艺路线。因此,在作业调度层面,无法也不需要细化至具体工序级别,而是以整条生产线为单位进行统一调度。这使得其作业计划的制定与执行相对简化。
相反,离散型企业的作业调度则更为复杂,需综合考虑优先级、工作中心负荷、设备能力以及均衡生产等因素,对工序级和设备级任务进行详细排程。此类调度基于有限能力模型,充分考量工序间的交错、重叠与并行操作,精准计算各环节的开工、完工、准备、排队及转移时间。合理的作业顺序安排有助于显著提升生产效率。
11、数据采集方式比较
流程生产企业自动化水平较高,普遍采用DCS、PLC等控制系统,配合智能仪表和数字传感器实现过程检测与驱动控制;过程管理方面则广泛应用小型机或计算机系统进行自动调控。“计、电、仪”传统分工界限逐渐模糊,信息技术已深度融入各个生产环节。这些自动化装置能实时准确采集现场数据,为MES系统提供可靠的数据源。因此,MES建设的关键在于与这些底层自动化系统实现高效的数据接口对接。

离散企业的数据采集仍以人工上报为主,辅以条形码扫描等半自动化手段,用于收集工时、设备状态、物料使用和质量检验等信息。由于采集周期较长且依赖人工参与,数据易受主观因素干扰,因此必须加强审核机制,确保录入信息的真实性和准确性。
12、作业指令下达方式
在流程行业的MES系统中,不仅需要下发作业指令和PDI(Panel Data Interface,面板数据接口)数据,还需将其转化为各机组及设备的具体操作命令,包括基础自动化设备所需的控制参数(如PID参数——比例积分微分控制),并传送至对应的PCS系统(Production Control System,生产控制系统)执行。
而在离散制造环境中,作业指令通常通过派工单、施工单等纸质文件传达给操作人员,或借助电子看板系统实现信息可视化发布,使员工能及时了解当前工序的生产任务。指令内容涵盖工序的开工与完工时间、生产数量及相关工艺要求等信息。
13、反冲处理机制
流程企业在完成生产后,普遍采用反冲方式进行报工处理。通常只在工艺流程末端设置完工上报点,前端各工序的资源消耗(如人工工时、设备工时、物料使用)则通过系统自动反冲计算,从而实现对在制品库存和成本流转的有效跟踪。
离散制造中的完工报工一般要求每道工序逐一上报,或者仅在关键工序设点进行反冲,对其前置工序实施反冲扣减。MES系统在模块配置时,应充分识别这两类模式的差异,确保功能设计贴合实际业务需求。
14、库房与物料管理模式
对于采取连续生产方式的流程企业,通常不设立中间半成品仓库。配方所需的原材料库位直接布置在对应工序附近。领料操作不是按工序分别领取,而是根据总体生产计划,将所需物料依次领取并存放于各工序旁的暂存区,便于即时投料使用。
在离散制造领域,通常会设立专门的半成品仓库,各生产工序依据既定的生产作业计划及配套物料清单进行领料操作,确保生产流程的有序进行。
关于质量管理:
无论是离散制造还是流程型生产,质量检验与管理在整个生产过程中均占据关键地位。然而,在MES系统中的实现方式存在差异。在流程型生产中,通常采取按生产批号对各工序产品进行抽样检测的方式,以监控整体质量水平。
而在离散制造模式下,针对单件或小批量生产类型,往往要求对每一个零件、每一道加工工序都实施全面的质量检验;对于大批量生产,则普遍采用首件检验、定期抽检以及SPC(统计过程控制)分析相结合的方法,以实现高效且可控的质量管理。
总结来说,不同行业因其生产方式和类型各异——例如离散行业中的单件小批或大规模生产,以及医药、化工、钢铁等各类流程工业——在MES系统的应用上也呈现出多样化特征。因此,在实际实施MES时,必须结合行业特性和企业具体情况进行综合评估与差异化设计。在必要情况下,应基于企业的实际工艺流程开展定制化开发。
目前,国内能够提供高质量定制化MES解决方案的企业相对较少,企业在选型前需深入调研,并通过功能验证来确认系统是否真正满足自身需求。
根据我们此前的调研结果,在若干候选系统中,有一款名为织信的定制型MES系统表现较为突出,具备较高的系统性能与集成能力,同时拥有良好的扩展性。即使在全系统定制的情况下,也能实现快速部署与上线运行,是企业值得重点考察的选项之一。



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