MES行业投资研究报告
2017年10月
目录
1、概述 ........................................................... 3 1.1 工业软件行业背景 ............................................ 3 1.1.1 工业软件现状介绍.......................................... 3 1.1.2 中国工业软件发展规模及特点................................ 7 1.2 MES介绍 ..................................................... 8 1.2.1 MES在国内发展的原因 ...................................... 9 1.2.2 使用MES的目标........................................... 10 1.2.3 MES的作用 ............................................... 11 2、MES行业技术研究 ............................................... 12 2.1 MES功能模块 ................................................ 12 2.2 MES关键技术 ................................................ 13 2.2.1 MES组件 ................................................. 13 2.2.2 MES集成技术 ............................................. 14 2.2.3 数据采集与识别技术....................................... 16 3 、MES行业市场研究 .............................................. 18 3.1 MES行业市场概述 ............................................ 18 3.2 MES行业市场分布 ............................................ 18 3.3 MES行业市场规模 ............................................ 20 3.3.1 全球MES行业市场规模..................................... 20 3.3.2 中国MES行业市场规模..................................... 21 附件一：MES功能模块总体介绍 ...................................... 22 附件二 主要工业软件介绍 .......................................... 23 （一）企业资源计划系统（ERP） .................................. 23 （二）产品生命周期管理（PLM） .................................. 24 （三）数据采集与监视控制系统（SCADA） .......................... 26 （四）制造执行系统（MES） ...................................... 27
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图表目录
表格 1：按嵌入方式划分的工业软件类型 -------------------------------------------------------------------- 3 表格 2：按应用划分的工业软件类型 -------------------------------------------------------------------------- 4 表格 3：计算机辅助生产管理系统的演化历史 ------------------------------------------------------------- 9 表格 4：MES组件分类 ------------------------------------------------------------------------------------------- 14 表格 5：MES集成技术要素表 ---------------------------------------------------------------------------------- 14
图表 1：企业信息化管理软件范围 ----------------------------------------------------------------------------- 4 图表 2：全纬度工业软件分类图 --------------------------------------------------------------------------------- 5 图表 3：智慧工厂产业链 ------------------------------------------------------------------------------------------ 5 图表 4：2012-2018年中国工业软件市场规模及预测 ----------------------------------------------------- 7 图表 5：中国工业软件行业五大特点 -------------------------------------------------------------------------- 8 图表 6：生产发展过程简单定义图 ----------------------------------------------------------------------------- 9 图表 7：制造执行系统工作流程图 --------------------------------------------------------------------------- 11 图表 8：制造现场是企业管理“黑箱” --------------------------------------------------------------------- 11 图表 9：MES实施前后对比图 ---------------------------------------------------------------------------------- 12 图表 10：MES的组成及其与其它系统的关系图 --------------------------------------------------------- 12 图表 11：MES功能模块结构图 -------------------------------------------------------------------------------- 13 图表 12：基于组件的MES系统架构图 ---------------------------------------------------------------------- 14 图表 13：基于API的现有MES技术模型 ------------------------------------------------------------------- 15 图表 14：基于AGENT的未来MES技术模型 ---------------------------------------------------------------- 15 图表 15：数据集成平台模型图 -------------------------------------------------------------------------------- 16 图表 16：智能制造系统架构 ----------------------------------------------------------------------------------- 18 图表 17：MES系统在各行业的应用成功率 ---------------------------------------------------------------- 19 图表 18：MES需求分布 ------------------------------------------------------------------------------------------ 20 图表 19：2004年-2020年全球MES行业市场规模及预测 -------------------------------------------- 20 图表 20：2009年-2018年中国MES行业市场规模及预测 -------------------------------------------- 21
附图 1：PLM软件系统的内容 ---------------------------------------------------------------------------------- 25 附图 2：PLM产品构成 ------------------------------------------------------------------------------------------- 25 附图 3：MES软件发展阶段 ------------------------------------------------------------------------------------- 27
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1、概述
1.1 工业软件行业背景
1.1.1 工业软件现状介绍
工业4.0中的智能制造处处与软件技术相关联。工业4.0本质是基于“信息物理系统”实现“智能工厂”。在生产设备层面，通过嵌入不同的传感器进行实时感知。通过宽带网络，通过数据对整个过程进行精确控制；在生产管理层面，通过互联网技术、云计算、大数据、宽带网络、工业软件、管理软件等一系列技术构成服务互联网，实现物理设备的信息感知、网络通信、精确控制和远程协作。 1.1.1.1 工业软件的定义与分类
工业软件（英文：Industrial Software）是指在工业领域里应用的软件，包括系统、应用、中间件、嵌入式等。一般来讲工业软件被划分为编程语言、系统软件、应用软件和介于这两者之间的中间件。其中系统软件为计算机使用提供最基本的功能，但是并不针对某一特定应用领域。而应用软件则恰好相反，不同的应用软件根据用户和所服务的领域提供不同的功能。
按照嵌入方式可划分为两大类：嵌入式与非嵌入式，具体如下：
表格 1：按嵌入方式划分的工业软件类型
类型
描述
植入到硬件产品或生产设备之中的嵌入式软件，他们被植入硬件产品或生产设备的嵌入式系统之中，
嵌入式
达到自动化、智能化的控制、监测、管理各种设备和系统运行的目的，对应工业4.0中生产设备中的应用。
产品生命周期管理系统（PLM），从产品研发、产品设计、产品生产、流通等各个环节对产品全生命周期进行管理；各
非嵌入式
对生产制造进行业务管理的，各种工业领域专用的工程软件
种计算机辅助设计(CAD)、辅助制造(CAM)、辅助分析(CAE)、辅助工艺(CAPP)、产品数据管理(PDM)等实现生产和管理过程的智能化、网络化管理和控制，对应工业4.0中生产管理中的应用。
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操作系统、嵌入式数据库和开发工具、应用软件等
代表
工业软件一般按照应用分为研发设计类、生产调度和过程控制类、业务管理类三大领域。
表格 2：按应用划分的工业软件类型
资料来源：产研智库
图表 1：企业信息化管理软件范围
注：除MES系统外，其他主要系统介绍请参见附件二《主要工业软件介绍》
工业4.0将各种工业软件充斥到制造流程之中，从供应链管理、产品设计、生产管理、企业管理等四个维度，提升“物理世界”中的工厂/车间的生产效率，优化生产工程。工业4.0中囊括了PDM（生产数据管理）、SCM（产业链管理）、PLM（产品生命周期管理）、CAD（计算机辅助设计）等软件系统以及数据处理
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系统，能够将分散的各种信息汇总分析，从而解决产品生命周期的不断缩短、物流交货周期的不断加快以及客户定制要求的多样化的问题，为制造工艺带来决定性的影响。
图表 2：全纬度工业软件分类图
如果从任意一个纬度来看工业4.0，都有可能是完全不同的结果。但是，无论从哪个纬度，信息处理的关键点“信息”与物理现象的关键点“网络”之间的连接处都是“工厂/车间”。因此，“信息物理系统”作为实体的操作设备，其作用是对于任何纬度的定位都是对等的，其接续性是特定的前提。
图表 3：智慧工厂产业链
传感器 •向微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化发展 以太网 •互联互通、实时控制，进而实现安全、节能 工业软件 •提高设备智能水平，加强生产线协同水平，优化多生产线资源配置，实现生产能力、供应链及市场需求的动态匹配 机器人 •在精确性、速度性、经济性、适应性、客观性、重复性方面提升工业制造水平 智能物流 •节约劳动力成本、租金成本，提升管理效率 5
1.1.1.2 工业软件发展态势 工业软件市场发展特点
（1）市场规模保持增长但增速放缓
企业级软件是企业IT支出的重要部分，其市场规模变化反映了企业IT投资的意愿和力度，与企业对全球经济发展形势及其业务发展的预期呈现显著相关性。2014年，全球企业级软件市场规模基本维持了自2012年以来的高速增长态势，表示出企业为应对日益激烈的市场竞争，仍然把新一代信息技术的应用视为提升其竞争力的重要手段。但从增速看，近三年来呈现出较大波动，2014年同比增长虽然高于去年同期，但增幅仍不达市场此前的预期，表现出企业的投资能力以及对未来经济发展的走势预期不如此前乐观。
（2）数据驱动业务发展的理念深入人心
2014年，企业级软件市场的增长主要受安全、存储管理和客户关系管理软件及服务的推动，尤其是客户关系管理和供应链管理软件及服务的销售增长较快。同时，与大数据有关的信息采集、管理和分析产品市场开始升温，例如企业内容管理、企业数据采集工具、数据质量改善和集成工具、数据分析工具等软件的销售额稳步增长。这些产品的市场规模目前在产业结构中占比不高，但是在企业客户群体中已得到广泛的关注。这显示出“数据驱动业务发展”的理念逐渐被大部分企业接受和重视，将其视为降低成本、开拓市场、促进销售等提升自身核心竞争力的重要手段。
（3）工业云服务市场迅速升温
在云计算技术飞速发展的推动之下，越来越多的企业级软件厂商推出在公有云平台上部署的SaaS服务，这些服务逐渐集成，形成面向具体行业的工业云服务平台。物联网的发展催生了一种面向工业领域的新型云服务——泛在传感信息的数据集成和分析，以GE为代表的工业技术和服务企业实现跨界发展，开拓出基于工业互联网的新型工业云服务模式。
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1.1.2 中国工业软件发展规模及特点
2014年我国工业软件市场规模约为1000亿元，比2013年增长16.9%，增速比上年回落0.6个百分点。2013年初，多家研究机构预测中国工业软件市场将保持约19%的复合增长率直到2015，从2014年数据情况看远不及预期。增速回落的主要原因在于工业发展进入爬坡过坎的关键阶段，工业企业平均利润增长出现同比下滑，拖累企业IT支出增长停滞。据中国产业调研网发布的2017年版中国工业软件行业深度调研及市场前景分析报告显示，工业软件增速放缓，但仍稳步增长：我国工业软件覆盖面广泛，包括汽车、机械、化工、能源等领域，近年来制造业面临产能过剩，工业软件发展增速放缓，但仍维持在14%以上。
图表 4：2012-2018年中国工业软件市场规模及预测
1800160014001200100080060040020002012A2013A2014A2015A2016A2017EYoY2018E国内工业软件市场规模（亿元） 0.00%5.00%15.00%20.00%25.00%10.00% 发展特点：
（1）市场增长的动力主要来自重点行业带动
2014年，我国工业发展进入转型升级的阵痛期，工业企业平均利润增长同比下滑，拖累企业的总体IT支出增长停滞。但随着国家加大对两化深度融合的推进力度，轨道交通、航空航天、能源电力、装备制造等重点领域加快发展智能制造，对工业软件市场规模的增长形成了有力带动。
（2）业务管理和市场分析类SaaS产品市场快速增长
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经济形势低迷以及电子商务的兴起催生了企业利用信息技术提升市场营销能力的需求，同时云服务交付灵活、按需付费的优势降低了企业的一次性支付压力，得到更多企业的青睐。2014年，用友、金蝶等业务管理和市场分析类软件厂商纷纷加快了向云计算转型的速度，而传统的信息系统集成厂商的业务遭遇显著冲击。
（3）生产调度和过程控制软件市场快速升温
2014年，国家做出以智能制造为切入点推进两化深度融合的重要部署，陆续出台了多项措施，促进工业和制造企业在生产过程应用软件和信息技术，改善生产效率，降低能耗。受此利好带动，生产调度和过程控制软件市场的规模和关注度均迅速提升。
图表 5：中国工业软件行业五大特点
1.2 MES介绍
MES（Manufacturing Execution System）是美国管理界上世纪90年代提出的新概念，MESA(MES国际联合会)对MES的定义是：MES能通过信息传递对从订单下达到产品完成的整个生产过程进行优化管理。当工厂发生实时事件时，MES能对此及时做出反应、报告，并用当前的准确数据对它们进行指导和处理。通过双向的直接通讯在企业内部和整个产品供应链中提供有关产品行为的关键任务信息。
MES是将企业生产所需的核心业务的所有流程整合在一起的信息系统，它提供实时化、多生产型态架构、跨公司生产管制的信息交换；可随产品、订单种类
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及交货期的变动弹性调整参数等诸多能力，能有效的协助企业管理存货、降低采购成本、提高准时交货能力，增进企业少量多样的生产控管能力。
MES系统一般包括订单管理、物料管理、过程管理、生产排程、品质控管、设备控管及对外部系统的PDM整合接口与ERP整合接口等模块。
1.2.1 MES在国内发展的原因
实际上，MES的出现比ERP还要早，但是在国内制造业发展的趋势中，企业选择先解决管理问题，工厂以及车间的控制要滞后于企业层的管理，因此MES的发展在国内要远比ERP落后。
表格 3：计算机辅助生产管理系统的演化历史
序号 1 2 3 4 5 时间 1960s 1970s 1980s 1990s 未来 产品
财会系统 物料需求计划（MRP）
制造执行系统（MES）、制造资源计划（MRPⅡ）、分销资源计划（DRP） 可集成的MES（I-MES）、企业资源计划（ERP）、供应链管理（SCM） 新一代解决方案：同步、模块化、面向对象、可伸缩、面向产业和基于战略 总结可以归纳为以下几个方面：1、国家政策影响，深化落实“节能经济”模式的发展需要。从“制造大国”向“制造强国”转变的必经之路。2、行业市场竞争需求，客户无法及时了解到订单情况，无法适应“小批量多品种”的生产模式，且生产成本居高不下。3、企业信息化的需求，ERP生产计划缺乏时效性，无法在第一时间收集企业生产的第一手信息。管理系统与工控系统存在“断层”问题，生产绩效分析缺乏直观的参考数据。4、生产制造环节提高生产效率的必要手段，实现产品质量实现动态跟踪，物料供求平衡的主要工具。
图表 6：生产发展过程简单定义图
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从图表6可知，在企业信息化建设中，MES处于计划层与控制层之间，承上启下，是ERP与DCS系统之间的信息纽带。MES通过与ERP、自动化控制系统的协同，实现从定单到成品入库全过程的自动化。
1.2.2 使用MES的目标
（1）精益化生产MES制造执行系统将生产物料、工艺管理、产能信息进行信息化管理，制定生产计划客观、合理、精准适应了生产过程的实际需要。 （2）实现由人工管理向信息智能化管理转化MES制造执行系统在对生产过程中需要的人、机、物以及合理的时间计划等资源进行合理利用，摒弃传统的人工经验式的管理，取而代之的则是，科学、合理、高效的信息化自动管理。 （3）有效控制生产成本MES制造执行系统通过数据自动采集技术和工业条码技术实现了生产过程可视化生产，生产质量实现可追溯。产品质量事中控制，提高生产质量和生产效率，减少损耗，降低生产成本。
（4）企业考核实现数据化MES制造执行系统自动记录下生产过程中产生的各种数据，生成报表，为生产企业各种考核提供依据，而企业可以依据报表数据按照考核制度，进行考核。
（5）有效防止信息失真MES制造执行系统采用了工业条码技术，成为计算机代码的载体，这样使得生产过程全程可控，实现了可视化生产，生产过程中的所有信息都能够实时掌握，促进生产计划的调整，防止信息人为传递时造成信息失真、冗余和虚假。
综上，MES的定位，是处于计划层（ERP）和现场自动化系统（DCS）之间的执行层，主要负责车间生产管理和调度执行。一个设计良好的MES系统可以在统一平台上集成诸如生产调度、产品跟踪、质量控制、设备故障分析、网络报表等管理功能，使用统一的数据库和通过网络联接可以同时为生产部门、质检部门、工艺部门、物流部门等提供车间管理信息服务。系统通过强调制造过程的整体优化来帮助企业实施完整的闭环生产，协助企业建立一体化和实时化的ERP/MES/SFC信息体系。
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1.2.3 MES的作用
制造业关心三个问题：“生产什么”、“生产多少”、和“如何生产。”ERP回答的是前两个问题，而“如何生产”（包括可以生产什么、在什么时间生产什么、在什么时间已生产什么、质量如何、效益如何）是由生产现场的过程控制系统来管理的。对于“计划”如何下达到“生产”环节，生产过程中变化因素如何快速反映给“计划”，在这个“计划”与“生产”之间需要一个“实时的信息通道”，即MES系统，如下图所示：
图表 7：制造执行系统工作流程图
制造现场是企业管理的枢纽，也是各种矛盾的交汇点：
图表 8：制造现场是企业管理“黑箱”
工具工装管理（TOOL） 设备管理（TPM） 人力资源管理（HRM） 成本管理（CST） 质量管理（TQM） 计划管理（MPS/MRP） 库存管理 技术/工艺管理（CAPP） 黑箱（制造现场） 11
采购供应管理（PUR）
图表 9：MES实施前后对比图
2、MES行业技术研究
2.1 MES功能模块
MES的组成及其与其它系统的关系如下图所示：
图表 10：MES的组成及其与其它系统的关系图
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为实现图10所述关系，MES系统具有以下几个基本要素： 2个通信接口：与控制层接口和与业务计划层接口。 4个重点功能：生产管理、工艺管理、过程管理和质量管理。
11个基本功能：(1)生产资源分配与监控； (2)作业计划和排产；(3)工艺规格
标准管理；(4)数据采集(装置在线连接采集实时数据和各种参数信息,控制系统接口,生成生产数据记录、质量数据、绩效信息、台帐累计)；(5)作业员工管理；(6)产品质量管理；(7)过程管理(过程控制、APC、基于模型的分析与模拟、与外部解析系统接口)；(8)设备维护；(9)绩效分析；(10)生产单元调度；(11)产品跟踪。
通过上述11个功能，实现了图表10 所示的六个主要业务模块。
图表 11：MES功能模块结构图
具体每个模块的内容请参见附件一《MES功能模块总体介绍》
2.2 MES关键技术
2.2.1 MES组件
组件也叫构件、控件等。简而言之，组件就是对象，组件是对数据和方法的封装。
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2.2.1.1 MES组件分类
表格 4：MES组件分类
类别 描述 具体功能或产品
标准组件是MES底层核心功能的集合，它
标准组件 提供整个MES系统的运行环境，为上层实
现MES具体功能的组件服务。
通用组件则是跨行业的，实现大多MES系
通用组件
统所包含的功能。
工作流组件、查询组件、搜索组件、视图组件、消息组件、分类组件、系统集成插件等
优化计算、误差分析、故障诊断、数据可视化界面、报表、日期管理、事件管理等 生产过程模型、业务模型、设备监测、设
行业组件是针对特定行业中的典型需求，
行业组件 备维护、物料平衡、生产计划调度、生产
实现其相应具备的功能。
绩效分析、动态成本分析等。
专业组件是根据特定类型的MES系统的特
专业组件 生产过程动态仿真、物料跟踪等
殊要求，提供定制化功能的组件
2.2.1.2 基于组件的MES系统架构
图表 12：基于组件的MES系统架构图
2.2.2 MES集成技术
表格 5：MES集成技术要素表
序号 1 2 3 4 名称 中间文件转换 数据复制 数据聚合 API（现广泛使用的，应用程关键技术 数据库 数据库 数据库 一些用C 语言编写的由操作系统自身调用的函数,14
代表产品 Oracle Oracle Oracle
序接口） 同一对象模型（Agent，未来将代替API） XML（The Extensible Markup Language可扩展标识语言） 用来控制Widows 的各个部件的外观和行为。 在MES 技术模型中使用Agent 代替API ,意味着使用一种智能程序来代替简单函数来集成系统。这意味着系统之间的集成更系统、更能有机的融合、系统对外部的响应更加智能化。 目前来看是跨平台的数据集成的最佳解决方案，值得在未来的系统集成实践中大力推广。 API接口提供一组对DI服务器进行操作的应用编程7 DI（数据集成平台） 接口，通过这组接口可以开发基于DI的各种应用程序。采用数据集成平台实现多个软件系统的集成，将成为未来系统集成的一种重要方式。 中科院软件所自主研发，已在现飞机公司应用。 5 6 各技术对比如下：
（1） 基于API的现有技术模型
图表 13：基于API的现有MES技术模型
（2）基于Agent的未来技术模型
图表 14：基于Agent的未来MES技术模型
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（3）数据集成平台（DI）技术模型
图表 15：数据集成平台模型图
2.2.3 数据采集与识别技术
2.2.3.1 条码技术
条码由一组排列规则的条、空和相应的字符组成。具体分为一维条码与二维条码。
一维条码 二维条码
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优点：成本低 缺点：
（1）因为每个信息读写点都必须从主机获取数据，对通讯的要求很高 （2）所有的信息都存储在数据库里，要求有大容量的数据库和高速度的主机 （3）通讯线路的错误将导致生产的停止 2.2.3.2 RFID技术
RFID 是Radio Frequency Identification的缩写，即无线射频识别。常称为感应式电子晶片或近接卡、感应卡、非接触卡、电子标签、电子条码，等等。 RFID系统组成
标签(Tag)：由耦合元件及芯片组成，每个RFID标签具有唯一的电子编码，附
着在物体上标识目标对象，俗称电子标签或智能标签；(有源标签，无源标签) 读取器/读写器(Reader/Writer)：读取(有时还可以写入)标签信息的设备，可
设计为手持式或固定式；
天线(Antenna)：在RFID标签和读取器间传递射频信号。 一套完整的系统还需具备：数据传输和处理系统。 这种方式的优点是：
产品携带着加工和质量数据 响应速度快
对主机的通讯要求较低
无需每个读写点都和主数据库通讯 与主机的通讯失败不会导致生产的停止
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3 、MES行业市场研究
3.1 MES行业市场概述
图表 16：智能制造系统架构
由于国内制造业的自动化水平极不均衡，流程工业自动化水平远高于离散工业，因此离散工业是未来智能化改造的主战场。离散工业中自动化水平最低的是制造执行环节，MES 系统的应用则是解决该痛点的关键。目前，国内约有33.2%的企业应用了MES 系统，但其中仍有半数企业无法实现上层管理系统和下层执行系统的集成。未来，MES 系统的普及与升级改造需求将带来广阔的市场空间。
3.2 MES行业市场分布
目前，MES商业化软件的应用率不高。企业在实施MES时购买商业化MES系统的企业不足1/3，38%的企业选择自主开发MES系统，27%的企业选择合作开发MES系统。企业对MES系统的认知需进一步提升。主要表现在，MES系统实施完后达到项目预期的仅为55%，还有45%的企业MES项目的实施并没有达到初期的目的。
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MES主要应用在以下两个方面的工业制造领域。流程型制造行业如石油石化、化工、冶金矿业、制药和食品饮料等民生行业；离散型制造行业如汽车、机械制造和电子通信行业。
在流程型制造行业中MES应用程度较高。2013年石油石化和化工行业原有自动化和信息化的程度较高，生产工艺发展，MES应用较早，已经进入较为成熟的应用阶段；冶金矿业由于产能过剩，行业增速放缓，MES增量需求疲软；民生行业的制药和食品饮料行业由于下游需求旺盛，MES增量需求呈现快速增长态势。
在离散型制造行业中MES应用程度较低。离散型制造业过往通过ERP或者MRP进行企业管理，由于当时制造业各项成本较低，能保证企业较高的毛利水平，企业很少关注上层与下层之间的中间层管理工作。但随着人力资源和土地成本的不断增加，环境成本不断上升，市场竞争愈加激烈，大环境发生天翻地覆的改变，离散型制造业提出了柔性生产的要求。2013年国内汽车行业市场竞争加剧要求MES系统自上而下覆盖整车厂和汽车零部件厂。机械制造行业随着各项宏观政策的落地，基础设施建设加快，整个行业触底反弹，工程机械行业对MES需求平稳增长。而以组装为主的劳动密集型电子通信行业，对流水线速度和品质均有较高要求，关注物料供给、产品溯源和技术工KPI绩效，MES在该行业应用比较普遍。随着消费电子行业持续稳定增长，MES在该行业的应用也呈现出快速增长态势。
图表 17：MES系统在各行业的应用成功率 机械与装备行业, 49% 冶金与石化行业, 62% 汽车与零部件行业, 60% 电子电器行业, 59% MES作为新兴的市场，在中国的潜能巨大。在全国1200家工业企业中，有1007家企业对MES有潜在需求，占比高达84%。中国的MES市场处于快速的成长和发展期，未实施MES的企业需求固然巨大，但已实施了MES系统的企业对
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MES的升级需求占比也较高。MES厂商应该对MES的升级需求保持高度的关注度。未应用MES的企业需求占比69%，已应用MES的企业需求占比31%。
图表 18：MES需求分布
无需求, 16% 潜在需求, 84% 其他, 100% 未应用MES企业需求, 已应用MES企业需69% 求, 31% 3.3 MES行业市场规模
3.3.1 全球MES行业市场规模
MES属于企业信息化的一部分，由美国AMR公司首先提出，随后在美国欧洲得到快速发展。MES软件未来市场空间广阔，复合增速保持在40%左右。2014年全球MES行业市场规模约为416亿元，过去5年保持年均21.65%的高速增长，到2020年，MES行业市场规模有望达到931亿元，未来保持年均18%的复合增速。
图表 19：2004年-2020年全球MES行业市场规模及预测
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3.3.2 中国MES行业市场规模
MES在中国的需求较为旺盛，2014年MES行业市场规模约为26亿元，同比增长25%，预计到2018年市场规模将达到100亿元，未来平均增幅保持在40%左右。并且从增速对比，国内MES市场相对于国际市场增速显著更高，这得益于国内较大的工业自动化改造实践。
图表 20：2009年-2018年中国MES行业市场规模及预测
1201008060402002009A2010A2011A2012A2013A2014A2015A2016A2017E2018E中国MES行业市场规模（亿元） 9 11 13 17 21 26 34 47 71 100 国内MES 系统2014 年市场规模约为26 亿元，根据方正证券研究所的预计，2014 年至2018 年的年均复合增速将达到40%，2018 年国内MES 系统市场规模将达到100 亿元。
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附件一：MES功能模块总体介绍
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附件二 主要工业软件介绍
（一）企业资源计划系统（ERP）
ERP——Enterprise Resource Planning企业资源计划系统，是指建立在信息技术基础上，以系统化的管理思想，为企业决策层及员工提供决策运行手段的管理平台。ERP系统集中信息技术与先进的管理思想於一身，成为现代企业的运行模式，反映时代对企业合理调配资源，最大化地创造社会财富的要求，成为企业在信息时代生存、发展的基石。
进一步地，我们可以从管理思想、软件产品、管理系统三个层次给出它的定义：
（1）是由美国著名的计算机技术咨询和评估集团Garter Group Inc.提出的一整套企业管理系统体系标准，其实质是在MRP II（Manufacturing Resources Planning,“制造资源计划”）基础上进一步发展而成的面向供应链（Supply Chain）的管理思想；
（2）是综合应用了客户机/服务器体系、关系数据库结构、面向对象技术、图形用户界面、第四代语言（4GL）、网络通讯等信息产业成果，以ERP管理思想为灵魂的软件产品；
（3）是整合了企业管理理念、业务流程、基础数据、人力物力、计算机硬件和软件于一体的企业资源管理系统。
具体来讲，ERP与企业资源的关系、ERP的作用以及与信息技术的发展的关系等可以表述如下：
（1）企业资源与ERP厂房、生产线、加工设备、检测设备、运输工具等都是企业的硬件资源，人力、管理、信誉、融资能力、组织结构、员工的劳动热情等就是企业的软件资源。企业运行发展中，这些资源相互作用，形成企业进行生产活动、完成客户订单、创造社会财富、实现企业价值的基础，反映企业在竞争发展中的地位。ERP系统的管理对象便是上述各种资源及生产要素，通过ERP的使用，使企业的生产过程能及时、高质地完成客户的订单，最大程度地发挥这些资源的作用，并根据客户订单及生产状况做出调整资源的决策。
（2）调整运用企业资源。企业发展的重要标志便是合理调整和运用上述的资源，在没有ERP这样的现代化管理工具时，企业资源状况及调整方向不清楚，要做调整安排是相当困难的，调整过程会相当漫长，企业的组织结构只能是金字塔形的，部门间的协作交流相对较弱，资源的运行难于比较把握，并做出调整。信息技术的发展，特别是针对企业资源进行管理而设计的ERP系统正是针对这些
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问题设计的，成功推行的结果必使企业能更好地运用资源。
（3）信息技术对资源管理作用的阶段发展过程。计算机技术特别是数据库技术的发展为企业建立管理信息系统，甚至对改变管理思想起着不可估量的作用，管理思想的发展与信息技术的发展是互成因果的环路。而实践证明信息技术已在企业的管理层面扮演越来越重要的角色。
信息技术最初在管理上的运用，也是十分简单的，主要是记录一些数据，方便查询和汇总，而现在发展到建立在全球Internet基础上的跨国家,跨企业的运行体系，初略可分作如下阶段:
A.MIS系统阶段(Management Information System)企业的信息管理系统主要是记录大量原始数据、支持查询、汇总等方面的工作。
B.MRP阶段(Material Require Planning)企业的信息管理系统对产品构成进行管理，借助计算机的运算能力及系统对客户订单、在库物料、产品构成的管理能力，实现依据客户订单，按照产品结构清单展开并计算物料需求计划。实现减少库存，优化库存的管理目标。
C.MRPⅡ阶段(Manufacture Resource Planning)在MRP管理系统的基础上,系统增加了对企业生产中心、加工工时、生产能力等方面的管理，以实现计算机进行生产排程的功能，同时也将财务的功能囊括进来，在企业中形成以计算机为核心的闭环管理系统，这种管理系统已能动态监察到产、供、销的全部生产过程。 D.ERP阶段(Enterprise Resource Planning)进入ERP阶段后，以计算机为核心的企业级的管理系统更为成熟，系统增加了包括财务预测、生产能力、调整资源调度等方面的功能。配合企业实现JIT管理全面、质量管理和生产资源调度管理及辅助决策的功能。成为企业进行生产管理及决策的平台工具。
E.电子商务时代的ERP Internet技术的成熟为企业信息管理系统增加与客户或供应商实现信息共享和直接的数据交换的能力，从而强化了企业间的联系，形成共同发展的生存链，体现企业为达到生存竟争的供应链管理思想。ERP系统相应实现这方面的功能，使决策者及业务部门实现跨企业的联合作战。
由此可见，ERP的应用的确可以有效地促进现有企业管理的现代化、科学化，适应竞争日益激烈的市场要求，它的导入，已经成为大势所趋。
（二）产品生命周期管理（PLM）
PLM软件是重要的工业软件。PLM软件可以让企业高效且经济地管理一个产品的生命周期，从产品构思、设计与制造，一直到服务和退市处理。 计算机辅助设计 (CAD)、计算机辅助制造 (CAM)、产品数据管理 (PDM) 和制造过程通过 PLM 无缝地集成在一起。PLM与SCM、ERP分别从不同维度出发，PLM从时间
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的维度看世界，并且偏重于产品设计层面，与MES层相互连接，是数字化工厂的需求源头。
PLM产品构成包括三类：（1）CAX类产品，包括集中于创建3D几何图形、产品设
计和产品数据形成的CAD软件，计算机辅助系统进行场景建模，数值分析的CAE软件，利用计算机进行生产设备管理控制和操作的过程模拟软件CAM。（2）PDM产品，这类软件是协同产品定义管理软件，在产品全生命周期体系下，存储和检索
产品和产品数据；（3）数字化制造车间，主要用于计划和模拟整个制造过程。 在PLM行业目前的产业结构中，国内供应商也可以大致分成三类：（1）以计算机辅助设计（CAD）为主体，代表性厂商有西门子、达索和PTC；（2）以PDM为主体的PLM厂商，主要代表性厂商包括北京艾克斯特、清软英泰、上海思普和武汉开目等；（3）以PLM+ERP为主的信息化解决方案提供商，包括用友、甲骨文、SAP等。
附图 1：PLM软件系统的内容
资料来源：产研智库
附图 2：PLM产品构成
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资料来源：产研智库
（三）数据采集与监视控制系统（SCADA）
（1）SCADA系统概述
SCADA（Supervisory Control and Data Acquisition）系统，即数据采集与监视控制系统。SCADA系统的应用领域很广，它可以应用于电力系统、给水系统、石油、化工等领域的数据采集与监视控制以及过程控制等诸多领域。在电力系统以及电气化铁道上又称远动系统。
SCADA系统是以计算机为基础的生产过程控制与调度自动化系统。它可以对现场的运行设备进行监视和控制，以实现数据采集、设备控制、测量、参数调节以及各类信号报警等各项功能。
（2）SCADA系统发展历程
SCADA系统发展到今天已经经历了三代。
第一代是基于专用计算机和专用操作系统的SCADA系统，如电力自动化研究院为华北电网开发的sd176系统以及在日本日立公司为我国铁道电气化远动系统所设计的h-80m系统。这一阶段是从计算机运用到SCADA系统时开始到70年代。
第二代是80年代基于通用计算机的SCADA系统，在第二代中，广泛采用vax等其它计算机以及其它通用工作站，操作系统一般是通用的Unix操作系统。在这一阶段，SCADA系统在电网调度自动化中与经济运行分析，自动发电控制（agc）以及网络分析结合到一起构成了ems系统（能量管理系统）。第一代与第二代SCADA系统的共同特点是基于集中式计算机系统，并且系统不具有开放性，因而系统维护，升级以及与其它联网构成很大困难。
90年代按照开放的原则，基于分布式计算机网络以及关系数据库技术的能够实现大范围联网的ems/SCADA系统称为第三代。这一阶段是我国SCADA/ems系统发展最快的阶段，各种最新的计算机技术都汇集进SCADA/ems系统中。这一阶段也是我国对电力系统自动化以及电网建设投资最大的时期，国家计划未来三年内投资2700亿元改造城乡电网可见国家对电力系统自动化以及电网建设的重视程度。
第四代SCADA/EMS系统的基础条件已经诞生。该系统的主要特征是采用Internet技术、面向对象技术、神经网络技术以及JAVA技术等技术，继续扩大SCADA/EMS系统与其它系统的集成，综合安全经济运行以及商业化运营的需要。 SCADA系统在电气化铁道远动系统的应用技术上已经取得突破性进展，应用上也有迅猛的发展。由于电气化铁道与电力系统有着不同的特点，在SCADA系
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统的发展上与电力系统的道路并不完全一样。在电气化铁道远动系统上已经成熟的产品有由我所自行研制开发的HY200微机远动系统以及由西南交通大学开发的DWY微机远动系统等。这些系统性能可靠、功能强大，在保证电气化铁道供电安全，提高供电质量上起到了重要的作用，对SCADA系统在铁道电气化上的应用功不可没。
（四）制造执行系统（MES）
MES软件在发展历程中，伴随着功能的完善，和其他软件的发展进程，一共经历了四代产品更替。第一代MES中是单一的，按工业待定要求的应用；此后，MES融合了多种其他应用软件的功能，到第四代MES时，已经是基于指标、基于数据、基于约束的实时的、柔性的、敏捷的制造系统。
附图 3：MES软件发展阶段
资料来源：产研智库
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