MES 是什麼？ MES 製造執行系統有哪些核心功能？
在智慧製造的過程中，除了我們常聽到的 AI、物聯網、 3D 列印等一系列新興科技外，實際上，在工廠內部的系統也扮演相當重要的角色，當中以 MES 系統，或稱為「製造執行系統」尤是，「製造執行系統」的主要功能為協助梳理營運流程，並確保從從工單、生產、設備管理、保養、品質管制到出入庫、進出貨等流程順暢， MES 本身是一種能夠主動收集及監測生產過程中所產生的資料，以確保產品生產品質的應用軟體， 是一種「機器對機器溝通」的軟體， 結合如 APS、SCADA 系統後，成為許多製造業者的「工廠大腦」， 能執行複雜的營運廠務管理，在實際採用面上，企業 MES 可能較 AI、 5G 等更為普及；若從 MES 發展史來看， 1997 年，製造企業解決方案協會（ Manufacturing Enterprise SolutionsAssociation International， MESA）， 提出 11 個核心製造執行系統功能，這 11個核心功能幾乎囊括製造業的整體營運活動，介紹如下。表一、 MES 系統 11 大核心功能介紹
| 功能名稱 | 功能說明 |
| 資源分配情況 | 透過即時資料追蹤和分析工廠資源狀態（包含機器、材料和人力）， 按需進行求資源調度。 |
| 營運排程明細 | 根據生產狀況安排產能、時間規劃，優化效能。 |
| 生產分配概況 | 即時管理生產資料流程，快速調整生產流程。 |
| 文件管理 | 將生產所產生文件，例如作指令、繪圖、標準作業程序、 批次記錄進行文檔管理，避免錯置遺失。 |
| 資料取得與搜集 | 方便企業追蹤並收集流程、材料和作業的即時資料。 |
| 人力管理 | 這裡的人力管理指的是工廠人力的管理，而非企業企業 總體人力資源佈局， 追蹤員工排程、資格和權限。 |
| 品質管理 | 監測品質偏差和異常狀況，優化品質管理流程。 |
| 生產程序管理 | 管理從從訂單到成品生產程序， 建立完整的生產可追溯 性， 讓營運端掌握生產的品質的瓶頸。 |
| 設備維護管理 | 發覺設備潛在問題，調整設備、工具和機器維護排程， 以減少工廠停機時間並提高生產效能。 |
| 產品歷史紀錄追蹤 | 掌握產品生產履歷，方便符合產業政策法規與控管。 |
| 成效分析比較 | 進行產出與投入比較，便於調整工廠未來生產計畫。 |
MES 對電子製造的重要性為何？ 未來應用方向為何？
從產業別來看， 汽車零組件業、精密機械業、塑橡膠業、半導體業、電子零組件業都是 MES 常見的使用者， 對電子製造業而言，其複雜的工序、生產流程、品質管理皆需要大量的人力與設備執行，自動化程度也較其他產業來得高，在智慧製造的催化下，業者透過整合真實世界和虛擬世界（ 資訊物理系統） 來達到更高的效率， 例如使用數位分身進行產品創新（以及模擬製造效率和有效性），同時消除風險和最大化性能，而物聯網連接的操作是智慧製造不可或缺的一部分，連接機器以收集數據並監控整個工廠的生產過程，這些對MES系統帶來巨大改變，過去封閉式的作法在雲端的催化下開始與其他數位科技融合。根據全球工控軟體業者調查指出，電子製造對 MES 的要求更上層樓， 業者需要達到橫跨智慧製造流程所有階段（設計、虛擬模擬、可製造性設計、 製程優化、生產執行）的一致性、 固定格式的數據，業者需要一個可擴展、端到端、 集團或企業層級的MES架構來完成任務，一種專門為電子製造業量身打造的解決方案。 當前許多電子製造業者面臨著諸多壓力和挑戰， 包括成本上升、運營效率低下和產品發布週期縮短，對於 MES 達到端到端（ End to End）的要求迅速崛起，許多國際電子製造業者正透過 MES 來應對這些壓力和挑戰， MES 需要具有高水平的可擴展性、快速實施和（在需要時）可配置性的功能。 在談到端到端前，我們須先了解三大要素， 調研機構 Aberdeen 指出，有三種 KPI 指標能夠衡量 MES是否能夠滿足業者需求，第一為完全即時交付（ Complete and on-time3delivery），顧名思義， 按時交付產品完成百分比與總投入比率；第二為整體設備效率（ overall equipment effectiveness， OEE）， OEE 由日本機械設備維修協會提出，是製造端非常重要的營運指標， 由稼動率、性能、品質這三項子要素計算出來的，以理想的 100％效率與實際的設備效率作為比較，在製造現場找出浪費的源頭、類型與挑戰，就能讓企業有提升設備效率為目標的改善循環。 第三個指標為產品交付期間（ Manufacturing cycle Time）， 該指標是指工廠生產一件產品從開始到結束所需要的時間，產品交付期間也能應用在產品從開始設計到結束的過程， 或是把原材料，經過一系列工序加工成產品的時間， 業者認為，產品交付期間比較的時間應以兩年作為一個比較基準較為客觀。圖一、 企業要達到端到端生產需確保許多關鍵功能
資料來源： Aberdeen
多家研究機構認為， 一流電子製造業者能在完全即時交付指標上透過按時交付98% 的產品，在 OEE 指標上達到 98%， 並將製造週期時間縮短 25%， 顯然，這使得製造成本顯著降低，而且客戶服務體驗更完善，而這些皆需要仰賴好的MES 系統來協助管理，也是企業在採購相關軟體時可參考的指標。 回到端到端生產， 真正的端到端的電子 MES 解決方案必須提供智慧製造生產流程多種項目，例如透過基於物聯網的即時感測器數據轉化為可操作的洞見，並使用即時生產分析生成閉環反饋來提升產品質量和持續改進製成； 而印刷電路板 (PCB) 設計/生產和機械/組裝問題，業者會根據他們生產的產品（機械系統）進行測量， 無論是生產智慧電視、手機還是娛樂設備都會涉及塑料、金屬壓裝、 CNC 和裝配工作， 傳統上，電子和機械系統製造完全脫節。然而， MES 在電子智慧製造中的4作用需要端到端企業級 MES，以確保製造的電子 (PCB) 和機械方面的生產執行。地緣政經發酵與區域製造下， MES導入能幫上什麼忙？
在本段內文中，我們將探討在地緣政經變動與區域製造的環境下，製造執行系統（Manufacturing Execution System，MES）的重要性與功能。面對全球化與區域化製造的挑戰，如何藉由MES導入進而優化生產流程，提高生產效率，並達到更高的生產質量是企業追求的目標。MES作為企業的重要工具，將發揮著如何幫助企業有效應對這些變動。 在地緣政治經濟的影響下，企業必須靈活調整其生產策略以應對國際貿易的變化，這可能包括對供應鏈的重新配置，甚至是生產基地的遷移。此時，MES 的即時監控和數據分析能力，可以幫助企業更快速地適應變化，找出最佳的生產解決方案。 在區域製造的背景下，企業必須兼顧地方規模經濟和生產資源的最佳配置。MES的功能如生產計劃和排程、生產跟蹤和工序控制、品質管理等，能夠使企業更好地掌握生產進度，提高生產效率，並確保生產質量，從而在區域製造的競爭中立足。（一）機會一：國際關係迫使企業尋找替代生產基地
若將端到端拉高到總體環境來看，應可發現電子製造業將更需要這種生產模式，與更智慧化的 MES 系統來處理。 從當前供應鏈角度來看，由於受到國際情勢與地緣政經發酵影響，許多電子製造業者開始採取「中國+N」的策略分散營運風險， 根據調查， 過去在國際貿易盛行各國全球最低成本與最大產能，例如 1982年，美國跨國企業僅有 30%的勞動力在海外，但到了 2014 年，該比例卻暴增至60%，中國即是其中勞動力分布最密集的海外據點。但近年來中國大陸扶植本土產業、竊取國外廠商技術，加上清零政策，加速外國廠商撤出。雖然傳統上多能透過商業合作與多方協定化解衝突，但當前國際做法以孤立取代合作，法案的型態也開始走向「訂定自家標準，同時排除他國標準」、「在地生產、在地供應」，與「建立理念相同的產業供應鏈」，能與各國政府交涉的業者，幾乎清一色都是科技與半導體大廠，其餘產業多半僅能跟著配合，供應鏈同盟的時代正式來臨。 同時， 政府的推力也是製造業供應鏈移轉的主因之ㄧ舉例而言， 歐盟執委會在2022 年 2 月推出《歐洲晶片法案》，計畫投入超過 480 億美元的投資來以強化歐洲的晶片研究與生產能力，《歐洲晶片法案》目標是到 2030 年將歐盟的晶片產能全球占比從目前的 10%提高到 20%。（二）機會二：燈塔工廠帶來製造業數位革命
另一個可以關注的議題是，企業在地緣政經與過去疫情的影響下正在加速投入智慧製造與數位科技的應用，而一種名為「燈塔工廠」（ Global Lighthouse）的新型態的標竿生產設施正在崛起，「燈塔工廠」是由世界經濟論壇與麥肯錫顧問公司在 2018 年所成立的專案，目的在於從全球數千家生產設施中尋找具備智慧要素、能夠達到端到端生產，同時具備營運韌性的工廠，近期由於綠色轉型崛起，也開始將綠色製造列入選擇標準。 而根據世界經濟論壇發布的「全球燈塔工廠網路：塑造次世代工業 4.0」（ Global Lighthouse Network： Shaping the NextChapter of the Fourth Industrial Revolution）報告指出，截至 2023 年 1 月，全球一共有 130 座燈塔工廠， 包含 2022 年入選的 19 座工廠，以及 7 座綠色燈塔工廠，從產業別來看，燈塔工廠雖然包含消費性產業、電子商務、汽車、醫療製藥等，但電子製造產業依舊佔最大宗，例如惠普、 施耐德、美光、 英飛凌等業者。那麼燈塔工廠跟 MES 有什麼關係呢？原因在於燈塔工廠的遴選標準幾乎涵5蓋 MES 的功能，例如完全即時交付、產能提升比重、整體設備效率、品質成本降低比重、營運成本降低、設備開機時間等，當然也包含庫存水位、產品上市時 間等指標，可以說是 MES 在當中扮演關鍵角色。（三）機會三：數位供應鏈要求打通協作夥伴資訊透明度
最後，數位供應鏈的崛起也開始從電子產業往其他產業擴散， 所謂的數位供應鏈強調「企業本體與供應鏈夥伴的資訊交換透明度」， 對企業來說， 提高技術競爭力有助於製造業的服務化，數據的應用已相當常見，以電子業者為例，運用與數據相關應用之服務，如現場生產設備與相關數據作為往後優化營運效能的重要根據已經成為趨勢，而國際品牌帶來的壓力有增無減，從產品到勞動人權的資訊都必須揭露，數位供應鏈本身並非僅有與供應商調整庫存或者在物流上協調時間期程而已，工廠端人與機器相關的資訊，除了營業秘密與生產參數外，一些跟公安相關的議題也開始成為稽核項目，對規模取勝的電子製造而言， MES 未來需要涵蓋的功能可能需要更加多元化與智慧化，上雲僅是一個作法，後面衍生出來的IT 技術負債、原先資料院落各地、工廠內部系統不完善、甚至是資安問題，都與MES 系統的整合成功與否存在重大關聯。表二、當前供應鏈需要投入數位化的原因
| 編號 | 項目 | 業者重視程度 |
| 1 | 缺工、缺料、缺櫃的三缺問題，導致運抵時間 與成本大幅提高 | 高 |
| 2 | 技術掌握度不佳，如機器人、智慧倉儲、資料 分析系統無法同步協作 | 高 |
| 3 | 無預警風險事件，如生產廠房或物流中心受到 駭客攻擊勒索，導致額外損失 | 高 |
| 4 | 供應鏈夥伴因疫情影響無法清償到期債務 | 高 |
| 5 | 數位基礎建設不足提高技術投資成本 | 中 |
| 6 | 供應鏈位階掌握不足，例如對二階以外供應鏈 廠商資訊掌握 | 中 |
| 7 | 工作環境人權問題，如過勞、工安、工作環境 惡化導致廠商名聲受損 | 中 |
| 8 | 商業模式改變，如直接面對消費者（ D2C） | 中 |
資料來源：各研究機構
未來 MES 發展的十大關鍵議題
綜合上述分析整理，電子製造業者對於 MES 的需求應投入更多資源，以達到即時反應供應鏈調整與下游品牌業者要求生產基地移轉的狀況，同時透過智慧製造來提升企業競爭力。 根據 Research and Markets 的調查， 全球製造執行系統(MES) 市場估計在 2030 年將達到 422 億美元的規模，年複合成長率為13.1%，而市場上主要的業者則有 ABB、 Accenture、 Dassault Systemes、Emerson Electric、 GE Digital、 Honeywell、 Rockwell Automation、 SAP、Schneider Electric、 Siemens PLM Software、 Werum IT Solutions GmbH、等。而在未來五年，電子製造業將面臨更嚴格的監管環境、將氣候變化納入營運決策，以及供應鏈遷徙的壓力， 對比到 MES 的投入，可歸納出十大議題，供業者參考，整理如下。 一、數位競爭 電子製造必須投入數位化轉型轉型才能保持競爭力。 二、流程整合 電子製造業正在進入智慧製造時代，由完全整合協作製造系統組成，這些系統可以實時響應以滿足工廠、供應網路和客戶需求中不斷變化的需求和條件。 三、超前同業 電子製造領域的領導者， 達到追踪、可追溯性和可見性，頂尖業者投入所達到的可能性較同業高出 50%，讓部署 MES 獲得顯著的性能提升。 四、企業平台 智慧製造需要能夠勝任任務的 MES， 專門針對電子製造優化的解決方案，包含一流的 MES 基於企業級平台， 平台的 MES 軟體需要具備三大特質： 高水平的可擴展性、快速安裝（在任何有需要時）、可配置性。 五、智慧聯網 具備智慧製造功能的 MES 應支持從工廠設備中收集物聯網與感測器的即時數據， 並將其轉化為可操作的洞見，以支持產品質量和執行的持續改進。 六、多面向生產 電子產品的端到端 MES 應符合對電子製造業要求，包括電子 (PCB) 和機械生產的要求。 七、節省評估時間 不要在非整合性的 MES 解決方案上浪費時間，有效的解決方案應提供與 PLM、ERP 和其他軟體的介接/整合功能，方可有效協助企業生產優化。 八、全端流程 雖然從根本上來說 MES 是生產執行，但現代端到端 MES 應能夠協助智慧製造的整個活動流程。 九、數位分身 必須掌握數位分身的潛力， MES 必須為產品、流程和性能實施模擬，完整的電子 MES 解決方案必須創建一個數位模擬流程模擬，在智慧製的所有階段對數據進行標準化，在實際生產前找出潛在問題與風險。 十、特定產業客製化 電子製造業者不建議選擇通用的 MES 解決方案或不能完全支持電子行業需求的小眾產品，而應該選擇針對電子產業特定功能，並為所有製造活動增加價值的服務，包括電子（ PCB 活動）和機械（組裝活動）。MES廠商推薦哪間比較好？
鼎華智能是一家專業的MES廠商，提供客製化的製造執行系統(MES)解決方案，幫助製造業客戶提升生產效率、品質和管理水準。鼎華智能的MES系統具有以下優勢：
- 全面覆蓋：鼎華智能的MES系統包含：整合各種生產設備、工作站、檢測儀器、ERP系統等，實現生產過程的全面監控和數據收集。
- 高度靈活：鼎華智能的MES系統可以根據客戶的不同需求和規模，提供適合的模組和功能，支援多種製造模式和產業類型
- 智慧分析：鼎華智能的MES系統充分利用人工智慧(AI)和大數據技術，對生產數據進行深度分析和預測，提供客戶有效的改善建議和決策支援。
- 易於使用：鼎華智能的MES系統具有友善的使用者介面和操作流程，可以讓客戶快速上手和熟悉，並提供多種報表和圖表展示生產狀況和效益。
