流程制造，或称流程工业（Process）

流程制造，即过程工业，是指化工、石化、制药、食品、饮料、金属冶炼、纸浆、烟草等制造业。 生产过程是连续的或发生在同一批无差别的材料中。 ，是一个物理变化和化学变化相结合的过程。 原材料和产品大多是均质相（固、液、气）的材料，而不是由零部件组装成物体或进行纯粹物理性能变化的制造。 后者一般称为“离散制造”。

流程制造具有以下显着特点，从企业信息化的角度对IT架构提出了相应的要求：

需要指出的是，一些制造企业需要对具有离散制造特征的流程制造的输出进行进一步加工。 此类企业是“流程制造+离散制造”的结合体。 例如：对于食品企业来说，其内容物的生产属于流程制造，而后端的产品包装属于离散制造； 对于造纸企业来说，前端的纸浆制造属于流程制造，后端的纸制品生产属于离散制造； 同样，对于钢铁企业来说，“铁建”就是流程制造：

“钢铁女王”是离散制造：

ISA95标准规定，制造IT应用系统架构由五个层次组成。 近年来，随着“智能制造”等概念的普及，制造数字化的重点已从过去的管理系统ERP转向制造执行层和控制层。 越来越多的企业开始实施MES和APS系统。 。

然而，在流程制造领域，我观察到很多企业或解决方案提供商照搬离散制造企业的信息系统架构，定义了两个核心系统——ERP和MES的功能和应用边界。 这个概念不明确，使用离散制造解决方案进行流程制造会带来很多麻烦和混乱。

在参与多家钢铁企业信息系统的规划和实施时，我曾经面临过同样的困惑：

在上面所示的整体架构框架中，我和我的同事重点关注了两个问题：

1、ERP的生产部分是否必须使用ERP套件的“流程制造”模块？

2、大量工业实时数据的采集和管理，包括设备运行数据、过程控制数据、质量数据、产量数据等，是否属于MES的范围？

首先，制造业有两种不同类型的ERP系统，离散制造ERP和流程制造ERP。 两类制造ERP系统在供应链计划层面的流程和逻辑完全相同，但在生产执行层面，围绕数据规范和生产指令流程存在一些差异。

离散制造的“制造订单”将被放入工艺路线的生产地点，每个生产地点的详细控制，包括生产任务分配、操作指导、物料流向等都将在MES系统中处理因此。

以SAP ERP的流程制造模块PP-PI为例，流程制造的制造订单称为“流程订单”，它本身就包含了流程控制信息。 系统的推荐架构是投资自动化过程控制系统（Process Control System，简称PCS）或手动记录流程订单的过程绩效（这种手动录入程序称为PI表）。

根据上图的逻辑，问题就出现了：

如前所述，钢铁行业是典型的“半流程制造、半制造业”。 在ERP选型方面，流程制造ERP和离散制造ERP各有优缺点。 难点也变成了第三级系统MES和第二级系统PCS的功能划分。 最后，我们确定了一些选择原则：

后来在几个化工厂的IT规划中，我都遇到了类似的问题：实施ERP后，还需要安装MES系统吗？

这种混乱直到2010年左右才出现，当时从ERP走向制造业底层的SAP相继收购了两个制造执行层的软件。 新推出的制造架构图让人看了后恍然大悟：

SAP首先于2005年收购了一家名为Lighthammer的软件公司，该公司支持ERP直接连接来自制造现场和设备的数据进行分析。 SAP将该软件命名为Mii，意为制造数据集成与分析。 2008年，SAP收购了另一家名为Visiprise的MES软件公司，该公司专门从事离散制造。 上图表达的含义简单明了：ME代表离散制造，MII代表流程制造。 从这个角度来看，SAP ME大致相当于我们2005年谈到的“基于操作的MES”，而SAP Mii则是“基于数据的MES”。 如果遵循这样的架构，流程制造可能不一定需要MES层，或者至少与离散制造的MES有不同的含义。 遵循ISA 95架构框架的原则，尽量不要将系统架构与MES和PCS重叠。 工厂级制造数据集成属于SAP解决方案架构中的SAP Mii。 MES是一个可选条件，对于制造数据集成来说既不是充分也不是必要的。

当然，这个结论的前提是企业拥有比较完善的ERP。 也就是说，如果流程制造企业的ERP和PCS（SCADA）足够完善，并且生产线自带DCS可以满足业务需求，就不需要开发单独的MES，或者MES很单薄。

对于流程相对简单的制造企业，如食品、饮料、医药制造企业，制造执行管理主要解决五个问题： 1、生产作业无纸化：将生产指令直接传送到设备操作界面，所有生产任务分配、转移和管理交接、情况汇报等均在车间设备屏幕上的人机交互界面上进行：

2、优化生产调度：根据制造需要，特别是小批量、多品种产品，切换生产，优化设备、人员等制造资源的安排，协调成品和中间产品的生产，这是先进的车间生产调度。

3.实时监控制造流程、产量和质量绩效以及设备运行状态：整合来自设备、传感器和人工数据源的各种制造KPI数据，如产量、物料循环、返工、制造周期、原因等停机时间、设备整体效率（OEE）、物料水平和消耗水平、操作员效率、能源消耗等；

在提高设备运行水平、提高产出效率方面，Gartner将其命名为一个新的软件类别，称为资产绩效管理（APM）。 这也是流程制造企业提升制造能力的重要IT领域：

4、电子记录原材料和成品的批次信息，方便质量检验和日后追溯。

5、积累工业大数据，支持产品制造的工艺分析和优化，提升创新能力。

总之，在智能制造的应用系统架构中，MES的定位，是厚的、薄的，甚至不建，必须根据企业的实际业务，结合企业现有的IT架构。企业了解MES到底要解决什么问题。 当涉及到业务问题时，一定不能机械地照搬框架。

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