目前我國現有的MES制造執行系統除了在鋼鐵、冶金、石化、機械等行業(yè)應用得較好外，大多MES系統只提供了一個(gè)替代經(jīng)驗管理方式的系統平臺，沒(méi)有建立面向產(chǎn)品設計與制造一體化的知識庫支撐體系，在當前綠色制造背景下，如何高效地利用不可再生能源與生產(chǎn)設備資源已成為一個(gè)亟待解決的難題，重點(diǎn)是缺乏調控的手段，不能通過(guò)智能傳感器、虛擬仿真、智能優(yōu)化模型庫等對千變萬(wàn)化的制造過(guò)程進(jìn)行優(yōu)化。因此，實(shí)現智能制造是未來(lái)MES制造執行系統開(kāi)發(fā)發(fā)展的方向，所謂智能制造就是將人工智能融合進(jìn)制造的各個(gè)環(huán)節，通過(guò)模擬專(zhuān)家的智能活動(dòng)，取代或延伸制造環(huán)境中應由專(zhuān)家完成的相應活動(dòng)。主要包含：

1. MES系統面向產(chǎn)品設計與制造一體化知識庫支撐體系的建立；

2. MES系統構建重構設計管理體系，以產(chǎn)品及生產(chǎn)知識共享以及再利用為目標，聚焦分散環(huán)境下的制造問(wèn)題及制約條件，建立產(chǎn)品設計體系；

3. MES建立可重構的生產(chǎn)系統，以作為長(cháng)期研究目標的柔性工廠(chǎng)及生產(chǎn)過(guò)程知識共享為目的，建立可重構的生產(chǎn)體系與生產(chǎn)管理體系；

4. MES系統構建柔性設備，利用知識庫等研究成果，探討開(kāi)發(fā)下一代柔性人機一體化運作方式；

5. MES系統探討大規模定制下的生產(chǎn)模式。 

未來(lái)MES制造執行系統必須具有智能性和適應性,能夠根據制造環(huán)境的變化進(jìn)行智能設計、智能預測、智能調度、智能診斷和智能決策。重點(diǎn)體現在以下幾個(gè)方面：

1. 知識管理的思想將滲透和融入到未來(lái)的MES系統中，MES系統不僅為現場(chǎng)制造提供了一個(gè)信息處理平臺，同時(shí)提供了一個(gè)制造知識管理平臺。

（1）融入專(zhuān)家經(jīng)驗的知識庫的建立

①制造關(guān)鍵工藝專(zhuān)家庫的建立，如：高爐專(zhuān)家庫、煉鋼性能預測專(zhuān)家庫的建立等；

②設備狀態(tài)與生產(chǎn)調度知識庫的建立，如：故障診斷、調度模型知識庫的建立等；

③工藝規程的模型化，自動(dòng)進(jìn)行工藝規范設計，可進(jìn)行動(dòng)態(tài)調整等；

④知識管理體系的建立；

⑤MES融入專(zhuān)家經(jīng)驗的生產(chǎn)仿真系統的開(kāi)發(fā)。

（2）技術(shù)訣竅知識庫的應用與傳承

①新建工廠(chǎng)導入MES制造執行系統時(shí)，可以將成熟的生產(chǎn)管理流程、專(zhuān)家經(jīng)驗、成熟制造技術(shù)訣竅固化在系統中，使得新工廠(chǎng)的制造活動(dòng)具有更加高的技術(shù)水平；

②MES系統通過(guò)與設計系統、銷(xiāo)售系統、設備管理系統等模塊的集成，集智能設計、智能預測、智能調度、智能診斷和智能決策于一體的智能應用管理體系，提高產(chǎn)品制造全生命周期的制造水平；

③MES系統通過(guò)對現場(chǎng)制造過(guò)程的監控與大量實(shí)時(shí)數據的分析,可以修正、完善制造工藝規范,提高工廠(chǎng)的制造工藝水平。 

2. 未來(lái)的MES系統將容入更多的模擬專(zhuān)家智能活動(dòng)的功能，部分取代人的工作，并具有自組織能力，實(shí)現人-機制造一體化的制造過(guò)程優(yōu)化

①MES系統采用數學(xué)模型與智能優(yōu)化算法，進(jìn)行工廠(chǎng)制造工序的綜合能力平衡，編制人工很難做好的復雜工序排產(chǎn)計劃。

②MES系統通過(guò)與仿真系統的聯(lián)動(dòng)，建立虛擬制造的環(huán)境，通過(guò)建立工廠(chǎng)模型，進(jìn)行排產(chǎn)計劃的模擬運行，預測生產(chǎn)作業(yè)的負荷情況、訂單交期完成情況、產(chǎn)品質(zhì)量性能情況等，并提出優(yōu)化的調整方案。

③MES系統依據專(zhuān)家經(jīng)驗，在操作設備上設定管理控制指標，通過(guò)與智能監控系統設備（如：智能機器人、智能數控機床CNC等）實(shí)時(shí)采集的信息進(jìn)行的閉環(huán)，改善制造產(chǎn)品的質(zhì)量，同時(shí)，可依據現場(chǎng)狀態(tài)情況，自動(dòng)修訂操作指令信息。

④采用智能機器人、智能數控機床CNC、快速成型制造3D打印機等智能設備，實(shí)現感知、決策、加工、控制與學(xué)習整個(gè)過(guò)程的智能加工。

3. 生產(chǎn)車(chē)間將在一個(gè)更加精確的管控指標-實(shí)時(shí)信息閉環(huán)系統下，進(jìn)行更加精細化的管理

（1）建立貫穿產(chǎn)品全制造周期的綜合指標體系，包括：財務(wù)型指標，如利潤、銷(xiāo)售額、成本、投資等。業(yè)務(wù)型指標：產(chǎn)量、用戶(hù)滿(mǎn)意度、開(kāi)工率、庫存等；環(huán)境類(lèi)指標，如廢氣、廢水排放等；車(chē)間控制型指標，如工序成本、成材率、能耗、作業(yè)率、出勤率、班產(chǎn)量、合格率等。通過(guò)管理指標層層分解使得車(chē)間管理形成管控閉環(huán)。

（2）在制造工廠(chǎng)全線(xiàn)設置管理控制指標，通過(guò)實(shí)時(shí)監控和過(guò)程控制統計分析,將生產(chǎn)實(shí)績(jì)與控制指標進(jìn)行實(shí)時(shí)比對，及時(shí)發(fā)現生產(chǎn)過(guò)程中質(zhì)量、工藝、能耗、環(huán)保、工序成本等實(shí)績(jì)與標準指標間的差異波動(dòng)，采取措施，最終達到控制成本、質(zhì)量、能耗、排放的目的。

（3）當前大多數制造企業(yè)生產(chǎn)成本管理是一種事后的核算,而生產(chǎn)全過(guò)程的動(dòng)態(tài)成本控制技術(shù)則是通過(guò)對生產(chǎn)過(guò)程中物流的實(shí)時(shí)監視和數據采集,進(jìn)行在線(xiàn)工序成本分析和控制,研究包括生產(chǎn)過(guò)程成本建模技術(shù)、成本模型預測技術(shù)、成本實(shí)時(shí)監控和控制技術(shù)等。 

4. 通過(guò)智能數據挖掘與分析，進(jìn)行管控指標體系的重構以適應制造環(huán)境和制造流程的改變。

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