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一直以来,希望做关于MES行业的市场分析,但碍于传统分析模式的结构化和繁杂性,迟迟未能付诸行动。但如果借鉴Gartner的“魔力象限”分析模型,事情是否就容易很多,因为这种模型的最显著特征就是简洁实用。

1. MES市场规模

据统计,2020年工业软件市场总规模约为1900亿。在工业软件中,生产控制类占比约为13.3%,而在生产控制类软件中,MES占比约为29%,这样2020年,MES市场规模约为1900*13.3%*29%=73.3亿。今后5年,MES市场按10%-15%年增长预估。

(数据来源:前瞻产业研究院)

2. MES供应商分类

Gartner将MES供应商分四类

ERP供应商。 这些供应商通常是大型套件供应商,他们拥有大多数应用程序类别(例如,后台财务、MRP、人力资本管理、客户关系管理、PLM、供应链管理[SCM]),并提供广泛的应用组合,而其他供应商可能提供其中的一个子集仅限于财务、MRP和SCM的功能。Oracle、Plex Systems和SAP被描述为具有MES产品的ERP供应商。

PLM供应商。 这些供应商在产品生命周期中提供广泛的应用组合(例如,工程产品/过程设计、工程产品/过程模拟、产品质量、规范管理,以及越来越多的SCM),也可能被视为大型套件供应商。如达索系统和西门子被描述为提供MES产品的PLM供应商。

自动化供应商。 除了SCADA/DCS应用程序外,这些供应商还销售MES软件。有些还提供数据历史服务。在许多情况下,MES解决方案是先前收购纯业务供应商的知识产权(IP)。典型代表有AVEVA、Emerson、GE Digital、Honeywell和Rockwell等。尽管西门子也是一家自动化供应商,但Gartner一直将其纳入PLM范畴。

纯MES供应商。 这些供应商特别关注MES技术,无论是作为独立公司还是作为工业公司的软件部门。这也是市场多样性最大的地方。典型代表有FORCAM、iTAC Software、MPDV、Parsec、Sepsoft和Werum IT Solutions。

另外,在国内,还可以有第五、六类:

大型企业孵化出来。 典型代表:宝信、石化盈科、韩国浦项、三星SDS、航天云网等。特点:先在企业内部验证使用,待方案成熟后对外推广。这类企业在国内一般易拿到政府示范项目。在特定垂直行业具备丰富的项目经验。

依托高校、研究机构发展而来。 典型代表:艾普工华、浙江中控、华铁海兴、艾克斯特等。特点是有较强的IT技术背景,在特定垂直行业具备一定的项目经验。

3.Gartner2019年MES“魔力象限”

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Source: Gartner (October 2019)

魔力象限是在某一特定时间内的对市场情况进行的图形化描述。其中,

1)坐标轴(能力)

X轴:“Completenessof vision”,前瞻性。

评价参数(权重)

市场理解(高)

营销策略(低)

销售策略(低)

提供(产品)策略(高)

商业模式(高)

垂直/行业战略(高)

创新(高)

地理战略(中)

Y轴:“Ability ofexecute”,执行力。

评价参数(权重):

产品或服务(高)

整体生存能力(高)

销售执行/定价(高)

市场反应/记录(高)

营销执行力低(高)

客户体验高(低)

运营(高)

2)四象限(地位)

领导者: 辨识特征:

相当广泛和深入的MES产品

在中高度复杂的制造环境中取得了成功

参与高比例的新交易

良好和一致的业绩记录

始终如一的性能和强劲的客户增长和保留

从销售和市场营销的角度来看,在市场上具有持久的知名度

经验证的合作伙伴生态系统

全球规模

挑战者: 辨识特征

一个有能力、经过验证和成熟的MES,拥有众多现场客户

成功实施的一贯记录

经常运行一些大型和复杂的设施

不如MES领导者提供的广泛或深入的产品

对小微的未来有一个清晰的愿景,尽管相对而言,它不如领导者的愿景那么清晰或完整

远见者: 辨识特征

一个连贯、引人注目和创新的战略,旨在为市场提供一个强大和充满活力的产品

一个或多个MES解决方案维度的思想领袖,往往处于新兴概念的前沿

处理各种复杂用户需求的能力尚未得到证实

执行差距或不足

MES产品和服务的创新,以及上市、垂直或部署策略

特定领域者: 辨识特征

主要关注地理或垂直市场(尽管这不是唯一的决定因素)

不是一个普遍差异化的产品,尽管它有一些独特的功能

不具备广泛的MES能力

有可能存在问题的市场势头和产品或公司的生存能力

有可能缺乏的增长战略,无论是在地理上还是在其他市场

4. Gartner“魔力象限”评估要求MES需具备核心功能

调度: 根据ERP的全局指令调度工作的能力,适应资源可用性、进度要求和能力。

生产管理、执行和过程质量监控: 管理从订单发布到在制品(WIP)到成品的生产过程。

数据采集: 为满足上述要求,MES必须具备从终端用户手动收集数据的能力,定期从数据存储源(如Datahistorian)、直接从设备或其组合中收集数据。这是跨越质量、过程状态、工作/订单状态、法规遵从性、劳动力收集和跟踪/产品谱系等领域的数据。

操作数据存储: 从用于基于事务的操作数据或集成功能的简单关系数据库到用于时间序列和事务数据的嵌入式historian。

与制造相关的质量管理过程: 对于规定的环境,纠正和预防措施(CAPA)和不合格工作流程要求与生产过程有不可分割的联系。

程序执行: 确保所有的制造过程步骤在正确的时间,由正确的资源执行,并符合质量要求。

跟踪和系谱: 具备跟踪每个产品在生产过程中的位置能力。以及根据行业要求,构成被跟踪项目的零件和材料的来源和唯一标识,以及设备和人员,以支持法规遵从性、现场服务和产品召回管理。

综合报告和工厂关键绩效指标(KPI): 用于生成KPI结果、执行高级分析以及为绩效监控和报告提供仪表板显示和数据集的工具和技术。

先进的集成能力: 集成到以下各项的工具和API:

生产设备(过程历史数据、机器人、PLC、SCADA系统、边缘设备、数据采集系统)

企业系统(ERP、用于物料管理的SCM、库存、订单状态、完工等)

工程/PLM(基于模型的计划,自动布线、工作指令和相关数据流向MES环境、物料清单[BOM]/配方管理和工程变更管理)

扩展MES(MOM)功能: ANSI/ISA-95第3部分有相关定义。

5.MES供应商市场分析(精华)

基于以上定义,选择对市面上主要的MES供应商进行分析。分析结果仅作市场参考,不做商业指导。国内MES供应商不在本次Gartner分析范围内。以下内容来源于对Gartner分析数据的整理。

AVEVA

AVEVA的商业模式来自于AVEVA在工程、工厂设计和资产维护方面的实力,以及施耐德电气在制造业务中的能力,包括过程自动化(例如SCADA、DCS和人机界面HMI)。

MES/MOM软件组合包括AVEVA MES(前身为Wonderware)和AVEVA MiningOperations Management(前身为Ampla),已集成到MES/MOM软件功能的通用平台中。这包括管理不同流程特征的功能、相关操作活动的细节以及对标准和法规中行业特定要求的支持。

AVEVA主要专注于连续、批量和混合制造工艺。支持MES功能的是HMI/SCADA应用程序、设备无关的工厂自动化和AVEVA工作流管理应用程序(以前称为Skelta业务流程管理),称为“模型驱动”MES。模型驱动的MES使AVEVA能够加快实施,并受到新客户的特别欢迎。模型驱动的方法为制造商提供了模拟设备操作和执行虚拟调试的方法,从而创建了设备和过程的数字孪生体。

2019年,AVEVA还推出了灵活的订阅许可模式,可以根据需求变化调整使用和数据点。这种创新模式似乎比其他基于使用情况的订阅模式更灵活。

虽然AVEVA支持多个垂直行业,但食品和饮料是其最大的支持垂直行业,并在食品和饮料小微企业收入方面处于市场领先地位。Gartner估计AVEVA有700多个客户,其中70%的客户分布在北美和欧洲之间。AVEVA大约一半的实现由系统集成商(SIS)支持。

达索系统

达索系统继续扩大其在MES行业的足迹,最显著的是2019年收购了总部位于美国的中端市场ERP/MES软件提供商IQMS。Dassault系统将IQMS更名为DELMIAWORKS,并将其定位为中端市场CAD/CAM/PDM产品线,SOLIDWORKS公司。

广泛的SOLIDWORKS增值转销商(VAR)社区包括大量同时具有CAD/CAM和ERP领域专业知识的VAR。这些和IQMS的传统中端市场制造部门是DELMIAWORKS的初始目标,在那里它将与其他在CAD/CAM领域没有产品的中端市场ERP供应商(例如QAD、Microsoft、Plex Systems)展开竞争。

在DELMIAApriso方面,业务也发生了变化。2014年收购的Quintiq此前被视为独立业务,但已被整合到DELMIA品牌中。Dassault系统DELMIA现在拥有工程、制造和供应链方面的能力,这使其在CAD/CAM/PLM领域有别于其他供应商。达索还宣布与ABB建立合作关系。尽管这是一个非物质性的合作伙伴关系,但它为达索提供了一个在机器人技术和工艺制造方面很强的合作伙伴。从产品的角度来看,Dassault通过发布一组特定于角色的模板中的第一个来加速实现,从而解决了DELMIAApriso产品的工具箱性质。

Gartner估计,70%到80%的DELMIA Apriso实施都得到实施合作伙伴/SI的支持。DELMIA Apriso在复杂的离散制造环境中最为强大,而DELMIAWORKS则擅长于重复流和批量制造环境。

艾默生

艾默生MES产品Syncade与艾默生的过程自动化平台DeltaV进行了优先集成。其生命科学MES解决方案的灵活性使其非常适合于生物制品/生物技术的实施,而该行业转向更靠近其客户的合同制造商是艾默生和Syncade产品的绝佳机会。2019年,艾默生收购了Bioproduction Group(Bio-G),后者是一家为生物制造业开发模拟、建模和调度软件的公司。

Syncade智能操作管理软件提供包括工作流、材料、设备、人员和文档的电子管理功能。Syncade与控制系统的集成在无纸化制造解决方案中提供了高水平的数据完整性,并提供了一个集成的电子批处理记录,从而改进了整个周期时间并降低了制造成本。Syncade解决方案专注于订单管理、物料和库存管理、移动物流管理、设备状态管理、文档和技能管理以及电子工作流应用程序。艾默生Syncade已经完成了从用户界面到完全HTML5的转换,尽管许多被调查的客户还没有升级。

据Gartner估计,爱默生有近800名Syncade客户,其中约80%在北美和欧洲。

FORCAM

FORCAM是一家纯粹的IIoT解决方案提供商,拥有基于IIoT的平台(FORCAM FORCE Bridge)和FORCAM FORCE MES应用程序。平台的核心是一个基于内存的规则引擎,用于业务流程建模和实时数据验证。

FORCAM提供分析、可视化/警报、追踪并跟踪、动态(有限)调度、订单管理、工作流控制、能量管理、制造文档管理和分布式数控(DNC)等应用程序。这些单独的应用程序通过FORCAM规则引擎松散耦合。集成功能由FORCAM的OpenAPI和restfulweb服务实现。

FORCAM还拥有合作伙伴提供的工具数据管理、计算机辅助质量保证(CAQ)、预测性维护和健康诊断应用程序。然而,大多数FORCAM客户将其使用集中在数据收集、数据管理、分析和性能度量(OEE)上。然后,制造商可使用计算出的OEE来定义工艺改进,以改善OEE。2017年,FORCAM与ERP供应商Infor建立了合作关系,推出了“Infor MESpowered by FORCAM”。这对FORCAM来说是一个很好的机会,因为它的能力可以获得更多的曝光和市场份额。

据Gartner估计,FORCAM有400多个指定客户,在欧洲和北美各占45%。其主导产业是航空航天和国防(23%)和重复流动(汽车)(19%)。

GE Digital

GE Digital提供通过几次收购和GE内部开发形成的MES解决方案。GE工厂应用MES拥有庞大的全球客户群。GE Digital的MES与GE Digital的制造数据云(MDC)集成。它运行在Predix平台和IoT分析上,扩展集中在资产绩效管理和运营绩效管理上,从而实现更广泛价值链的集成分析。

GE Digital基于工厂应用为所有制造模式创建了一个单一、统一的MES平台,并提供了垂直行业用户体验(UX)库,以满足不同行业的需求。前三个完整的UX库是批处理UX、单件离散UX和工作单元离散UX。截至2019年2月,GE Digital一直在向最终用户客户提供UX源代码(微服务和UI),以创建他们自己的定制UX库。

GE Digital正在加速客户解决方案的部署,开发基于Docker容器的版本,即2019年9月发布的Plant Apps版本8.0。

新工厂应用程序功能的组合面向两个市场:混合/重复性自动化过程(例如,消费性包装商品、食品和饮料、纸张和纸浆以及化学品)和离散/复杂产品(如航空航天和国防以及汽车)。除了全新的离散功能外,其他以过程制造为中心的新功能包括过程分析器和操作员活动。

Gartner估计,GE DigitalMES产品的安装基数超过600家公司,分布在北美、欧洲和亚洲,并得到全球和地区集成商、经销商和实施机构的支持。GE Digital一半的实施都得到了这些合作伙伴的支持。

Honeywell

霍尼韦尔连接工厂(HCP)提供一系列产品以满足小微企业的关键需求。例如,霍尼韦尔锻造工业解决方案、Uniformance(数据、分析和协作,包括Insight、Sentinel、Executive、PHD、KPI和Cloud Historian)、OptiVision、Symphonite生产管理和供应链、利润混合和移动以及发电机运营管理。该产品组合是一个在统一技术平台上运行的集成套件,利用开放平台通信(OPC)和OPC统一体系结构(OPC UA)安全工厂连接。MES套件通过安全连接、云和移动性实现操作和预测分析,以创建智能操作设备,提高可靠性、效率和安全性。其特点包括生产核算、过程安全、资产绩效监控与管理、物料平衡与数据协调、产量核算、计划与调度、作业监控、可视化与库存优化。其他功能包括能源监控和管理、企业协作、远程操作、跟踪、港口和仓库管理、运输和物流、KPI、配方和批次、谱系、操作日志、决策支持和高级分析。

HCP最近发现新名称标识的增长有所下降,但Gartner估计,HCP有超过2200家公司使用其扩展MES解决方案的某种形式。超过一半的客户拥有部分解决方案云托管。与工艺制造领域的大多数竞争对手不同,HCP在任何重大方面都不依赖实施合作伙伴。

Gartner估计,只有不到10%的HCP实施由SIS支持。HCP的实施分布相对均匀:44%在欧洲、中东和非洲(EMEA),34%在美洲,近21%在亚洲。

MPDV

MPDV位于德国莫斯巴赫,提供MES解决方案HYDRA和相关的数据采集硬件。它具有MES模块,用于车间和机器数据管理、调度/排序、追踪和跟踪、工具/资源管理、分布式数控/配置数据管理和能源管理。它还包括量表管理、过程检查、投诉管理、故障模式和影响分析、时间和出勤/人员时间管理、人员调度激励工作和访问控制。MPDV HYDRA提供了通常在大型企业套件中找到的功能。MPDV没有专注于特定的垂直行业,相反,它致力于提供可应用于多个行业的通用技术。MPDV在批量/重复流以及离散制造方面表现出了优势。MPDV将开发工作集中在中间件层上,通过软件开发工具包(SDK)来提高客户机与HYDRA集成和扩展的能力。2019年增加了新的报告、日程安排和质量特性,以及精益绩效分析工具。MPDV还增加了新的硬件,MPDV IIoT连接器。

2019年,MPDV在马来西亚开设子公司,作为亚太地区增长的基地;收购了过程工业软件供应商FELTENGroup;并发布了HYDRA forLife Science(医疗器械)。

2018年,MPDV的客户群增加到1200多家,其中欧洲约占75%,同时北美客户群增加到近20%。它已将其经销商、技术和实施合作伙伴扩展到16个。

Oracle

以支持甲骨文制造云(OMC),作为制定供应链愿景计划的一部分。Oracle提供了一个单一的集成套件,包括MES、PLM、订单管理、库存、采购、计划、财务、人力资源和仓库管理系统(WMS)。

与许多MES供应商不同,Oracle选择在同一数据模型中创建离散MES和过程MES。甲骨文称之为混合制造模式。这将结合离散、批处理和连续处理能力,这些能力可以在同一个工厂甚至单个工作中心运行。这种混合模式功能支持按库存生产、按订单生产、按订单配置和按订单设计。该公司计划在未来版本(计划于2020年初)支持航空航天和国防、通信和其他面向项目的业务的项目制造。混合模式制造MES的最初版本包括对副产品和副产品的支持。OMC最适合于对特定行业要求最低的一般离散和批量制造行业,它利用了Oracle在平台级别的广泛功能(例如,数据分析、单实例/多站点访问和报告)。

Gartner估计,Oracle在OMC上有150多个MES客户。甲骨文在全球的客户分布相当均衡,在北美的比例稍大,在亚洲的比例略低。

与其他企业供应商一样,Oracle有大量的实施供应商合作伙伴关系。Gartner估计,70%到80%的Oracle MES实施都由SIS支持。

罗克韦尔

罗克韦尔是一家工业自动化硬件和软件供应商,以其Allen-Bradley系列可编程控制器、驱动系统、运动控制和工业传感器而闻名。它还拥有一系列过程控制(OT)软件和MES/MOM应用程序。FactoryTalk生产中心最初是用于定制MES解决方案的平台技术。

2016年发布的模块化框架仍然适用于ProductionCentre平台方法,是向MES应用程序的云交付迈出的一步。具有HTML5客户端的MES应用程序可用于生产管理、质量管理、性能管理和仓库管理,可作为独立的MES模块部署,或扩展行业套件的功能。

罗克韦尔自动化企业解决方案已部署在企业数据中心(私有云)。微软和思科等技术合作伙伴与罗克韦尔自动化公司合作,从云托管和OT安全的角度推进其自动化技术。这也对MES产品线产生了积极影响。2018年,罗克韦尔自动化宣布与PTC建立战略合作伙伴关系。预计这一合作将充分利用两家公司的资源、技术、行业专长和市场占有率。由于PTCThingWorx平台为RockwellFactoryTalk提供了拉动性业务,因此产生了新的联合产品FactoryTalk创新套件和新业务。扩展套件提供物联网、增强现实、MES/MOM、数据分析、边缘计算和人工智能/机器学习(AI/ML)。

据Gartner估计,罗克韦尔自动化公司为小微提供的客户群超过2500家,在各个地理区域的分布相当均匀。其MES业务的增长率继续高于市场平均水平。

SAP

SAP已将SAP 制造执行(ME)标准化,作为其针对离散和混合行业的解决方案。它预先集成了SAP ECC和SAP S/4HANA。SAP继续构建MES功能,为分析和集成嵌入特定的制造智能和集成(MII)内核,并为生产设备的连接嵌入工厂连接(PCo)。此外,SAP 复杂装配制造方案(CAMS)应用程序的核心,计算机辅助工艺规划功能已作为S/4HANA生产工程和运营部分被发布。这将PLM、ERP和MES结合起来,用于BOM调节和工艺计划/工作指令的创建。

SAP ME、MII和PCo是SAP ManufacturingSuite的一部分,具有相同的兼容性发布时间表。SAP DigitalManufacturing Cloud代表SAP的云解决方案,包括SAP DigitalManufacturing Cloud for execution、Digital Manufacturing Cloud for insights和Predictive QualityManagement and Manufacturing network。2019年,SAP继续开发SAP数字制造云,初步具备支持流程工业和离散制造业系列化产品管理的能力。该计划将在2020年发布CPG、批量制造和组件制造产品。未来的版本还将利用边缘连接和边缘操作管理,提供一个包括供应链、MOM和边缘连接的整体解决方案。

Gartner估计有250到350家公司使用SAP ME,其中最大的行业代表来自高科技/电子产品和一般离散制造业,反映了SAP ME的传统。北美和欧洲占SAP ME实施的70%。SIS支持70%到80%的SAP ME实施。

西门子

西门子是市场上唯一一家提供从构思到设计、制造执行、工厂自动化软件和工厂硬件的系统和解决方案以及物联网平台的供应商。

2019年,西门子将其制造运营软件能力更名为“西门子Opcenter”,有意打造一个MOM品牌,与其成熟的Teamcenter和Simcenter品牌旗鼓相当。西门子MES资产(Camstar和SIMATIC IT)是Opcenter套件的核心元素,现已更名为OpcenterExecution,其专注于行业的功能与Camstar和SIMATIC IT支持的当前垂直行业相匹配。Opcenter还包括高级计划和调度(Preactor)、研发和实验室(R&D套件)、质量管理(QMS Professional)和制造智能。

Gartner认为,这种新的Opcenter品牌和整合将提升西门子的制造运营市场意识。例如,研究、开发和实验室与Camstar MES功能和Teamcenter quality的结合加强了其在医疗设备方面的产品,正如Valor和Camstar的结合为电子产品创造了更具吸引力的MES产品。就像所有重塑品牌的努力一样,结果只会和执行一样好。数字产业旗下的资产重组与Opcenter品牌的创建相结合,为西门子公司赋予了新的方向和目标。最初的集成和UI合理化工作已经显示出了希望。

Gartner估计,西门子有2200至2500家MES客户,其中一半在欧洲。行业覆盖范围广,最大的集中在生命科学和电子/半导体领域。