工業4.0時代，MES路在何方？
德國提出工業4.0時指出，其兩大核心是智慧工廠與智慧製造。而MES是智慧製造在智慧工廠範疇內的承載主體，實現“物理工廠”的“資訊領域”的投影。那麼問題來了，在智慧製造背景下，
德國提出工業4.0時指出，其兩大核心是智慧工廠與智慧製造。工業4.0的目標是生產製造系統的數位化和虛擬化、將虛擬工廠與實際的物件結合起來、全面的點對點的資訊通信、自配置和自矯正的適應能力以及使機器能集成人的作用，
西門子工業領域首席執行官露絲沃教授于2014年7月10日在北京的演講中指出，工業4.0的三大支柱是MES、虛擬與現實的結合和CPS，這也是智慧工廠的支撐技術。站在外部的視角，MES系統實現智慧工廠的服務化包裝，對外提供標準服務介面，按照製造過程的“T、Q、C、S、E”組織生產。
可以說，MES是智慧製造在智慧工廠範疇內的承載主體，實現“物理工廠”的“資訊領域”的投影。那麼問題來了，
一、傳統的集成向過程融合發展
從未來的需求來看，尤其是在B2P的商業模式下，製造企業必須能夠快速處理大量的單件製造及特別製造的方式，同時全球化驅動的分散性協同製造成為主流，這就導致了傳統設計、計畫到生產模式的反應遲緩，嚴謹的 PLM、ERP、MES的集成流程太過到剛性。
取而代之的是一種新的方式是設計、計畫和生產緊密協作、並存執行，
二、傳統的數字管理向智慧管理發展
MESA組織給出MES功能模型的定義，強調生產過程“生產、品質、消耗及績效”的業務管理。近十年來MES的發展，也是參考這個功能模型的定義，集中在業務資料獲取、業務資料傳遞和業務統計。通過業務過程的數位化，建立了協同工作平臺，並在此基礎上進行資料分析與統計，基本實現了全面的數位化和透明化管理。
但在實施MES的過程中都能深切感受到客戶對MES智慧化期望較高：希望能夠採用APS自動實現作業任務編排，
在工業4.0時代，生產變化及靈活性更高，生產要素須自動配置，必然要求在生產全過程的數位化的基礎上，增加智慧優化方法。工廠的智慧化分為兩個層次：
一個層次是實現微觀層面的智慧優化。比如在工序層面的控制中，在區域協調優化中採用智慧化技術。或者在某一個專業領域，如設備的狀態預測、品質預警及生產預警。
另一個層面是宏觀層面，根據生產過程中各要素的數位化，形成計畫、排產、品質控制、過程跟蹤的閉環回饋，採用智慧優化演算法進行協同優化。
三、傳統的車間管理向工廠運營平臺發展
工業4.0時代的MES，或許將重新定義，在協同製造方面超越目前內部組織範疇，而擴展至與供應商和客戶的連接；在製造智慧方面將不限於收集、分析與展現，而將進一步實現現場即時分析、協同智慧決策，及時調整製造執行過程；在業務領域層面，將擴展智慧裝備的性能監測與維護、綠色製造的能源管理等內容。在製造執行(Manufacturing Execution) 系統將躍變為卓越製造(Manufacturing Excellence)系統。
四、傳統的結構化資料向工業大資料平臺發展
中國製造雖然有環境因素、資源因素，但最重要的因素來看，差在哪呢？分析認為，主要差在“軟實力”方面。雖然在硬體層面我們也有明顯的差距，但有大量資料比較得出，即使一樣建設的生產線（如汽車生產線，我國的效率仍然和鄰國日本差一大截，因此不能把責任推到基礎硬體層面。
工業4.0時代，技術的發展為資料的產生（物聯網）、存貯、分析（雲技術）、使用（移動互聯）更加方便。因此也可以說，工業4.0的變革是資料驅動型的變革。這個“軟實力”提升的主要驅動力是“資料”的利用。
MES傳統上處理各類業務單據，資料僅限於結構化的資料，很多企業在此基礎上，也開展了商務智慧（BI）的建設與利用，但總體上還在有限的資料範圍內進行事後分析。
今天的物聯網（包括設備、物料等IIOT及人工作業過程中的HIOT）將產生大量的即時資訊，都是表徵了生產過程的全息影像。這些資料在採集、管理、分析與視覺化方面，技術上正在逐步可行。
五、傳統的功能套件向模型驅動發展
在技術實現上，傳統的MES在逐步開發及實施的過程中，功能一點點增加，最終形成覆蓋工廠管理需要的一個功能套件集合，即我們常見的套裝軟體。但這種套裝軟體從設計本質上是以職能管理為核心的，以軟體系統為中心的。在工業4.0時代，面向以客戶為中心價值傳遞，以產品為中心的製造資源重組的要求時，傳統的MES是無能為力的。
有調查表明，在MES系統建成的三年內，50%的工藝（模型）將會或多或少隨著生產的持續改進而調整，在工業4.0時代的定制時代這種變化更加劇烈。這就要求MES系統必須是一個可適應、可擴展的系統，其技術的主要特點是採用模型驅動技術來構架系統。將ISA95相關的、在製造業通用功能以元件的方式，而各廠不同的、適應各自管理及工藝流程的、不同應用系統集成的部分，將通過可配置的模型平臺來實現，如下圖所示。當工藝流程發生變化時，只需線上修改模型，而不需調整功能元件，從而實現系統的適應性。
六、傳統的視窗介面向虛擬實境發展
從人機協同的角度來看，電腦技術發展到今天，主要存在兩個問題沒有很好解決。一是電腦的現場應用，一是資訊的展示方法。試想，通過鍵盤、滑鼠的資訊錄入方法完全是要求人們去適應電腦的需要，採用視窗操作介面，也是今天的電腦作業系統的展示資訊的手段。這些都是以電腦為核心，或者說以系統為核心的思想。
在工業4.0時代，物聯網技術引發資料海量增加、設備智慧化及自主化管理，這些變化將人從“操作員”的角色逐步提升到“監控者及決策者”，人機交互的方式必須更加自然、即時、聚焦要點。
虛擬實境及增強現實技術可以有效解決這一點。在工業4.0時代，虛擬世界將與現實世界高度融合。通過計算、自主控制和聯網，人、機器和資訊互相聯接，融為一體，所有的生產資料將被全部整合到工廠虛擬實境管理系統中。
利用三維視覺化技術將生產場景真實展現出來，生產資料即時驅動三維場景中的設備，使其狀態與真實生產場景一致，從而讓管理者充分瞭解整個生產場景中各設備的運行狀況，達到監測、查看、分析的目的。
生產要素須自動配置，必然要求在生產全過程的數位化的基礎上，增加智慧優化方法。工廠的智慧化分為兩個層次：一個層次是實現微觀層面的智慧優化。比如在工序層面的控制中，在區域協調優化中採用智慧化技術。或者在某一個專業領域，如設備的狀態預測、品質預警及生產預警。
另一個層面是宏觀層面，根據生產過程中各要素的數位化，形成計畫、排產、品質控制、過程跟蹤的閉環回饋，採用智慧優化演算法進行協同優化。
三、傳統的車間管理向工廠運營平臺發展
工業4.0時代的MES，或許將重新定義，在協同製造方面超越目前內部組織範疇，而擴展至與供應商和客戶的連接；在製造智慧方面將不限於收集、分析與展現，而將進一步實現現場即時分析、協同智慧決策，及時調整製造執行過程；在業務領域層面，將擴展智慧裝備的性能監測與維護、綠色製造的能源管理等內容。在製造執行(Manufacturing Execution) 系統將躍變為卓越製造(Manufacturing Excellence)系統。
四、傳統的結構化資料向工業大資料平臺發展
中國製造雖然有環境因素、資源因素，但最重要的因素來看，差在哪呢？分析認為，主要差在“軟實力”方面。雖然在硬體層面我們也有明顯的差距，但有大量資料比較得出，即使一樣建設的生產線（如汽車生產線，我國的效率仍然和鄰國日本差一大截，因此不能把責任推到基礎硬體層面。
工業4.0時代，技術的發展為資料的產生（物聯網）、存貯、分析（雲技術）、使用（移動互聯）更加方便。因此也可以說，工業4.0的變革是資料驅動型的變革。這個“軟實力”提升的主要驅動力是“資料”的利用。
MES傳統上處理各類業務單據，資料僅限於結構化的資料，很多企業在此基礎上，也開展了商務智慧（BI）的建設與利用，但總體上還在有限的資料範圍內進行事後分析。
今天的物聯網（包括設備、物料等IIOT及人工作業過程中的HIOT）將產生大量的即時資訊，都是表徵了生產過程的全息影像。這些資料在採集、管理、分析與視覺化方面，技術上正在逐步可行。
五、傳統的功能套件向模型驅動發展
在技術實現上，傳統的MES在逐步開發及實施的過程中，功能一點點增加，最終形成覆蓋工廠管理需要的一個功能套件集合，即我們常見的套裝軟體。但這種套裝軟體從設計本質上是以職能管理為核心的，以軟體系統為中心的。在工業4.0時代，面向以客戶為中心價值傳遞，以產品為中心的製造資源重組的要求時，傳統的MES是無能為力的。
有調查表明，在MES系統建成的三年內，50%的工藝（模型）將會或多或少隨著生產的持續改進而調整，在工業4.0時代的定制時代這種變化更加劇烈。這就要求MES系統必須是一個可適應、可擴展的系統，其技術的主要特點是採用模型驅動技術來構架系統。將ISA95相關的、在製造業通用功能以元件的方式，而各廠不同的、適應各自管理及工藝流程的、不同應用系統集成的部分，將通過可配置的模型平臺來實現，如下圖所示。當工藝流程發生變化時，只需線上修改模型，而不需調整功能元件，從而實現系統的適應性。
六、傳統的視窗介面向虛擬實境發展
從人機協同的角度來看，電腦技術發展到今天，主要存在兩個問題沒有很好解決。一是電腦的現場應用，一是資訊的展示方法。試想，通過鍵盤、滑鼠的資訊錄入方法完全是要求人們去適應電腦的需要，採用視窗操作介面，也是今天的電腦作業系統的展示資訊的手段。這些都是以電腦為核心，或者說以系統為核心的思想。
在工業4.0時代，物聯網技術引發資料海量增加、設備智慧化及自主化管理，這些變化將人從“操作員”的角色逐步提升到“監控者及決策者”，人機交互的方式必須更加自然、即時、聚焦要點。
虛擬實境及增強現實技術可以有效解決這一點。在工業4.0時代，虛擬世界將與現實世界高度融合。通過計算、自主控制和聯網，人、機器和資訊互相聯接，融為一體，所有的生產資料將被全部整合到工廠虛擬實境管理系統中。
利用三維視覺化技術將生產場景真實展現出來，生產資料即時驅動三維場景中的設備，使其狀態與真實生產場景一致，從而讓管理者充分瞭解整個生產場景中各設備的運行狀況，達到監測、查看、分析的目的。