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數據采集 隨著時代的列車快速的前進，人類社會也進入了以信息技術為主導的二十一世紀。這是一個新的時代，一個一切以信息技術為準則的時代，一個信息技術無孔不入、無處不在的世紀。信息時代的來臨給我們帶來了新的生活和游戲規則，只有不斷的適應信息社會的要求，我們才能有自己的生存之地。
同樣，信息技術也在不斷的改變著我們的思維，包括我們對企業管理的認識。隨著信息技術的發展，它給企業管理帶來了全方位的、革命性的變化。對于正在進行的這場管理信息化革命而言，現在企圖進行全面的特征描述和概括可能是徒勞的，所作出的任何判斷和預測都可能是不準確的。現在唯一可以確定的是這場信息化革命對管理理論和實踐的影響是重要而深遠的。有人說，未來的工廠將只有兩個員工：一個人和一條狗，人是喂狗的，而狗是防止人去碰廠里的電腦的。所以各種管理方法的創新開始越來越傾向與依靠信息技術手段。于是便有了目前市面上：ERP、SCM、CRM、EIP、PDM等林林總總的信息化管理軟件，也開始廣泛的應用于企業管理中，也取得了一定的管理效益，并逐漸為更多的管理者所接受。
但是以上系統都主要是對企業的管理數據進行處理和運算，主要是應用在計劃、預測、計算等方面，但是對企業管理要求的重點-----生產現場管理都沒有涉及到，所以，企業的生產現場的管理就象在黑箱中操作一樣，也就使許多管理效益無形中打了折扣，目前在國內的海爾、聯想，臺灣的臺達、恒基等知名生產商中，開始使用一種新的信息化管理技術，就是制造執行系統（MES），國內有稱現場數據采集系統的。這是一個集硬件與軟件于一體的系統，下面我們就具體的對其進行講述。
一、首先，我們從生產現場的管理現狀與問題談起
行銷在這一、二十年間從生產導向快速地演變成市場導向、競爭導向， 因而也使得生產現場的狀況起了很大的變化，傳統現場管理方式己無法應付這新的局面，我們可將生產型態的變化及引申的問題歸納成以下幾點：
(1)產品生命周期縮短
信息電子產品最能代表這個現象。產品汰舊換新加速迫使產品設計，工程及生產部門之間的關系越來越緊密。生產單位不斷面臨新的零組件，新的設備，新的制程及經常性的工程變更，生產現場需要一套實時生產指示系統，有效地指引生產人員作業規范，同時能正確迅速地將生產狀況反應給設計制造部門，及時找出新產品生產問題。
(2)少量多樣生產型態
美國福特汽車的開創者亨利福特在20年代曾說過：「我可以給任何客戶任何款式的車子，只要它是黑色的。而如今已進步到客戶可在銷售店里從數百種組合中挑選所要的車子配備，立即下單至工廠生產，你可以隨時知道你的車子已生產至何種程度。由于少量多樣的生產型態，現場隨時充斥著眾多不同的制造工令，不同的在制品、零組件，生產單位必須具備混線生產能力，彈性而有效率地在一天當中應付不同產品生產所需。
(3)市場變化快速難以預測
商場如戰場，過去大規模正規作戰已不復見，而現在強調的是快速打擊部隊，能應付全球各地突發狀況。生產現場也是要能機動地應付變化快速難以預測的訂單式生產型態。
(4)國際性競爭，日益激烈
經濟的發展日漸國際化，所面臨的不僅是國內競爭而是面對全球各地一流產品的競爭壓力。就生產而言，所面臨的是要不斷提升產品品質及降低生產成本。過去老板生意好做，只把生產現場當做是一黑箱作業，如今在競爭壓力下必須將此黑箱作業透明化，找出任何影響品質及成本的問題，并尋求具體的對策。
二、那么何謂制造執行系統 – MES
計算機在制造業的應用及計算機本身的發展與生產型態的演變，是息息相關的。過去的生產型態較為單純，屬于由上而下(Top Down)規劃型態，計算機應用的重點在生產規劃管理(MRP-Ⅱ)及一般事務處理，而現場作業管理仍停留在傳統人工窗體作業型態。即使有所謂現場管制功能(Shop Floor Control - SFC)，也受制于傳統大型/微型計算機及電子科技，多是由收集相關資料，再以批次方式輸入處理，所提供之功能有限。
在工廠自動化(Factory Automation - FA)方面，過去多是強調在物流自動化(Material Flow Automation)，例如自動化生產設備，自動化檢測儀器，自動化物流搬運儲存設備等等。他們確實取代不少人工，解決了一些生產瓶頸，但也因相關作業配合不當，并沒有充份發揮他們的功效，而有所謂 "自動化孤島"之稱(Islands of Automation)。
從一所提的問題，需要有一種現場信息流自動化系統(Frontline Data Automation)來解決，這類系統如果是運用在工廠制造現場，我們稱之為制造執行系統-Manufacturing Execution System(MES)。在日本,他們稱之為生產時點管理情報系統(Point of Production - POP)，取法可模擬商業自動化中的銷售時點(Point of Sales - POS)，日本的命名頗為傳神，因為無論 POP或 POS，其精神是一致、觀念是相通的，都可說是一種由下而上(Bottom Up)實時掌握現場狀況的情報管理系統。
MES 導入之前，公司MRP系統與生產現場之間透過人為方式溝通，使生產現場如同黑箱作業，無法掌握實時正確信息。而導入MES之后除了提供現場信息流自動化之外，它扮演承上啟下的功能，達到計算機整合(Computer-IntegratedManufacturing - CIM)的境界。我們從MES這三個英文縮寫，不難看出，它MRP(Manufacturing Resource Planning)或ERP(Enterprise Resource Planning)系統之間的互動關系，一個是上層的規劃系統(Planning)，一個是下層實際的執行系統(Execution)。
三、發展沿革
MES的需求是這十多年來生產型態的變革所產生的，因此它的發展歷史比MIS，MRP，CAD/CAM 等要短。在先進國家中，多有專業從事 MES 的公司，而他們啟源也多是源自公司內部的需求，以項目計劃方式進行,當累積相當經驗之后，逐漸形成獨立之專業公司,而其系統也開發至相當成熟標準。通常是針對特定的產業生產型態，或特定的功能需求而開發出較為標準化的 MES。(例如美國的 Consilium，加拿大的 Promise 公司皆是開發 IC 廠 MES 的知名廠商。)或者是實時品管系統，或現場排程等特定功能也有廠商開發此類產品。另外，許多公司累積多年技術經驗之后，開發一些核心的發展工具，一方面賣這些發展工具給System Integration 廠商，一方面自己也利用這些工具，承接MES的案子。
四、MES功能
我們將現場管理分成四個功能層次，依序是：
(1) 追蹤功能(Tracking)
(2) 監督功能(Monitoring)
(3) 控制功能(Controlling)
(4) 管理功能(Management)
以下我們就此四大功能，就傳統方式及 MES 做一比較，在后面的章節中，我們將就幾種產業實際狀況做進一步具體說明。
4.1. 追蹤功能
它的特色是盡量利用自動辨識技術，傳感器或是與設備儀器的聯機，能自動搜集現場生產情報，而下達的生產指示也可透過各類電子顯示裝置實時告之作業人員，達到無紙化(Paperless)的境界。傳統人工窗體收集方式，需透過層層人工操作程序，才能到達管理者手中。
它的缺點是：
(1) 作業緩慢，沒有時效性，而使情報價值大減。
(2) 錯誤率高，所謂Garbage In Garbage Out。錯誤情報甚而導致錯誤判斷決策，影響層面更大。
(3) 可利用性偏低，如果資料只是用人工記錄在窗體、報表中，而不輸入計算機，此信息可利用性非常低。而人工輸入原始生產信息非常有限，只能點到為止，無法進一步做深入分析之用。
而 MES 資料收集方式有以下之優點：
(1) 實時性。 在現場事件發生的同時便立刻以電子資料型式納入MES處理。
(2) 正確性。 利用電子科技處理，免除人為因素，使正確性由百分之一以上，降至十萬分之一以下。
(3) 高度完整性及使用性。 現場事件經過計算機處理，可合并相關資料，存入電腦數據庫中。
4.2. 監督功能
實時掌握了制造資源的最新狀況及歷史過程，再加上制程或作業規則，便可做到監督的功能。MES 隨時將追蹤的狀況與設定的標準加以比較，如發生異常則立即透過計算機網絡通知相關人員處理。
制程規格的監督，例如某類產品需要使用特殊規格的材料或組件，須經過某些制造程序，或者是成品要求某些包裝配件，這些要求在作業人員實際工作時透過自動辨識技術或與設備的聯機，很方便地讓 MES 得知作業情形，與事先設定的標準比對，達到實時核對效果。
制程品質的監督，實時收集所有現場的品質資料，并就不同制程、品檢、修護、站別、產品時間區段或制令做統計分析，并立即反應給相關單位，達到品質預警效果。此項功能的發揮，可以大量減少工作現場因人為疏忽造成產品再加工或損壞，因而降低了直接人工及物料成本，達到品質預警效果。
生產設備的監督，隨時了解各重要生產設備的狀況，如發生異常能實時提供維修，并機動調整生產活動。
4.3. 控制功能
制程監督功能有了以后，便可以再進一步將制程中各個獨立的自動化物料搬運備，自動檢測設備及自動化生產設備聯機起來，構成較完整的自動化系統，發揮整合的效果。基本上，各自獨立的自動化設備只是解決了某項制程的生產瓶頸，而此自動作業之前后仍須人力的配合，并未能充份發揮昂貴設備的功能。而 MES 及彈性制造單元/系統(Flexible Manufacturing Cell/System--FMC/FMS)在這方面扮演著相輔相成的角色。簡單地說，FMS 是以一個或數個自動化生產設備為核心如(CNC)，配合一彈性的外圍設備(如治具、機器人)，使得此制造單元能有效率地自動地執行較大彈性制程規格內的制造程序。而 MES 掌握了生產最新狀況(status)、制程規則(rules)及規畫系統所設定的生產目標(goal)可以有效地整合控制個自獨立的自動化設備，提升整廠的生產效率。
4.4. 管理功能
現場信息自動實時收集除了提供做現場監督、控制之外, 最重要的功能是做為現場管理之用。MES 將現場實時收集的資料，以及監督控制的狀況都立即存入數據庫中，不但有最新的狀況也有長期儲存的歷史資料，利用數據庫強大的查詢、分析、報表功能，使得傳統人工方式無法達到的管理功能得以在MES 中實現，亦使現場管理達到Just-In Time (JIT)的境界。
