制造业IT规划 ｜ 流程制造需要MES吗？
流程制造，或称流程工业（Process industry），是指化工、石化 、制药、食品、饮料、金属冶炼、纸浆、烟草等制造业，其生产过程为连续进行，或者发生于同一批次无差别物料，是一个物理变化和化学变化相结合的过程。原料和产品多为均一相(固、液或气体)的物料，而非由零部件组装成物品或纯物理性质变化的制造，后者一般称为“离散制造”（Discrete manufacturing）。
流程制造具有如下一些显著特征，从企业信息化角度，对IT架构提出了相应的要求：
制造过程连续、稳定进行
各工序间衔接紧凑、严密，工业自动化程度高，生产线设备集中化、集成化、整体化程度高
原料及成品的质量特性丰富，包括纯度以及各种物理、化学性质，通常按照批次（batch）进行管理
生产过程（工艺）设计决定设备（生产装置）配置；一套装置，在一个时间周期内只能生产固定的一种产品
设备运行情况决定过程控制，过程控制水平决定产出效率和质量水平，因而强调设备的“安稳长满优”运行
除了原料投入外，产品成本主要决定因素是：设备稳定运行周期、产能充分利用以及能源消耗；因而需要将生产过程的控制参数尽量维持在最优工况状态，有利于降低能耗、提高产出、减少污染
强调安全和环保，相应地对生产环境和设备维护有一系列要求
注：本文文字可能有些绕，英文单词Process的中文翻译可能是“流程”、“过程”、“工艺”等不同的词，其实意思接近，在本文中可能常有互换使用。
需要指出，有些制造企业需要对流程制造的产出物，进一步开展具有离散制造特性的加工，这样的企业是“流程制造+离散制造”的前后段组合。例如：食品企业，其内容物的生产是流程制造，而后段的产品包装则是离散制造；造纸企业，前段纸浆制造是流程制造，后段纸品生产是离散制造；类似的，钢铁企业，“铁前”是流程制造：
而“钢后”则是离散制造：
ISA95标准指出制造业IT应用系统架构由五级构成。最近几年，随着“智能制造”等概念的普及，制造业数字化重点也从过去的管理层系统ERP，向制造执行层、控制层进发，越来越多的企业着手于实施MES、APS系统。
然而，在流程制造领域内，我观察到有不少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，在两个核心系统——ERP、MES——的功能定义、应用边界划分上概念不清，用离散制造的方案来做流程制造，造成不少麻烦和困惑。
我自己在2005年前后参与多个钢铁企业的信息化系统规划和实施时，曾经面临过同样困惑：
来源：2005年，钢铁企业信息化架构设计
在上图这个总体架构框架下，我和同事们曾经重点研究过两个问题：
1、 ERP的生产部分，是不是一定要用ERP套件的“流程制造”模块？
2、 大量工业实时数据，包括设备运行数据、工艺控制数据、质量数据、产出数据等归集和管理，属不属于MES的范畴？
首先，制造业存在两种不同类型的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是完全相同的，但是到制造执行（Production execution）层面，围绕生产指令的数据规格和流向，则有一些区别。
离散制造的“制造订单”会被投到工艺路线的生产地点上，而对每个生产地点的详细控制，包括生产任务分发、作业指导、物料流转等，则相应在MES系统里处理。
而以SAP ERP的流程制造模块PP-PI为例，流程制造的制造订单被称为“流程订单（Process Order）”，本身包含了过程控制信息，系统建议的架构是投到自动化过程控制系统（Process Control System，简称PCS）或者手工记录流程订单的过程实绩（这个手工录入的程序称为PI sheet）。
来源：SAP PP-PI数据流，1999年
按照上面这个图的逻辑，问题就来了：
流程制造的PCS究竟是不是等于离散制造的MES？ 如果按照ISA95标准的“制造业五级系统”划分，PCS（SCADA）属于二级系统，ERP直接连到PCS，是不是就可以直接跳过MES了？
ERP是否用流程制造版，并不是必须的，取决于ERP和MES之间的功能分担 如果MES内承担较多的过程控制规范，则流程制造ERP并非必选项，可以通过MES建设，去上接ERP，下接PCS 我们还将钢厂MES分成了两种类型，所谓“数据型MES”和“作业型MES”，前者主要解决制造数据整合的问题，支持制造数据分析，侧重于支持流程制造段业务（炼铁、炼钢），后者主要解决排产优化、物料配送、工序控制，侧重于支持离散制造段业务（轧制、深加工）。