中国制造执行系统MES市场研究发展报告摘要(2014)

中国制造执行系统MES市场研究发展报告摘要(2014)（2篇）

1.中国制造执行系统MES市场研究发展报告摘要(2014) 篇一

一、EW-MES制造执行系统

企业信息化涵盖计划层、执行层、自动化层及控制层四个层次的内容，计划层是以ERP为主的企业管理系统，目前其发展已相对成熟。作为衔接上层ERP与底层控制的MES，由于其“上传下达”的集成作用，在企业车间底层与管理上层信息化架起一座桥梁。

易往公司一直致力于企业MES解决方案咨询与实施服务，经过多年的MES实施经验，研发了EW-MES平台，该平台可满足企业MES应用需要，并可根据客户个性化要求进行二次开发。

EW-MES平台包括执行层与自动化层两个层次应用

执行层包括生产管理、物料管理、质量管理、能源管理四大业务模块；

自动化层包括ANDON、AVI、PMC以及RC四大业务模块，涵盖了生产执行过程主要的核心业务，各模块间相互集成，即可单独应用，也可整体应用，满足当前汽车企业“统一规划、分步实施”的信息化规划原则，可分阶段，分模块进行MES实施推进。

EW-MES在企业信息化规划中位于中间的执行层，上接计划层规划管理信息，将之分解为可执行任务，将完成信息反馈计划层；下接控制层，监控底层自动化设备运行，传递运行指令要求，最终形成信息闭环。对外提供与ERP、DMS、SCM、BOM软件系统及PDA、RFID、PLC等硬件平台接口，实现数据的及时传递与信息集成。

EW-MES平台具有强大的集成功能，能够与企业ERP/PLM/CAPP等其他信息化系统进行集成，如SAP、UGS和PTC等，全力为企业打造从生产现场到企业上层管理的全方位信息化解决方案。同时，易往MES也能和国内其他品牌的ERP/PDM/CAPP系统实现集成应用。

EW-MES制造执行系统功能架构

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EW-MES制造执行系统产品特点&先进性

1）► IT技术与自动化技术融合

一体化MES解决方案，业界首创自动化与信息化的完美融合，向上承接ERP等管理系统，向下承接底层PLC控制系统，全面支持制造业生产过程管控。通过EAI及ESB接口方式与软件系统集成，利用OPC技术，集成自动化设备，采集动态数据，图形化展示设备状态信息，远程监控现场设备运行状态。

2）► 遵循先进的技术标准

/ 18 遵循SOA的思想，以服务为抽象的手段，将企业中各个系统应用程序的不同功能单元抽象为服务，通过这些服务之间定义良好的接口和契约联系起来。遵循ISA-95国际标准，以EW-MES平台为基础，开发了面向不同行业的应用插件，形成面向各行业应用的MES解决方案。3）► 提供MES自开发技术平台

技术无关性指 “屏蔽”了操作系统、软件基础架构等的技术细节，开发人员在利用业务基础平台开发管理软件应用系统时，关注的焦点在于企业业务逻辑、企业运营管理模式，而不用关心采用何种具体技术来实现。这种技术无关性，还实现了跨平台运行的独立性，即通过开发的组态软件能够顺利地在各种不同异构环境下运行，同时为二次开发提供了可行性和便利性。4）► 生产过程数据采集技术

采用强大数据采集引擎、整合数据采集渠道（RFID、条码设备、PLC、Sensor、IPC、PC等）覆盖整个工厂制造现场，保证海量现场数据的实时、准确、全面的采集。根据不同生产车间的生产过程信息采集对象、频次的不同要求，采用分层次/分车间的信息采集技术，较好地实现了车间生产信息的采集。对于采集对象固定、采集信息频次不高的生产信息，采用较粗放式的手工实时录入生产信息采集方法；对于采集对象多、采集信息频次高的生产信息，采用“条码+手持PDA”或“条码+PC+条码扫描枪”的信息采集方式；对于环境恶劣（如汽车厂的涂装车间）或数据自动化采集要求高的情况，可采用RFID方式，完全自动化采集，无须人工操作，效率极高。5）► 支持多工厂数据模型

工厂数据模型是整个MES应用系统的核心，也是工厂内部所有相关应用系统集成和数据交换的基础。从生产过程管理与控制的核心业务流程入手，分析流程和流程中相关的业务数据，准确描述工厂关键增值业务数据及关键辅助业务数据，并参照ISA-95标准，建立了适合离散制造企业生产过程特点的MES工厂数据模型，包括业务模型、功能模型和信息模型。支持多工厂组织架构，可以实现集团下多工厂间扩展应用，采用一套软件平台，一套基础数据，并实现多工厂间生产制造业务的协同，可减少企业的重复投资。6）► 完善的功能模块

EW-MES平台经过多年的实施经验积累，形成了功能完善的解决方案，涵盖了生产管理、质量管理、物料管理、设备管理、Andon管理、数据采集、自动化控制等模块，能够帮助制造企业提高生产管理水平，实现精益制造，提升产品质量，降低生产成本。

/ 18 EW-MES制造执行系统的应用

易往信息EW-MES制造执行系统，在汽车整车、汽车零部件、机械、食品、制药、能源等行业都有广泛地应用。

♦ 汽车整车、汽车零部件、机械行业，是典型的离散制造行业，既有按订单生产，也有按库存生产；既有批量生产，也有单件小批生产。而且制造过程复杂多样，影响因素纷繁复杂，生产状况变化多端，由此容易产生的结果就是：生产制造过程对于企业来说处于不透明状态，使得制造业企业的生产制造过程的可控性非常差。MES作为企业信息化中一个非常关键的基础信息系统，在企业的生产制造过程的控制和改进方面可以发挥非常重要的作用。通过MES系统，可以有效地将企业生产制造过程中的各种生产制造过程信息实时的管理起来，让这些信息在企业中处于透明状态，可以随时被访问，从而可以实时地了解企业真实的生产状态。同时通过对企业实时生产制造信息的分析，找出影响企业生产制造过程的各种因素，分阶段逐步改善这些因素，改进和优化企业的生产制造过程，从根本上解决离散型制造业的生产制造过程可控性问题。

例如，在汽车行业，要实现汽车的精益化生产，摆在车间层面的一个最核心的问题就是如何将生产过程中车辆的各种信息流加以综合利用，将这些信息通过信息系统的加工进行进一步的提炼，使其延伸到的工厂的自动设备、质量管理、交货期管理、供应链采购，成本控制，物流管理等各个外部环节。简单的说，就是将车辆在车间的生产形态无限制的放大和共享，为各个外部环节所用，通过这样的途径实现管理效率和资源配置的最优化。易往信息在总结多年汽车行业MES系统实施基础上，形成了一套完整的MES解决方案，EW-MES已在几十家知名汽车制造及零配件企业的数百个项目中得到了广泛的应用。北京奔驰、一汽奥迪、上海通用、大众、北汽、沃尔沃、上海汽车、东风股份、东风伟世通、东风贝洱、江铃汽车、五十铃、神龙汽车、长城汽车、华晨汽车、长安标致、奇瑞汽车、李尔、江森、金兴内饰都是易往的合作客户。

♦食品、制药、能源行业是典型的流程制造行业，主要采用按库存、批量、连续的生产方式。流程制造行业，在生产工艺过程中，会产生各种协产品、副产品、废品、回流物等，对物资的管理需要有严格的批号。例如，制药行业中的药品生产过程要求有十分严格的批号记录和跟踪，从原材料、供应商、中间品以及销售给用户的产品，都需要记录。批次管理和可追溯性是制药行业的管理重点。一旦发现批次质量问题，可以最快的速度从流通环节回收相关药品。易往的MES食品解决方案实现中央厨房、冷链物流、门店管理等功能，完全满足食品企业从生产生命周期和销售的全过程管理需求。

/ 18 EW-MES制造执行管理系统可以为用户提供一个快速反应、有弹性、精细化的制造业环境，帮助企业减低成本、按期交货、提高产品的质量和提高服务质量。使得企业内部各种信息处理流程标准化，提高企业按照合同期限完工的比例，增加企业中各种信息的透明度等。

二、EW-MES生产管理模块

在车辆订单主计划完成后，将排序订单由ERP下载到MES系统中，MES根据ERP计划序列排产上线，然后根据车辆跟踪模块获得的车辆状态信息实时返回EPP系统，供ERP系统在车辆状态控制和零部件反冲消耗，同时数据采集模块和信息广播模块完成车间生产控制过程，对PBS及WBS路由提供正确的指令，并监控生产现场各种设备运行状态采集设备运行参数，实现对生产过程的监控提升现场作业效率。

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三、EW-MES物料管理模块

主要实现生产线JIT/JIS物料拉动、仓库管理、物料拾取、道口收货、料箱料架及供应商管理、解决当ERP系统将物料采购至工厂内部仓库（协配库或当日库）后，如何将物料配送至生产线及如何向供应商发布JIS/JIT要货指令的问题，实现工厂内部物流的精细化管理，将收发物料传递给ERP系统，ERP实现物料结算及成本分析。

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四、质量管理模块

EW-MES涵盖了物料质量控制，成车检验、质量追溯及防错处理四方面质量管理业务，通过多生产过程质量信息采集，建立了质量管理机制，实现了整车质量追溯，满足国家对汽车整车召回的要求，建立企业的质量信息化管理平台。

EW-MES质量管理模块整合生产质量问题与其它阶段的质量问题的处理跟踪过程，质量跟踪结果都导入到统一的质量分析平台中做进一步数据挖掘。

五、生产信息可视化

/ 18 ANDON系统目的是提供生产信息的可视化显示，打破传统生产方式的“暗箱”操作，提示现场人员请求帮助信息和故障信息。并帮助相关人员做出响应，质量人员可以通过ANDON系统呼叫生产人员发现和修改质量问题，改进和避免以后发生同样问题。操作员通过现场的拉绳开关或按钮寻求帮助和激活ANDON系统的闪烁灯和音乐。在生产线离开本工位前如果问题还未解决，机运线将停止。ANDON系统将记录呼叫的次数和停机的时间。通过分析潜在的质量过程，设备和相关区域，有利于提高生产管理水平。车间生产一切活动都可以通过LED实时显示。

*生产运行信息:显示生产线的节拍信息和生产线的运行状态信息 *寻求帮助信息:显示各工段或设备的寻求帮助的工位号，如:缺料信息 *车间生产信息:日计划、日上线、日下线、月计划、月累计产量等信息 *设备信息:显示相关设备的故障报警状态、停线时间等信息

六、电子标签追踪

AVI系统功能：Automatic Vehicle Identification，系统通过条形码（焊装车间、涂装车间、总装车间）信息载体实现对车辆的跟踪及识别，并将这些生产现场所获信息及时反馈到相关系统。信息载体可以用条形码或RFID标签，在车身及总装车间一般使用条码进行生产跟踪，涂装车间、WBS及PBS区域工作环境恶劣，一般采用RFID进行自动采集。AVI系统根据这些信息完成对车体的跟踪，并将这些信息传送给输送链系统和相关过程设备，相关设备根据条码进行工艺选择、防错等功能，同时这些数据被归档在数据库中进行数据分析，生成各种生产报告。

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七、PMC生产设备工作情况

PMC系统将被用来实时地监视生产状态，测量和跟踪生产设备的工作情况，当生产设备出现生产问题时，PMC系统将向车间人员报警。该系统将监视生产的节拍时间、设备的正常运行时间、故障停机时间以及生产设备的故障。PMC系统通过TCP/IP或OPC以太网协议与现场设备（PLC、机器人、现场PC、其它控制系统）进行通讯。PMC系统还将生产信息和报警信息记录到PMC数据库，供今后生成报表使用。

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八、CCR系统电子调度和监控

通过CCR系统,建立一个全面的、集成的、先进的和稳定的统一电子调度和监控系统，实现对工厂生产进度的及时、全面监控，实现异常信息的及时发现并解决。

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汽车行业生产监控系统结构拓扑图

1.系统构成:液晶显示墙、单机多屏操控系统KVM控制管理系统三个子系统构成;2.液晶显示墙作为显示子系统，用来显示单机多屏操控终端的内容;3.单机多屏操控系统，由服务器、多任务任用终端构成;4.KVM控制管理系统:通过配置KVM转换器、KVM交换机、KVM控制终端；可以实现在KVM控制终端对所有连接到KVM交换机上的任意单机多用户操控终端远程进行本地化操作。

九、能源管理系统

EW-EMS能源管理系统

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企业对能源管理系统的迫切需求

1、政策驱动：能源与环境是当今社会发展的两大问题。能源的生产安全、运行管理乃至维护一直受到企业和国家有关部门的高度重视。

2、成本驱动：在资源日益匮乏的今天，能源的消耗成本已经越来越多地占有着企业的成本比例。目前，各大企业已大大加强了对企业能源的加工、贮存、供给过程中的损耗、设备管理、计量检定、能量平衡与调度的关注。因此，建立一套现代科学的动力能源管理控系统，已势在必行。企业能源管理系统的范围和内容 能源使用的管理： 企业用能状况和能源流程；

能源使用的安全性、可靠性和可用性； 能源使用的效率； 能源排放； 能源使用意识； „

能源成本的管理：

能源使用和主要耗能设备台账； 企业能源成本统计核算；

产品综合能耗和产值能耗指标计算分析； 能源成本分摊和账单管理;„

能源管理系统架构

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十、仓库管理系统

EW-WMS仓库管理系统

EW-WMS仓库管理系统的核心价值

1）► 决策支持

通过系统的订单采集、需求预测、库存补货、库存报表等功能，为企业决策提供有力的数据支撑，从而减少缺货、减少现有库存、运作成本和积压。2）► 执行

通过系统标准功能以及增强的订单合并、交叉转运，动态补货等功能，从而有效提高订单准确率、增强客户满意度、降低劳动力和设备成本、提升作业效率，打造企业的核心竞争力。

/ 18 3）► 协同

通过系统的多仓支持、DataExchange、企业Portal等套件，实现客户、供应商的更紧密的协作，完成供应链的闭环；在优化库位、增加销售、增强客户服务、采用卖主管理库存(VMI)、提高库存、订单和出货可见度等方面获得收益。

4）► 不断降低

a、通过作业路径，作业方法的指导和优化，降低物流作业成本可至40%。b、信息系统的有力支持降低对作业人员的经验要求，劳动力成本可节约至20%。5)► 持续提高

a、库存准确率高达95%以上。

b、充分利用仓库内的有效空间，空间利用率提高20%。

c、订单交付情况在线查询，改善企业形象和客户满意度，提高客户忠诚度。

业务流程规划

¤ 易往信息成立了行业顾问委员会和方案指导中心。针对行业动态和业界最佳行业实践，整理、创建行业案例库。

¤ 建立了专门的业务顾问团队，在项目实施前，对客户现运作的流程进行完整、细致、深入的调研；针对流程运作中的重点、难点，和各层级的系统相关人员进行深入讨论；最终提交可行的业务流程再造建议书。

信息系统实施

¤ 易往信息建立了一套标准的作业流程规范，在实施过程中，实施团队通过对仓库各类产品作业特点的认真分析，结合系统制定了统一的操作流程，并通过管理人员强有力的推进使流程得以贯彻实施 ¤ 实施过程中，注重知识的转移，培训和发展客户的专业化团队，并由此建立并维持紧密的客户关系。

建设目标

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系统架构

/ 18 十一、一体化移动平台解决方案

移动化敏捷业务的企业，将移动化作为IT平台的首选，并逐渐转化传统的商业模式，增强竞争力。

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十二、EW质量管理系统解决方案

系统目的

实现全面质量管理 形成质量管理的闭环

降低沟通成本，加快质量问题解决速度 提高客户满意度 提升品牌价值

系统体总框架

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2.中国制造执行系统MES市场研究发展报告摘要(2014) 篇二

随着MES应用系统在工业企业越来越广泛的推广,工业企业发现MES能够提高计划的实时性和灵活性,改善生产线的运行效率。同时,美国先进制造研究机构AMR调查发现:现有的企业生产管理系统普遍由以ERP/MRPII为代表的企业管理软件,以SCADA.HMI为代表的生产过程监控软件和以支持企业全面集成的MES软件群组成。根据调查结果,提出了三层的企业集成模型(如图1)。

MES可以对来自MRPII/ERP软件的生产管理信息细化、分解,将操作指令传递给底层控制;可以实时监控底层设备的运行状态,采集设备、仪表的状态数据,经过分析与处理,从而方便、可靠地将控制系统与信息系统联系在一起,并将生产状况及时反馈给计划层。进入二十一世纪,现代集成制造系统通过追踪生产信息流来实现对企业的全面控制和管理,它的系统结构已经逐步摆脱了完全按照物理层次划分并配置系统的传统模式,向着更加简单合理的综合模式发展,如图2所示。

虽然MES的发展历史较短,但它能有效地实现以时间为关键的制造思想,因而在发达国家推广的非常迅速,并给工厂带来了巨大的经济效益,对国外的管理界也产生了深远的影响。

从国内看,CIMS、MES、ERP等概念进入我国都比较早,但只以DCS为代表的底层自动化和以ERP为代表的管理系统普及速度较快。虽然在观念上已经开始转变,有一些公司在加快开发中国式的MES产品或应用国外的MES产品,而且势头较好,但我国工业企业的信息孤岛和缺损环链现象比国外更为突出,对MES层的认识相对落后。国内学者对车间层、单元层的研究大都着重于控制模型的研究,很少从应用出发来研究和开发面向制造过程的集成化管理和控制软件。因此,加强对MES的研究和推广应用,探索MES的发展道路,对于提高我国企业的管理水平,增强制造业的竞争实力具有重要的意义。

2 企业MES系统功能架构

企业MES为一系列管理功能,而非一套软件系统,它完全可以是各种生产管理的功能软件集合。主要的MES功能模块(如图3)包括:(1)资源配置与状态跟踪;(2)工序大于细节调度;(3)生产计划和调度;(4)文档控制;(5)数据采集和获取;(6)人力资源管理;(7)质量管理;(8)过程管理;(9)维护管理;(10)产品跟踪与记录;(11)性能分析。

3 MES系统设计

企业信息系统一般采用C/S(Client/Server)和B/S(Brower/Server)两种架构模式。因为受到生产现场的条件约束,CIS模式的使用需要较高的系统硬件配置和相对大的成本,并且相比较与B/S,C/S具有较大的维护工作量,复杂而又繁琐的系统升级,以及相对高的系统开发与维护成本,基于此,系统选用了B/S体系结构,其主要开发工具是C#与.NET,后台数据库使用SQL Server。开发完成的系统及数据库安装在WEB服务器,通过IIS发布到互联网上,生产车间和上层管理人员在办公室通过企业内部网络浏览器向WEB服务器发出请求,WEB服务器上的IIS服务再根据用户请求,执行相应的操作,并将结果生成HTML文件发送到客户端(如图4)。

3.1 硬件环境

按照某研究所规定的数据传输与处理的需求,及数据处理量的要求结合企业实际数据处理量、现有的硬件资源和部门特点,为企业设计的系统硬件结构(如图5)。系统部署在管理大楼的系统服务器上。管理大楼中的终端用户能够经过中心交换机对系统服务器进行直接地访问,厂房里的终端用户可经过中心交换机和前置交换级的级联,继而实现对系统服务器的访问(如图5)。

系统通过采集与反馈每个生产单元的数据,构成覆盖全部门的开放式以太网络,旨在实现闭环管理的需求。系统主要围绕数据库服务器,对实时数据进行比照与存取,从而形成不同的统计分析报表,达到监视和控制生产信息以及管理生产流程的目的,提供规范的网际网络的浏览查询与资料索取。

3.2 软件架构

在开发时,系统使用基于.NET的B/S软件构架,整个系统为了达到数据格式统一化、软件功能模块化以及模块接口标准化,采用数据访问层、WEB表现层以及业务逻辑层三层体系架构。

数据访问层的任务是处理后台数据库和系统间的交互,数据访问模块与业务数据构成本层。前者对数据库的详细操作进行封装,接收业务处理模块的数据访问请求,同时把操作结果通过业务数据的方式返还给业务处理模块;WEB表现层作为系统功能的显示界面,并且是给予系统和用户交互的接口。该层由安全认证模块以及页面显示模块组成。前者的任务是认证用户的身份以及访问权限,避免用户越界工作,而后者由ASPX或者HTML页面构成,其职责为对用户的请求和输入数据进行接收。整个WEB表现层使用XML描述,在程序运行的过程中进行解析,便于将来修改;业务逻辑层的控制机制将有限状态自动机引入,以此对业务流的流动执行进行控制,取得了对业务流的顺序性以及逻辑性的控制的良好效果。其为制造执行系统的主要构成部分,具体达到制订并执行产品的生产计划、跟踪和处理产品数据(如图6)。

3.3 数据访问

数据库SQLServer2000容纳了系统里所有的数据,在对数据库进行访问与操作时,使用适用于多层应用程序的ADO.NET,在当前信息系统应用程序中,是最常见的体系结构。相比于传统的ADO数据访问形式,ADO.NET同其的根本区别在于ADO采用OLEDB接口,同时以COM技术为基础,ADO.NET具备自身的接口,以Microsoft公司的.NET体系架构为基础。构成ADO.NET的类型有两类:为.NET数据提供对象以及用户对象。当中,提供对象的任务是将一些现实操作,例如数据从数据源的读取与写入完成等,在存储介质读到数据之后,然后通过用户对象进行数据的访问与操作。Data Adapter、Connection以及Command Builderden等等均可作为提供对象;而Data Relation、Data Set以及Datallow等等是用户对象。

3.4 报表设计

Crystal Reports能够及时地创建拥有专业外观以及演示文稿质量的复杂的交互式报表,其特点有:方便的操作、较强的功能以及相对稳定的性能。系统的数据库应用程序与Crystal Reports报表处理功能相整合,这样一来,实现了用户的需要,同时应用程序节省了开发时间。Crystal报表专家在Visual Studio.Net IDE里,能够依据实际需求快速方便地设计报表。利用Crystal Reports Designer设计报表,第一,应明确报表的数据源,借助于报表设计选项卡,设置报表里应显示的数据,同时把报表保存成报表文件;第二,在页面要显示报表的位置增加Crystal Report Viewer控件;第三,如果要显示报表,应利用程序代码把控件和需要显示的报表进行绑定。使用Crystal Reports不仅使系统报表设计的流程简化,同时利用其所给予的其它功能,有利于满足页面导航和报表打印等一些需要。

3.5 权限设计

用户表由设定系统的管理员进行维护,各用户的用户名和密码均在用户表中设定,用户在登录的时候必须提供合法有效的帐号,以此保证系统的安全性。并且由系统管理员对用户担任的角色进行分配,每个角色都有不一样的作用,系统能按照用户担任的角色自行加载用户拥有的菜单,菜单意味着不一样的功能权限,进而实现控制权限。

4 结论

MES管理系统一方面能够健全企业的信息化建设;另一方面可以使车间的生产效率得到提高,降低原料与能源量消耗,同时减少产品库存量,加强产能。然而,我国对于开发与应用MES还处在起步阶段,选择和研发适当的MES开发工具,并与我国企业的MES软件产品相适应,满足企业信息系统的紧密集成目的,继而提出我国企业MES的实施标准和技术规范,其重要意义不仅在于我国企业信息化水平的提高,更在于同国际先进企业竞争力的增强。

摘要：制造执行系统(MES)是制造生产过程的计算机在线管理系统,是企业资源计划系统和设备控制系统之间的桥梁和纽带,是企业实现全局优化的关键性系统。作者现在主持广西教育厅《制造执行管理系统(MES)应用研究》课题项目,通过对南宁化工股份有限公司MES系统项目(一期工程)的研究,介绍了MES系统的应用研究现状,阐述了MES系统的基本功能架构及软件架构,提出了MES流程工业所需要的关键技术。同时,将先进的生产过程控制技术应用于院校的自动化实训建设,提高教师的技能,更新知识。

关键词：制造执行系统,MES应用,工业流程,探析

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