企业数字化转型之-中国工业管理软件如何突围-上篇|mes|sap|制造业|西门子

1 前言

1.1 概述

近年来，中国在To C的软件赛道上取得了长足的进步。但在关系到国计民生，甚至是生死存亡的To B 软件上，与国外的差距非常巨大。令人吃惊的是，从企业到国家层面，国外还在不断加大信息化的投资和加强扶持政策，试图在本次工业革命中继续保持绝对领先和主导，甚至可以随时绞杀竞争对手。

本文通过对MES的前世今生，以及以西门子和SAP为代表的国外软件巨头收购、发展历史和工业管理软件自身特点的研究，探索中国企业的工业管理软件的突围之路。

1.2 范围

本文讨论的软件范围限于工业管理软件，如ERP（Enterprise Resource Planning），HCM（Human Capital Management），CRM（Customer Relationship Management），WMS（Warehouse Management System），APS （Advanced Planning and Scheduling），QMS（Quality Management System），MES（Manufacturing Execution System），MOM（Manufacturing Operations Management）等。

无论是制造企业升级，工业4.0还是智能制造，都离不开MES（MOM），因此我们将以MES（MOM）为例子进行话题展开。

下面软件不在本文讨论范围之内：

系统软件，如windows，Linux，IOS等。

企业工具类软件，如，CAD，CAE，CAM，EDA等。

以及嵌入式及其它软件。

2 MES（MOM）的由来

2.1 普渡大学提出PERA

1989年，在普渡大学 Dr.Theodore J. Williams指导下，为CIM（Computer Integrated Manufacturing）提出了PERA（Purdue Enterprise Reference Architecture）5层模型，并于1992年出版发表，该模型后被ISA95所采用。

2.2 AMR是什么组织？

1986年，Tony Friscia成立了名称为先进制造研究股份有限公司（Advanced Manufacturing Research, Inc. 简称AMR，百度百科把AMR翻译成美国先进制造研究机构，美国对公司名称没有太多的限制，这其实是一家以盈利为目的私人咨询公司）。

1990年，AMR提出了MES（Manufacturing Execution System制造执行系统）概念，并期望这样的系统能够实现即刻就用（off-the-shelf software to manage plant execution），过了30年，事实证明这个想法太乐观了，且该公司更多的业务是在供应链研究而非MES研究。

2009年，在AMR分析师人数达到40人左右，年销售额为4千万美金时，被年销售额为12亿美金的Gartner以6千4百万美金收购。

2.3 MESA组织成立目的

1992年，MESA (Manufacturing Enterprise Solutions Association International，也被称作MESA International) 成立。MESA 主要发起者有（图1）：

图1，MESA主要发起者

该组织尽管是非盈利社区，但其成立的目的很明确，就是为会员的商业利益服务。

该网站的第一个新闻就是西门子的产品推介广告。不能否认MESA对企业生产制造信息化方面做的工作，但也应当认识到，他们更关注的是这些MES服务商的企业利益。

他们强调--- MES是对整个车间制造过程的优化，而不是单一地解决某个生产瓶颈。

下文的研究报告中，大家会发现他们做的和他们宣传的相矛盾。

2.4 ISA的历史

1945年，Instrument Society of America 美国仪器协会成立。

2000年，更名为Instrumentation, Systems, and Automation Society 仪器、系统和自动化协会。

2007年，更名为 International Society of Automation 国际自动化协会。

1995年，MES相关的标准ANSI/ISA-88，简称S88，被批准。

2000年，基于ISA-88，开始陆续发布的ANSI/ISA-95标准，之后成为IEC/ISO62264国际标准，我国也采用该标准，发布了GB/20720。

该组织是非盈利协会。

2.5 ISA对MOM的定义

ISA-95重新定义MES为MOM（Manufacturing Operations Management）。

MOM主要包含了四大部分:

生产运行管理（Production Operations Management）

实验室（质量）运行管理（Laboratory (Quality) Operations Management）

维护运行管理（Maintenance Operations Management）

库存运行管理（Inventory Operations Management）

以及其它支持项目，如安全管理，信息管理，文件管理，法律合规管理等。

应该认可ISA对于MES/MOM的贡献，ISA88，ISA-95是一个很好的起点，但未来的路还很长。

如果我们把MES/MOM比喻为一篇优美的文章的话，可以说ISA88，ISA95仅仅只是字母表而已。

在某种程度上，我们现在所指的MES应该与MOM的含义类似，不用太纠结于名称。

3 市场分析

3.1 全球工业管理软件现状

3.1.1 部分软件全球销售额

· 2017年，CRM全球销售额为395亿美元。

· 2017年，HCM全球销售额为200亿美元。

· 2017年，客户关系管理软件Salesforce 一家企业全球销售额为80多亿美元。

3.1.2 MES全球销售额及与其它产品销售额比较

2017年，MES全球销售大约是92亿美元。

图2，CRM，HCM，MES及Salesforce销售对比

由2017年数据可看出，MES软件销售额：

是CRM销售额的四分之一。

是HCM的销售额的二分之一。

略高于客户关系管理软件Salesforce一家企业的销售额。

3.2 全球主要MES服务商

Siemens AG (Germany) ；

ABB Ltd (Switzerland) ；

Emerson Electric Co. (US) ；

General Electric Company (US) ；

Applied Materials (US) ；

SAP SE (Germany) ；

Werum IT Solutions GmbH (Germany) ；

Rockwell Automation, Inc. (US) ；

在中国，大约有500~1000家MES企业。至于全球，至少是1000家以上。

3.3 国际企业巨头的行动

以西门子和SAP为例，看一看他们对工业管理软件的重视程度。

3.3.1 西门子在转型

3.3.1.1 西门子的收购

从2001年至2016年，15年间，西门子收购软件企业大约20家。

2001年，收购意大利ORSI，1982年成立，360名员工，年销售额约2.8千万欧元，MES厂商；

2003年，收购比利时Compex，108名员工，年销售额约1千万欧元，食品行业MES厂商；

2006年，收购美国Berwanger，1993年成立，185名员工，石油化工行业MES厂商；

2007年，35亿美元收购美国UGS，该公司历史起始于1963年，是西门子PLM的基础；

2008年，收购过程工业数字工程软件德国innotec；

2009年，收购法国Elan Software Systems公司，60名员工，生物和制药行业MES厂商；

2010年，整合Simatic IT；

2011年，收购巴西Active Tecnologia em Sistemas de Automação公司，生物和制药行业MES厂商；

2011年，收购美国公司Vistagy，1991年成立，公司主要产品是FiberSIM, SyncroFIT, Quality Planning Environment, Seat Design Environment；

2012年，收购德国IBS AG，5年前第一次收购没成功，1982年成立，200名员工，质量管理软件，MES重要功能之一；

2012年，收购德国Perfect Costing Solutions GmbH，50名员工，成本管理解决方案公司；

2012年，收购法国Kineo CAM，2000年成立，从事计算机辅助运动软件公司；

2012年，收购比利时VRcontext International S.A. 2000年成立，3D仿真可视化公司；

2013年，收购比利时LMS International，大约1200员工，年销售额1.6亿欧元，机电仿真软件、测试系统及工程咨询服务的公司；

2013年，收购德国TESIS PLMware，1988年成立，用来实现PLM与ERP，MES，CRM和SCM连接公司；

2013年，并购英国APS厂商Preactor，高级排程软件，1992年成立，70名员工，APS是MES最重要功能；

2014年，收购美国Camstar公司，1984年成立，250名员工，MES厂商；

2014年，西门子主导开发的Simatic IT MES解决方案，也全部被并入Siemens PLM团队；

2014年，搭建跨业务新数字化服务平台Sinalytics；

2015年，推出工业云服务项目MindSphere平台；

2016年，以9.7亿美元收购美国CD Adapco，1980年成立，900名员工，年销售额2亿美元，在流体分析等领域有独到竞争优势的CAE软件供应商；

2016年，收购美国Polarion公司，2004年成立，第一个基于浏览器的应用程序生命周期管理（ALM）企业解决方案；

2016年，收购英国3D打印公司Materials Solutions，2006年成立；

2016年，以45亿美元收购美国Mentor Graphics，1981年成立，EDA三大巨头之一。

3.3.1.2 西门子收购总结

· 在所列出的被收购20家工业软件公司中，7家美国公司，4家德国公司，英国和法国各2家，由此看出美国在工业信息化方面遥遥领先。

· 其中一共找到13家有成立时间的，从成立到被西门子收购平均时间为23.6年，工业软件是一个马拉松赛道。

· 其中8家公司的产品与MES相关，找到5家有成立时间的，从成立到被收购平均时间为22.6年。

· 工业太复杂，一个MES不可能满足全部客户的需求。西门子在生物和制药行业就收购了两家MES，还收购了一家质量管理软件公司和高级排程软件公司。

· 西门子的软件系统大部分依靠收购而非自己开发。

· 西门子的主要工作是整合，做平台。

· 西门子在2001年开始收购MES 企业，在收购5家MES企业后，分别在2012年和2013年又收购了只做质量模块和排程模块的公司，这两家企业都只做MES模块中的单一功能。市场并不会按照由这些大企业组成的利益机构MESA所一再强调的那样，MES应该对整个车间优化，而不是单一解决某个瓶颈。顾客认可了这两家公司，西门子收购IBS后，也单独出售质量管理模块。

3.3.1.3 西门子出售硬件记录

2005年，西门子付给明基2.5亿欧元出售移动电话业务；

2007年，以114亿欧元出售威迪欧汽车电子业务；

2013年，以8.65亿美元出售水务部分部门；

2014年，以38.5亿美元出售博世西门子家电给博世；

2016年，12亿欧元出售欧司朗全部股份；

2017年，剥离机械驱动业务归于Flender GmbH，最终目的是将其出售；

西门子的确重视未来的数字化工厂。

3.3.2 SAP收购了多少家？

从1996年~2017年，21年间，SAP大约收购了56家软件企业，如：

1996年，收购零售解决方案公司Dacos；

2005年，收购企业制造智能和协同制造软件供应商Lighthammer Software Development Corp.；

2006年，收购按需供应商关系管理（SRM）软件公司Frictionless Commerce Inc.，后来成为SAP采购解决方案；

2008年，收购提供集成制造业务解决方案公司Visiprise, Inc. ，由此SAP为离散制造业客户提供Perfect Plant战略；

2010年，收购美国企业管理和移动软件领域的领导厂商Sybase Inc.；

2012年，收购Ariba Inc.一个基于云计算的社区；

2015年，收购在互联网上自动发布工作和实习的法国SAAS公司Multiposting；

3.3.3 其它国际巨头正在由硬转软

如今，西门子不再是一个完全由硬件组成的巨无霸。西门子成为仅次于SAP的欧洲第二大软件商，以及全球前十大软件商，拥有当前世界品类覆盖最全面、综合竞争实力最强的工业软件体系。

而SAP也变得非常庞大，产品包罗万象，不是用一款产品打天下。

其它国际巨头也在进入工业软件行业，除了自己开发，也采取收购策略，只是没有西门子如此激进，如施耐德，GE，霍尼韦尔，罗克韦尔，ABB，达索等。

2014年，在霍尼韦尔22000工程师中，50%的人从事软件工作。

3.4 主要工业国家对制造业的规划

3.4.1 主要工业国家的规划

按时间顺序

· 英国

2008年，高价值制造（HVM）

2016年，英国工业2050战略

· 美国

2011年，政府方面，开始关注先进制造。而后，连续出台各种报告和政策，到目前为止，还在不断推进。

2014年，工业互联网联盟 Industrial Internet Consortium (IIC) ，由企业AT&T, Cisco, General Electric, IBM 和 Intel 发起。

· 欧盟

2013年，启动地平线2020，该计划包括“社会挑战”、“科技卓越”和“工业领先”，预算总额800亿欧元。

· 德国

2013年，工业4.0

· 法国

2013年，新工业法国

2015年，未来工业战略

· 韩国

2014年，政府发布制造业创新3.0战略

2015年，设立“智能工厂”推进团

· 中国

2015年，互联网+

2016年，中国制造2025

· 日本

2015年，民间组织工业价值链促进会（Industrial Value Chain Initiative，IVI），180多家大企业参与。

2017年，日本政府提出互联工业（Connected Industry）。

· 捷克

2016年，政府批准《捷克工业4.0倡议》

· 意大利

2017年，启动工业4.0规划，拨款180亿欧元（2017~2020期间）

这些国家都很重视先进制造，是智能制造倡导者，中国在这方面是跟进者。

3.4.2 美国政府的战略

就美国政府的这些年“先进制造“做一个大致归纳总结。

· 总统在更迭，但对制造业的态度没有变化，帮助扶持策略的逻辑内核没有变。

· 计划在不断更新完善，越来越细化，可操作性越来越强（图3）。

图3，美国先进制造历年措施和报告记录

· 美国的策略是通过联邦政府投资基础研究，以对付市场失灵。以前的策略难以应付当今复杂的制造业，形成“产业公地”（Industrial Commons），联邦机构要在产业公地扮演合作投资者，特别是针对中小制造企业，减少私人在特定产品应用研发的风险，如图红色方块区域（图4）。

图4，美国政府“先进制造”帮助的范围

· 建立先进制造业生态系统，成为全球绝对领导者，投资于蓝海。

· 主要针对中小企业，加强政府对制造商产品的采购，联邦政府是先进制造商生产产品的主要买主，特别是中小企业的初期采购。

· 在美国的计划或者报告里面，反复提到负担得起的价格（affordable），由此看出他们很了解中小企业的痛点。

· 政府投资主要起到杠杆作用，2018年在14个创新中心（institutes），联邦政府投入10亿美元，非联邦机构投入20亿美元。

· 该战略有短期和长期目标，有负责的部门。

· 以点带面（one to many）。

· 参与联邦机构包括：国防部、能源部、商务部经济发展局（EDA）、国家标准和技术协会（NIST）、国家科学基金会和小企业管理局、总务管理局（General Services Administration）、国防生产法委员会（DPAC）、商务部、国土安全和运输部、国家航空航天局（NASA）、小企业管理局（SBA）、劳工部就业和培训管理处（DOL/ETA）、职业与成人教育办公室（ED/OVAE）、美国国家科学基金会（NSF）、先进国家制造国家战略办公室、财政部等，几乎是全国总动员。

· 充分利用国防部技术的优势，在14个创新中心里面，有8个是美国国防部（DOD）负责。

3.4.3 工业互联网联盟（IIC）

· 这是由GE，AT&T, CISCO, IBM以及Intel发起的，不是美国政府行为。

· 这是一个全球开放组织，中国也有企业加入其中，华为是重要的参与者之一（图5）。