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采用多层结构的访问机制，数据库层只接受业务逻辑层的访问，任何用户都不可能直接访问数据库，从而保证了数据的安全性。MES的任何用户都必须经过系统权限验证，在访问系统的过程中，用户还要接受模块、功能、记录多级权限的控制，不可访问授权范围之外的数据。
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（5）可维护性
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网络的普及性使MES物理网络的维护更加容易，系统需支持以太网的数据传输方式。MES定制化界面的开发需采用可以共享工具且有助于创建混合语言的解决方案，这使得MES人机界面的开发变得更加容易、方便，而且具有很好的调试性和可读性。另外MES的开发伴随着有关人员的专业培训，这些培训既包括基本知识和操作业务的培训，也包括基本开发的培训，以确保后期的可维护性。
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（6）稳定性
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MES必须保持一定的稳定性，为了达到这个需求，MES的开发需经过详细严格的测试流程。内部测试：一般包括模块测试、集成测试和系统测试三个部分。模块测试主要针对生产信息管理系统中各功能模块进行测试，在各模块编码结束后进行。在生产信息管理系统实施过程中，多个模块可同时进行模块测试，内部接口的模块需与接口模块同时测试。集成测试是基于模块测试的测试，在进行集成测试前将生产信息管理系统各功能模块组装到一起，对生产信息管理系统进行整体测试。系统测试是将软件放在整个计算机环境下，包括软硬件平台、某些支持软件、数据和人员等，在实际运行环境下进行一系列的测试。系统测试的目的是通过与系统的需求定义做比较，发现软件与系统的定义不符合或矛盾的地方。外部测试：针对生产信息管理系统和外部系统的每一个数据接口，由双方的工程人员互相配合进行，主要的目的是测试数据接口的稳定性、正确性和完整性等。
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MES的项目目标是通过信息可视化和流程规范化，提高制造过程透明度，强化生产控制和响应速度，构筑可持续改善的准时工厂，构建企业执行层生产信息系统的通用平台，如图5-1所示。MES通过定义通用的模型和相应术语，为能够更好地与企业的其他业务系统协同工作提供有益的参考。MES的主要特点包括：开放型、模块化、可扩展性、可整合性。
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5.2.2 MES的体系架构
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MES能够利用实时的监控、准确的决策对生产现场进行指导和管理，通过信息传递对从订单下达到产品完成的整个生产过程进行优化管理。这种对状态变化的迅速响应使MES能够减少企业内部没有附加值的活动，有效地指导工厂的生产运作过程，从而使其既能提高工厂的及时交货能力，又能改善物料的流通性能。
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MES的关键是强调整个生产过程的优化，它需要收集生产过程中大量的实时数据，并对实时事件及时处理。同时又与计划层和控制层保持双向通信能力，从上下两层接收相应数据并反馈处理结果和生产指令。因此，MES不同于以派工单形式为主的生产管理和以辅助的物料流为特征的传统车间控制器，也不同于偏重于以作业与设备调度为主的单元控制器，而应将制造执行系统作为一种生产模式，把制造系统的计划和进度安排、追踪、监视和控制、物料流动、质量管理、设备的控制和计算机集成制造接口等一体化去考虑，以最终实施制造自动化战略。在智能工厂架构的设计中，必须涵盖供应链、工程技术与生产制造三个维度，同时做到这三个维度内及维度间物质流与信息流的贯通（三大集成）。MES是工厂所有活动的核心，是三个维度的交叉点和关键点。
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图5-1 MES的项目目标
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MES管理MBOM、辅助工艺或现场工艺，支持差异件指示、装配指示、现场看图和装配仿真等，并根据关重件、物流追溯和MBOM等形成产品档案。在“个性化生产”时代，产品档案是客服支持的主要数据源。MES是智能工厂的“大脑”。
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1.数字化工厂的平台架构
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数字化工厂的平台架构一般有五层组成，这五层分别是：企业层（ERP、PLM）、管理层（MES）、操作层（SCADA系统等）、控制层（工业控制等）和现场层（自动化设备等）。图5-2展示了应用该架构构建某离散制造的实例。其中，现场层、控制层、操作层对应物理车间的软硬件系统。现场层由场内物流单元（包括立体仓库、物料传送带／AGV小车）、机加车间和装配车间构成。现场层设备与传感器通过工业以太网及现场总线与控制层的控制系统连接，构成车间现场的物联网系统。在操作层，设备监控与采集系统（SCADA／DCS）通过控制层的控制设备管理现场层的硬件设备。在管理层，MES完成生产运营管理和生产工艺管理，工厂规划系统通过仿真技术，对工厂布局、生产进行仿真与优化。仓库物流管理系统管理车间及外部物流。在企业层，通过PLM系统，对产品从研发到售后的全生命周期进行管理，实现产品创新设计与客户个性化定制。ERP系统实现企业的顶层管理。
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随着信息集成程度的提高，层与层之间的间隔日益模糊，原有的多层结构会日益扁平化，如图5-3所示，随着PLM、ERP与MES系统的日益融合，企业层与管理层逐步合并，同时由于智能设备的增多，控制设备越来越多地以嵌入式系统的形式安装在生产设备上，使得控制层与现场层变得密不可分。MES作为面向制造的系统必然要与企业其他生产管理系统有密切关系，MES在其中起到了信息集线器（Information Hub）的作用，它相当于一个通信工具，为其他应用系统提供生产现场的实时数据。MES与其他分系统之间有功能重叠的关系，例如MES、CRM、ERP中都有人力资源管理，MES和PDM都具有文档控制功能，MES和SCM中也同样有调度管理等。各系统重叠范围的大小与工厂的实际执行情况有关，但每个系统的价值又是唯一的。
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2.MES的功能框架
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MES集成了生产运营管理、产品质量管理、生产实时管控、生产动态调度、生产效能分析、物料管理、设备管理和文档管理等相互独立的功能。使这些功能之间的数据实时共享，同时MES起到了企业信息系统连接器的作用，使企业的计划管理层与控制执行层之间实现了数据的流通。MES的功能框架如图5-4所示。
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（1）xBOM管理
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MES把PLM系统视为其重要的集成信息来源，MES需要从PLM系统中提取产品的原始设计BOM数据，包括产品的设计BOM和工艺BOM文件，并通过xBOM管理，把产品的设计BOM数据转换成支持MES的各种BOM数据，包括产品的制造BOM、工艺BOM、质量BOM等，从而快速、准确地建立MES中的产品基础数据。通过xBOM管理，MES实现与PDM系统的集成和MES内部产品数据管理。
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（2）计划系统
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一方面，实现从企业的上层计划系统MRP/ERP中获取车间的本月生产作业计划；另一方面，接收外协订单分解后的物料需求计划。两个方面结合起来，为车间计划人员编制车间生产作业计划提供原始数据。通过计划系统，MES实现与MRP/ERP系统的集成。
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图5-2 数字化工厂的平台架构
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