在整个生产运营领域，（ISA-95功能模型中的第3层）都希望有一个企业软件解决方案来取代主流的基于纸张的流程和不同的应用程序。运营管理部门知道，这样的解决方案将通过工作流程控制和工程、管理和车间的整合来提高生产力。
图3-7显示了产品生命周期管理系统的工程功能、企业资源规划系统的企业管理功能和MES/MOM系统的车间操作管理功能之间的交互。
图 3-7：高级制造运营系统概念
如图 3-7 所示，每个企业系统都维护着一个包含特定角色数据、工作流程和步骤工作指令的重要数据库，一个系统与其他系统中的数据存在重叠和交叉。
制造运营主数据管理（mMDM）提供了协调、共享和同步这些数据的重叠，并保留/执行主数据的所有权。mMDM是整合这些系统的关键组成部分。
通过在传统的基于纸张的车间环境中引入可操作的实时信息，MES/MOM系统创造了无纸化车间。无纸化车间使关键信息在整个组织内流动，支持时间敏感的工作流程的调整，包括被遗忘的制造领域的关键工作流程。
拥有关于事件和任务的统一的、具有时间敏感性的信息，使计划人员/生产控制人员能够识别并防止潜在的问题或瓶颈。事件管理提供实时通知，通常在事件和异常情况发生之前。这种通知会触发积极的工作流程和步骤，以管理这些事件并减少其负面影响和成本。最终，MES/MOM 有助于企业控制成本并按计划进行生产和发货。
有了MES/MOM系统，就有能力根据工单捕获和报告劳动力，精确到分钟和任务，跟踪每个员工的证书和技能组合，申请材料，管理工单，并创建非程序性工作。在许多工作流程中，MES节省了传统上与核实工作、非增值的纸张处理和返工有关的重要步骤。MES/MOM为制造过程中的中断提供了主动的可视性，并通过各种技术包括无线和触摸屏设备实时传达工作指令。这种方法用一个简化的、无纸化的车间环境取代了容易出错的、基于纸张的沟通。这种实时控制使车间操作能够简化生产，确保生产满足严格的客户需求。MES/MOM的电子工作指示（EWI）为实时数据收集提供了背景，并嵌入了数据收集点，以验证所有工作步骤的完成，包括质量检验。
MES确保技术人员和机械师始终拥有制造产品和检修设备所需的指示，并确保采集正确的数据以满足企业数据要求。通过简化车间技术人员和机械师的数据采集和执行，MES也创造了只由增值活动组成的高效流程。其结果是一个更精简的工作环境。从物料搬运工的移动数据终端到车间内战略性放置的操作台，MES可以指导知识型员工执行任务，并通过直观的图形化用户界面立即收集信息。此外，脚本化的工作指令和参考数据的展示大大减少了新员工的培训时间，而事件驱动的通知和工作流程使用电子通信来加速现有劳动力的交叉培训。
来自车间活动的数据的无缝收集被存储在协调的关系型数据库中，以编制产品谱系和产生终端项目数据报告。捕获的谱系和分析数据允许进行历史查询、近乎实时的根本原因分析和工作单之间的比较，这对与质量有关的调查和流程改进措施是非常宝贵的。
在面向服务的架构 (SOA) 中利用同一的交互数据格式和行业标准，例如 OAGIS（开放应用程序组集成规范）或 ISA-95，进一步降低了将 MES/MOM 与其他应用程序集成的成本。SOA的应用集成方法将成本降低到目前典型的点对点集成做法的一半以下，同时在很少的时间内交付项目。
车间“原样”作业活动模型
MES/MOM的实施基线始于对制造领域内现有流程的彻底分析。商业和自制的MES应用首先应用于部门或生产线层面，以满足特定车间的需求，通过更好地利用本地信息来提高生产力。然而，这些第一代应用是为主要的 "按库存生产"、"低SKU数量 "的制造业而设计的，这些制造业在过去的100年里支持了生活水平的提高。这些制造商中的许多人完全依赖纸张流程和一些独立的本地系统来控制车间工作流程；今天使用的大多数系统都是独特的装置。然而，随着全球制造业的发展和供应链的延伸，21世纪的制造工厂现在拥有更大的按订单生产和按订单配置（CTO）的产品组合和更大的SKU数量。最值得注意的是，包装线的配置已经扩大，以满足语言和文化相关的客户要求。图3-8代表了部署在一个典型的现代工厂的MOM系统，它具有跨区域、跨生产线和跨操作的共同工作流程。
在部署先进的MES之前，工厂自动化信息系统（AIS）的原始部署中，每个系统都满足了制造领域中对当前产能和订单组合的直接制造需求，具有单一功能的应用。图3-11通过灰度编码确定了各种应用以及与ISA-95第3部分活动模型的关系；在这种情况下，有八个不同的应用参与了订单执行。这些基于部门的应用有许多重叠的数据存储和手工纸质流程，用于支持工作流程所需的事务性交换和数据共享的差距。此外，新的流程技术和持续改进项目的复杂性使本地的MOM解决方案激增，其不同的数据存储不在IT部门的关注范围内。试图解决数据共享的缺陷导致了点对点的数据连接。事实证明，点对点的连接（虽然提供了一些缓解）实施起来非常昂贵，而且随着连接数量的增加和老化系统的更换，维护起来也非常困难和昂贵。
图 3-8：ISA-95 第 3 部分“原样”对订单执行车间系统的功能评估
"原样 "模型（图3-8）显示了生产的工作过程对纸张的依赖，以填补车间的信息空白。在 "制造 "第2层（过程控制）和第3层（MOM）活动中，信息交流脱节的问题尤其严重。实时的第2层和第3层的信息对于在制品、例外情况和非程序性（备用路线和返工）工作的状态至关重要，因为这些工作是在危机已经扩大后由计划和调度组通过手工交易收到的。生产记录变成了许多来自不同来源的扫描件，具有不同的生产定义和不同的数据完整性。图3-9为客户提供了一个针对当前车间情况的具体工作流程的图示；这种类型的图示是MES项目实施后获得的好处的教学工具。
基于纸张的工作流程易于实施，易于使用，并且几乎不需要培训。然而，纸张是生产运营管理中效率的巨大抑制因素。纸质文件在生产过程中穿梭，然后被归入档案柜。企业失去了对车间活动的宝贵可见性。纸张还用不同的工作语言定义了职能部门的投入和产出，为团队合作和持续改进制造了障碍。
图 3-9：生产运营执行职能的“现状”评估
车间“待定”运营活动模型
在开始设计MES/MOM系统架构之前，MES/MOM URS对短期和长期业务目标和运营工作流程进行了详细规划，确定了所需的未来状态模型。一个好的MES/MOM URS提供了一个模块化的解决方案，旨在执行、收集数据，并为车间活动提供对时间敏感的工作流程的可视性。最终的系统必须为车间主管、工厂经理和高层管理人员提供信息，以执行操作指令，衡量实时性能，分析操作，并确定改善的机会。MES/MOM系统架构必须整合零散的车间应用，以统一原有系统的功能，并大大减少跨应用的整合。MES/MOM平台与企业系统之间的功能整合提供了主数据的双向同步，并将运营数据实时交换给业务和供应链流
在消除了诸如图3-9所示的互不相干的工作流程后，可以开发一个 "待定 "评估模型（图3-10），在这个模型中，MOM系统提供了一个统一的车间环境，取代了以前互不相干的车间应用和纸张交易。将来的 "车间系统 "将优化环境，以电子格式显示所有的数据交换，使第3层MOM系统和第4层企业系统之间的交易很容易实现。图3-10显示了MES/MOM部署后与 "原样 "模式的巨大变化，其中仅有两个应用程序取代了图3-8中描述的八个应用程序。质量运营功能是图3-10中 "待定 "模式的主要变化之一。
图 3-10：ISA-95 第 3 部分“待定”的车间系统订单执行功能评估
"待定"模型显示，在 "制造 "活动中消除了互不相干的数据交换，在这些活动中，实时信息对有序的工作流程至关重要。生产操作的执行是完全电子化的，在制品的状态、例外情况和非程序性工作的实时车间数据，用于计划和调度组的调度和重新安排更新。生产记录包现在是电子化的，用于根本原因分析、可操作的指标和警报，以及准确的报告。
MES/MOM系统存储了每个生产订单（中间产品和成品）和应用资源的所有历史记录，包括工作指令版本、关键公差数据版本、买断签名、差异、返工和操作员认证。完整的产品和操作谱系以相关的电子形式出现，以便在MOM、PLM和ERP系统之间进行互动。在生产和支持操作过程中收集的数据被存储在一个关系数据库中，并从中创建了大量的报告和交易，以满足内部企业以及指定为记录系统的外部系统的需求。