制造业工厂的四大核心系统:PLM+ERP+MES+APS
技术的发展,日新月异。企业要在竞争中立于不败之地,靠什么?
靠先进技术。
过去30年,影响最深远的,无疑是信息技术。
它改变了我们的生活,也改变了企业的管理方式。
现在在企业办公,主要靠电脑。手机也能做一部分事,但核心任务,还得上电脑。
电脑是硬件,软件才是灵魂。
像Word、Excel,这些都是基础工具。但稍有规模的企业,部门之间要协同,就需要更复杂的系统。
比如:
- PLM(产品生命周期管理)
- ERP(企业资源计划)
- MES(制造执行系统)
- APS(高级计划与排程)
它们功能不同,但数据交叉重叠。

图源自:织信MES生产制造执行系统方案PPT,侵删
如果这些系统互不连通,会怎样?
- 每套系统,都得重复录入数据。
- 工作量翻倍,出错几率也翻倍。
- 每个系统,都成了一座“信息孤岛”。
很多老牌企业,信息化路径通常是这样的:
- 从财务系统、CAD画图开始。
- 然后,上马进销存。
- 再然后,生产环节也信息化了。
一步一个脚印,但也留下了一个个“烟囱”。
新企业可以全盘规划,从零开始。但老企业不行。
老企业要提升信息化水平,必须面对现实:未来要用的新系统,如何和现在正在跑的老系统,无缝集成?
“中国制造2025”让很多企业真正认识到PLM的价值。大家开始意识到,产品创新,才是核心竞争力。通过PLM管理产品全生命周期,能加速创新迭代,让产品更增值。PLM,正是为适应这种需求而生。
凡事预则立,不预则废。
信息系统规划,更是如此。
规划者既要看清当下的需求,更要考虑未来。未来的系统,如何与今天的系统对话?数据怎么通?这就是本文要探讨的:
- PLM、ERP、MES、APS,它们各自负责什么?
- 哪些基础数据,必须在它们之间流动?
- 几个系统集成,有哪些可行的方法?
希望能给正在进行信息化的企业,一些借鉴。
在深入之前,我们先厘清一个概念:信息系统,有“理论上”的,也有“实际上”的。
理论上,PLM、ERP、MES、APS各司其职。但实际上,一套软件可能涵盖多个理论功能。
比如,某些MES系统,可能也包含了ERP的进销存模块。
这就像防火墙和路由器。理论功能不同。
但现实中的路由器,大多自带简单防火墙功能;现实中的防火墙,也基本集成了路由功能。
为了表述清晰,我们以下讨论的,都是各系统“理论上”的核心功能。
1、PLM:产品生命周期管理
PLM全称是Product Lifecycle Management。
根据权威机构CIMDATA的定义是:
PLM,是一种应用解决方案。它主要管理的是产品图纸、物料库、BOM(物料清单)表以及研发项目管理。它支持产品全生命周期信息的创建、管理、分发和应用。它应用于企业内,或跨地域、跨企业的产品研发协作。

简单说,现实中的PLM,主要管两样东西:图纸和文档。
其中,产品图纸的管理是PLM最基础的功能,图纸的标准化、版本管理、编码生成、归档和变更 都是图纸管理的重点内容。
那么,PLM和ERP如何连接呢?
PLM会从产品图纸中提取BOM,然后通过API接口将BOM传送给ERP。

2、ERP:企业资源计划
ERP的全称是Enterprise Resource Planning,即企业资源计划系统。
这个概念,1990年由Gartner Group提出。
它主要是管理销售订单、采购管理、库存管理以及应收应付。
其最核心的功能是进行MRP运算,得到订单所需的物料需求计划,然后跟该计划安排原材料和外购件的采购 以及 自制件总装组成的生产。

但现实中的ERP,核心就两块:财务系统 + 进销存系统。
其他模块用得少。尤其是生产模块,功能普遍偏弱,很难满足复杂的生产计划排程需求。

3、MES:制造执行系统
MES,Manufacturing Execution System。
它是一套面向制造企业车间执行层的生产信息化管理系统。
它能提供什么?
制造数据管理、计划排产、生产调度、库存、质量、人力、设备、工具、采购、成本、项目看板、生产过程控制、数据集成分析……
几乎覆盖车间管理的方方面面。为企业打造一个扎实、可靠、全面、可行的制造协同管理平台。
MES的运转流程如下图所示:

而现实中的MES,主要着眼点在于:利用条形码、二维码、RFID等技术,实现实时数据采集,为企业数据分析提供支撑。
4、APS:高级计划与排程
APS,Advanced Planning and Scheduling。
它是什么?
对所有资源(物料、机器、人员、供应、客户需求等)进行同步、实时、带约束能力的模拟。
主要干两件事:
- 短期计划的优化、对比、可执行性分析。
- 基于内存的计算结构,支持持续运算。
APS是生产管理中的一个重要环节,它涉及到如何根据市场需求、生产能力、物料供应、交货期等因素,合理地安排生产任务和时间。一个有效的计划排产逻辑可以提高生产效率、降低成本、减少库存,并确保按时交付产品。
以下是计划排产逻辑的一些基本步骤:
- 需求分析:首先需要分析市场需求,包括产品需求的数量、类型和交货时间。
- 产能评估:评估当前的生产能力,包括机器设备、人力资源、工作时间等,确定能够满足需求的最大生产量。
- 物料需求计划(MRP):根据产品结构和生产计划,计算所需的原材料、零部件等物料的数量和时间。
- 生产计划制定:根据需求分析和产能评估,制定初步的生产计划,包括生产哪些产品、生产多少、何时开始生产等。
- 排程优化:使用优化算法(如线性规划、遗传算法等)对生产计划进行优化,以减少生产成本、提高效率。
- 资源分配:根据优化后的生产计划,合理分配生产资源,包括机器、人力、物料等。
- 生产调度:根据生产计划和资源分配,制定具体的生产调度计划,明确每项任务的开始时间、结束时间和责任人。
- 监控与调整:在生产过程中,实时监控生产进度和资源使用情况,根据实际情况对生产计划进行调整。
- 库存管理:合理安排原材料和成品的库存,以减少库存成本和避免生产中断。
- 交货期管理:确保产品能够按照客户要求的交货期完成生产和交付。
- 数据收集与分析:收集生产过程中的各种数据,进行分析,以不断改进计划排产逻辑。
- 持续改进:根据收集的数据和分析结果,不断优化生产计划排产逻辑,提高生产管理水平。

一句话:解决复杂的生产计划排程问题,必须靠它。
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