傻傻分不清楚?三分钟了解 APS、ERP、MES 差别和联系


       推进制造业企业数字化进程,管理软件的角色不可忽视。而由于专业门槛较高,一直以来ERP、MES 和 APS 等专业软件到底是什么,能做什么,之间有何差别和联系,对于很多中小企业而言可谓云山雾罩,分辨不清,这也为这些管理软件的普及带来了不小障碍。以下,我们尝试用生产管理届流传已久的饭局模型来阐释几个软件的定义、差别和联系——


       假设你要在家招待同事组个新年饭局,而恰巧你是一个生产管理专家,打算用“杀鸡用牛刀”的方式——用软件管理整个过程,我们来看看会发生什么?



       首先,我们来交代一下背景,你的部门今年业绩指标完成不错,本来打算跨年晚上同事几个一起在外攒个局,但因为时间太紧,适合聚餐的馆子全都订满,于是热情好客的你提议改到你家。现在的情况是,你和太太只有两个人在家,只剩下一天时间准备其他四位同事的晚餐,考虑到同事来自天南海北,菜品准备还得考虑周全,实在是时间紧任务重。




       你打算先用 ERP 来做客户管理和资源规划——


ERP (Enterprise Resource Planning):即企业资源计划,由美国 Gartner Group 公司于1990年提出。企业资源计划用于制造业系统,是一种资源计划软件。理论上的 ERP可以包括业务流程管理,产品数据管理,存货、分销与运输管理,人力资源管理和定期报告系统。现实中的ERP系统主要是财务系统和进销存系统,其它模块相对应用少,ERP系统的生产模块普遍功能弱,难以满足企业生产计划排程的需要。


      你很重视与同事们的关系,所以通过 ERP 的 CRM(注:Customer Relationship Management,客户关系管理) 模块建立了每个同事的客户档案,详细记录了他们的年龄、籍贯和口味偏好等信息,就像企业录入客户的注册地址、组织机构代码、客户账期等基础信息一样。


       这四位同事会在晚上七点左右到,因为还有跨年活动,所以预计吃饭时间要控制在一个到一个半小时。你的同事们口味不一,需要不同的烹饪方式进行搭配。和太太确定了把哪几道拿手菜搬上桌后,严谨的你把这些数据都输入到了系统当中,生成了一系列的客户订单和相应的主生产计划(MPS:Master Production Schedule),在这里,也就是相应的菜品和烹制计划。与此同时,每道菜的原材料比如葱姜蒜等等,作为物料清单(BOM:Bill of Material)也已经维护到位,于是你得出了采购计划,也就是计算机认识的物料需求计划(MRP:Material Requirements Planning)。




       你们最终决定要上的菜是凉菜拼盘、糖醋里脊、西湖醋鱼、宫保鸡丁、清蒸河蟹和锅巴肉片。相应的食材包括:鲤鱼一条、螃蟹一斤、瘦肉1斤、鸡肉半斤、锅巴一袋、白酒1瓶、番茄5个、鸡蛋10个以及调料若干。为了避免浪费,你决定按照现实库存——冰箱里的存货情况来进行采购,把冰箱里的东西都存入ERP的库存模块后发现,还需要再买鱼、螃蟹、6个鸡蛋、5个西红柿、一袋盐、锅巴等等。


       采购计划确定之后,太太到市场上把清单上的食材都买了回来,回到家后,你按照收到的食材和购物小票进行了核对和入库,并录入到 ERP 系统中。ERP 已经可以查出这次宴请的成本和最新的库存情况。


       这时你和太太发现,出现了之前没有遇到过的情况,时间紧任务重,人手又不够,如果不科学计划,很可能导致一不能按时完成制作过程,二是次序安排不合理容易出现热菜变凉、鲜味丧失的问题,比如螃蟹和鱼买的早,本来是活着的,结果到做菜的时候死了一个多小时,味道有很大影响。


       你的同事们虽然来自天南地北,但对食物要求都不低,而且这是新年晚宴,你顿时觉得压力山大。ERP 给出的计划不行,因为 ERP 没有考虑到限制条件,比如生产能力的限制、制作顺序的限制,假设有三个煤气灶,可以同时开火放三个锅:炸锅、蒸锅、炒锅。一人同时应付三个锅没问题,每道菜准备原料的过程可以另外一个人负责,很多工作都可以同时进行,这里有优化的空间。但是,这么多工作,按什么顺序呢?是一道一道菜做?还是两道一起做?能三道菜一起做吗?这些 ERP 都解决不了,怎么办呢?你把目光投向了下一个软件—— APS。


APS(Advanced Planning & Scheduling),即高级计划排程系统。同步考虑物料和能力约束,对所有资源具有同步的、实时的、带约束能力的模拟能力,考虑物料、机器设备、人员、供应、客户、运输等约束。相比传统ERP 的 MRP(Material Resource Planning 物料需求计划) 计划,不论是长期的还是短期的计划都具有明显优化,尤其在模拟试算和可执行性方面。


       你决定把做需要做的菜式、以及每道菜式的整个过程,用什么资源(例如:炉灶锅碗瓢盆)、物料(例如:肉鱼姜葱蒜)、多长时间、逻辑关系(例如:先炒后蒸再装盘)等等都录入到 APS 系统中,再看看软件能返回什么样的排程结果。没花多久时间就算出来了,那是一个详细的做菜的计划列表,还配有甘特图。仔细一看,你长出了一口气,ERP 不能解决的问题 APS 给出了完美的回答:只要42 分钟就能完成全部的做菜工作。而且精确指出鱼一条应该在7:20的时候用、螃蟹一斤应该在7:40用,其中各个菜式物料各是多少,几点几分的时候需要,每道工序几点开始几点结束,中间有多少自由时间,哪些工序是关键工序显示得一清二楚。而且逻辑关系完全对应现实需求,连凉菜必须放一段时间才能装盘、里脊必须炸完2分钟以后再开始炒糖醋里脊、炸完锅巴必须立即炒锅巴肉片这样的细节都分毫不差。生产资源也没有冲突,依次检查配菜、蒸锅、炸锅、炒锅,每个资源都是在42 分钟的时间里安排得十分紧凑,但都是干完一件工序再开始干另外一件,环环相扣,丝毫不乱。


       在你决定就按这个计划进行的时候,又来了个计划外事件,你的宝贝儿子突然打电话说约了个同学来家里吃饭……这不是插单吗?在以往,你可能会考虑让他们出去吃麦当劳,因为本来很复杂的计划经不起调整了。但今天有了 APS,你打算试试看有没有办法解决,于是你问儿子想吃什么,他答随便加个炒菜就行, APS 当中输入新订单——小炒肉,发现由于炒锅有空闲,加个菜只需要十分钟。你告诉儿子,七点过十分回家就行了。你不由心想,如果之前就有 APS,说不定很多工厂能拿回不少原来不敢承诺的订单。


       接下来,你可以放心地给客户回复交期了——跟同事打电话,准时来就好了,一切尽在掌握!计划确定后,接着就是执行了,现在工序变得复杂,时间要求也紧,炉灶、锅碗瓢盆这些设备资源的情况需要实时知晓,甚至在人手安排不过来的情况下,还要进行自动化控制,比如蒸锅定时自动熄火等操作,这时候你发现 MES出场的时候到了——


MES( Manufacturing Execution System),即制造企业生产过程执行系统,是一套面向制造企业车间执行层的生产信息化管理系统。MES 可以为企业提供包括制造数据管理、计划排产管理、生产调度管理、库存管理、质量管理、人力资源管理、工作中心/设备管理、工具工装管理、采购管理、成本管理、项目看板管理、生产过程控制、底层数据集成分析、上层数据集成分解等管理模块,为企业打造扎实、可靠、全面、可行的制造协同管理平台。现实中的MES系统主要着眼于利用条形码,二维码和RFID等技术实现实时数据采集,为企业数据分析提供数据支持。




       APS 计算出的生产计划确定后,厨房(相当于车间)的生产计划都已经确定,炉灶锅碗瓢盆刀叉等各式设备的工作计划也部署到位,MES 系统的数据采集模块会实时收集设备目前状态和生产状态,比如目前炒锅温度、炒菜数量等,供现场进行生产过程的决策参考,比如是否放油,判断是否完成并装盘等。另外,MES系统还能完成质量数据的记录,在条码或 RFID 技术的支持下,比如跟踪某道菜是什么时候由哪道工序的哪台设备生产,当时的生产参数是怎么样,能真正做到更精细的质量追溯。


       叮叮当当忙活将近一小时,饭菜上桌了,虽然时间很紧凑,在 ERP/APS/MES的协作下,宴请的同事对出品的质量评价都很高,菜品新鲜、冷热刚好,最让他们惊叹的还是协作和效率,尤其是在告诉他们整个制作过程只用了一个小时,只由两个人完成后。



(完)