关于ERP、PLM、APS、MES的资料整合
导读：本文就ERP、PLM、APS、MES各自功能和相互之间需要通讯的基础资料进行探讨，分析几个系统整合的方法，供企业进行资讯化时借鉴。
前言
技术的发展日新月异，企业要增强竞争力，在市场竞争中立于不败之地，采用先进技术武装自己是必由之路。近30年，对社会影响最大的技术进步当属资讯科技，资讯科技的进步改变着我们的日常生活，也改变着企业的管理方式。现在我们在企业内办公，主要的工作都是通过电脑完成的，当然现在智能手机也能完成某些原来需要通过电脑完成的工作，但资讯系统的主要功能还是通过电脑端完成的。电脑只是硬件，具体的功能还必须通过软件来实现，例如Word, Excel等都是常用软件。稍有规模的企业都是由多个部门组成的，部门之间的资讯交流就需要更复杂的资讯系统来实现，PLM(产品生命周期管理), ERP(企业资源计划), APS(高阶计划与排程), MES(制造执行系统)是不同的资讯系统，它们功能不同，但使用资料存在交叉重叠。如果这些系统之间没有整合，各自的系统所需资料需要多次录入，增加了资讯维护工作量和出错机会，每个系统都是一座资讯孤岛。如果是成立多年的企业，他们的资讯化路径一般是，从财务系统和CAD画图开始，然后又过渡到进销存，之后进行生产环节的资讯化。除非新成立的企业，资讯化工作可以全盘展开考虑。已经存在的企业，面临的局面都是已经有些资讯系统，如果继续提升资讯化水平，必须结合当前的状况。必须考虑未来资讯系统与现在资讯系统的整合。
“中国制造2025”加深了中国制造企业对PLM的认知度。一些企业开始认识到产品创新的重要性。企业通过PLM对产品的整个生命周期进行管理，可以加速产品的创新迭代，让产品更多增值，PLM技术就是为适应企业的发展的要求而产生的。
凡事预则立，不预则废。对资讯系统规划也是一样，资讯规划者既要看当前企业需求，也要考虑未来增加资讯系统时，不同资讯系统之间的衔接和资讯通讯。本文就PLM、 ERP、 APS、MES各自功能和相互之间需要通讯的基础资料进行探讨，分析几个系统整合的方法，供企业进行资讯化时借鉴。
1 ERP、PLM、APS、MES资讯系统功能介绍
对资讯系统的理解，我们可以分为概念上的资讯系统和实际中的资讯系统。概念上的资讯系统指PLM, ERP, APS和MES按照他们的概念各有各的功能，但一套实际的资讯系统，可能涵盖理论上多个系统功能，例如一套MES系统，可能也涵盖了ERP系统中的进销存功能。就像防火墙和路由器是两个不同的概念，可是现实中，实际的路由器除了路由功能外，都有简单的防火墙功能，而实际的防火墙都包括了路由器的功能。我们这里介绍各系统功能，以理论上的功能为定义，这样表述起来更明确。1.1 ERP
企业资源计划即 ERP (Enterprise Resource Planning)，它是由美国 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，产品资料管理，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，其它模组相对应用少，ERP系统的生产模组普遍功能弱，难以满足企业生产计划排程的需要。
1.2 PLM
PLM，是一个英文缩写，翻译过来产品生命周期管理(Product Lifecycle Management，PLM)。根据业界权威CIMDATA定义，PLM为一种应用于在单一地点的企业内部、分散在多个地点企业内部，在产品研发领域具有协作关系的企业之间的，支援产品全生命周期的资讯的建立、管理、分发和应用的应用解决方案。现实中的PLM系统一般是用于对图纸和文件进行管理。
1.3 APS
APS系统，又名高阶计划与排程，它的英文全称是 Advanced Planning and Scheduling，企业管理软件。是对所有资源具有同步的，实时的，具有约束能力的模拟能力，不论是物料，机器装置，人员，供应，客户需求等影响计划因素。主要对短期的计划优化，对比，可执行性。其将要采用基于内存的计算结构，这种计算处理可以持续的进行计算。解决复杂的生产计划排程问题必须借助于APS系统。
1.4 MES
MES英文全称 Manufacturing Execution System，翻译过来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资讯化管理系统。MES 可以为企业提供包括制造资料管理、计划排产管理、生产排程管理、库存管理、质量管理、人力资源管理、工作中心/装置管理、工具工装管理、采购管理、成本管理、专案看板管理、生产过程控制、底层资料整合分析、上层资料整合分解等管理模组，为企业打造一个扎实、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等技术实现实时资料采集，为企业资料分析提供资料支援。
2 ERP, PLM, APS, MES 资讯系统的交叉共同资料分析
制造业企业的核心资料为销售资料、技术资料、生产资料和采购资料。PLM、ERP、APS、 MES 资讯系统资料存在交叉关系，有部分资料对多个系统都需要，这部分资料如果在多个系统中共享，就能提高系统维护效率，也减少维护资料出错概率，改进了资讯系统的功能。要分析如何资料整合，先要知道哪些资料属于多个系统使用，这些资料就是我们的整合物件。2.1 销售资料
销售资料和ERP、APS都相关。基本的销售资料重要字段是客户、商品、数量、交货期。ERP系统可以用该资料形成销售发票，统计销售额。对APS系统来说，销售资料是生产计划排程的源头，在销售资料基础上形成组装计划，加工计划和外协计划。
2.2 技术资料
接到销售订单后，技术部门要进行设计，设计产品结构，也就是BOM表，设计零件加工工艺。PLM是管理图纸的系统，它的核心应用领域是在设计领域，BOM表就是在设计阶段产生的，BOM在PLM系统中有储存。ERP系统中也要用到BOM资料，ERP中MRP分解计算，就是在BOM资料基础上，利用销售订单形成公司内部加工零件数量和对外协采购数量。APS系统也用到BOM，它比ERP系统计算的更细。当然了如果公司已经有了APS系统，就不需要ERP系统的MRP计算功能了。
BOM资料表可以有下面的表示方式，最基本的BOM表，仅仅包含3个字段，母件，子件和数量。例如
这种BOM表结构只能表示简单的组装关系，即零件都完成后再一起组装。如果零件加工过程和组装过程伴随在一起，这种BOM无法表示出，例如下面的生产流程。
上图中表示，一种原材料C0,经过一步加工到C1,这时候需要装配上A, 然后继续加工成C2, 再装配上B，然后加工成C3, 下一步变成C。
在实际的生产过程中，这种流程也很常见，简单的母件和子件表是无法表示出零件的前后流程关系。在生产计划排程APS系统中，必须将装配关系和零件生产前后顺序流程都表示出来才能进行正确的还有指导性的排程。该例子可以用下面表格样式表示出其流程关系。
从C0到C为零件生产流程主线路，我们定义为5个工序：
例如C1工序既涉及到加工，又涉及到组装。如果该工序号后面写的是零件，则该步骤为装配，后面是装配使用的数量。如果工序号后面是装置，则后面是具体装置编号，和在该装置上加工使用的时间。通过该表就可以表示出流程中既有装配，又有组装的复杂流程。
PLM的核心应用领域是设计领域，在产品设计时，需要设计零件总装图和各个零件的图纸。零件的总装图上体现出了产品结构资讯，也就是BOM。PLM产品可以直接从总装图上提取出BOM资讯，并将该资讯储存在数据库中。笔者单位使用的是国内知名PLM厂商CAXA公司的产品，现将CAXA从图纸中提取BOM资讯做一介绍。
CAXA PLM提供产品结构管理，以结构树的方式显示产品的装配组成关系。产品结构树为使用者提供关于产品组成的直观检视，在产品结构树的基础上，可以进一步实现产品结构对应的BOM输出。可以绘制总装图，也可以通过批量入库把总装图中的结构提取出来，生成产品的结构树。生成的结构树样式如下：
结构树对应的BOM资讯会储存在CAXA PLM对应的数据库中，如何通过技术手段将BOM资讯汇入其它资讯系统中，将在文章下一部分介绍。
2.3 生产库存资料
可以使用MES系统实时采集库存资料，库存资料会为ERP系统和APS系统提供资料支援。ERP系统一般采用键盘输入资料，而MES系统一般是通过条形码，二维码，RFID等技术采集资料，效率大大高于键盘输入，并且便于在生产现场现地采集，保证资料的实时性。实时性的库存是最有意义的。MES是车间和ERP和APS系统之间的协调资讯系统，它提供了通常ERP系统所不能提供的生产车间资讯的透明性，提供了ERP和APS与底层车间（操作终端与装置）的可靠资料界面等。
2.4 采购资料
采购资料和销售资料是相反的对应关系，销售是卖给客户，采购是供应商卖给本企业。在ERP中采购单据和销售单据格式基本一样。ERP和APS都需要采购资料。
3 ERP、PLM、APS、MES 资讯系统资料整合的技术分析
在技术上一般有3种方法资料整合1.使用同样数据库表格；
2.使用公共档案；
3.数据库间程式或软件资料自动传递方式。
下面分别做介绍。
3.1 公共部分使用同样数据库表格
使用同样数据库表格，指的是使用同样的数据库，例如PLM、ERP、APS、MES数据库都是Sql server, 里面不同系统涉及到的BOM表都是Sql server中同一张表。这无疑是整合最彻底的方式，但经常每个公司侧重点不同，例如提供ERP的公司，没有PLM产品，或者不擅长PLM，其PLM系统功能不强。如果是大公司的产品，产品线更丰富，相互融合性更好些。例如用友公司既有ERP 产品，也有PLM产品。如果想要这种方式整合，需要购买时，考虑大公司的资讯系统产品。
3.2 使用中间档案
该方法是在一个资讯系统将需要共享资料汇出，汇出到一个中间档案，然后再通过这个中间档案将共享资料汇入到另外一个资讯系统中。
例如：Excel档案是最常用的表格程式。一般的PLM、ERP、APS、MES都有资料汇出到Excel和从Excel汇入的功能。可以从PLM系统中汇出BOM资料到Excel表格中，然后再从Excel表格将BOM资料汇入到ERP和APS系统中。
3.3 使用资料自动传递方式
资料自动传递，是指利用程式软件在不同的资讯系统之间自动传递共享资料，这样传递资料效率高。自动传递资料的手段之中，通过数据库触发器传递资料是开发便利，成本低廉的手段。下面对数据库触发器传递资料做一介绍。
PLM、ERP、APS、MES资讯系统常用的资料中，可能Sql server是使用最多的。SQL Server 是 Microsoft推出一套产品，它具有使用方便、与相关软件整合程度高等优点，成为了Windows平台下进行数据库应用开发理想的选择。SQL Server广泛应用于金融、保险、电力、行政管理等与数据库有关的行业。SQL Server与其它数据库,如Access、FoxPro、Excel等有良好的ODBC界面，可以把上述数据库 转成SQL Server的数据库。
Sql server数据库带有触发器的功能，利用触发器功能编写程式码，程式码是自动触发的。当对表中的资料做了任何修改之后立即被启用，然后程式执行，对其它资料表进行修改。
基本的触发器包括一下3种类型：
A insert触发器:向表中插入资料时被触发；
B update触发器：修改表中资料时被触发；
C delete触发器：从表中删除资料时被触发。
以知名ERP厂商用友的ERP为例，它的零件基础资料都是存在于Inventory表格中。零件基础资料是PLM, ERP, APS和MES的共同资料，需要共享。可以只维护一个系统，然后设定触发器，当一个资讯系统零件基础资料更新后，利用触发器自动修改其它资讯系统零件基础资料。
例如，我们需要利用触发器更新UFDATA_002_2018..Inventory资料表，可以利用下面程式码建立触发器，因为资料表实际字段很多，本文只选cInvAddCode一个字段做程式码展示，更改其它字段道理相同。
后记
随着企业资讯化应用的逐步发展，企业的资讯化环境逐渐复杂。在企业使用PLM产品用于管理图纸之后，PLM就需要关注与其它管理资讯系统的整合，实现与各种CAD系统整合，提取的规范化、标准化的资讯，并与ERP/APS/MES等系统进行快速的资料交换，避免资料的重复定义导致的问题，从而提升企业的整体运营效率。本文讨论了ERP、PLM、APS和MES几个资讯系统的资料整合。介绍了各自基本功能，他们之间的共享资料和基本资料共享的技术方法。关于系统共享资料BOM表的表示方法，笔者提出了针对复杂流程的BOM表示方法。关于资料整合方法，介绍了3种基本资料共享方法及示例程式码。笔者观点使用资料自动传递方式很实用，既保证了资料传输效率，也可以不用拘泥于必须各个系统都从一家软件厂商采购的局限。
PLM最新的趋势会用到大资料和虚拟化技术，但只有解决了PLM与ERP、APS和MES系统的整合问题，不同系统资料实现共享，大资料和智慧化技术才能更好从企业的海量资料中进行深度挖掘，提取出有价值的资讯，为企业经营决策提供支撑。
文章来源：e-works 作者：冯春山
