劉 俊，魏 明，陳 超，竇 亮

（1.上海博科資訊股份有限公司，上海 200062；2.法爾勝泓昇集團(tuán)有限公司，江蘇 江陰 214433；3.華東師范大學(xué) 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，上海 200062）

0 引言

在當(dāng)前復(fù)雜多變、貿(mào)易摩擦頻發(fā)的國(guó)際形勢(shì)下，我國(guó)制造業(yè)面臨著低成本優(yōu)勢(shì)逐漸減弱、競(jìng)爭(zhēng)力相對(duì)優(yōu)勢(shì)下滑的危機(jī)與挑戰(zhàn)。制造企業(yè)必須著力提升生產(chǎn)管理效率和產(chǎn)品質(zhì)量，提高智能化、定制化和服務(wù)化水平，只有這樣，才能不斷獲取和創(chuàng)新企業(yè)發(fā)展的原動(dòng)力。

企業(yè)資源計(jì)劃（Enterprise Resource Planning，ERP）系統(tǒng)是一種對(duì)物質(zhì)資源、資金資源和信息資源進(jìn)行一體化管理的企業(yè)信息管理系統(tǒng)，其核心思想是從供應(yīng)鏈管理的角度優(yōu)化企業(yè)資源配置。當(dāng)前，我國(guó)大多制造型企業(yè)已利用ERP 系統(tǒng)來(lái)改善業(yè)務(wù)流程和提高管理水平。然而，ERP 系統(tǒng)是業(yè)務(wù)管理級(jí)的系統(tǒng)，主要面向的是企業(yè)經(jīng)營(yíng)管理和決策，盡管ERP 系統(tǒng)包含生產(chǎn)執(zhí)行的功能，卻無(wú)法對(duì)生產(chǎn)執(zhí)行過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)精準(zhǔn)管控。生產(chǎn)過(guò)程執(zhí)行系統(tǒng)（Manufacturing Execution System，MES）是面向制造企業(yè)車(chē)間執(zhí)行層的生產(chǎn)信息化管理系統(tǒng)，直接匯聚生產(chǎn)車(chē)間的各種生產(chǎn)信息，能夠?yàn)榕女a(chǎn)分析提供實(shí)時(shí)、精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)，對(duì)車(chē)間及生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)有效的管理，因此在制造業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。將ERP 系統(tǒng)的全局性管理和MES 的精準(zhǔn)化生產(chǎn)調(diào)度結(jié)合起來(lái)，進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃，能提升企業(yè)的管理信息化水平。ERP 系統(tǒng)和MES 之間的一體化運(yùn)作和數(shù)據(jù)交互暢通成為企業(yè)高效化、精細(xì)化和智能化管理的基礎(chǔ)。

智能制造旨在提高制造業(yè)質(zhì)量、效益和核心競(jìng)爭(zhēng)力，需要信息基礎(chǔ)設(shè)施、關(guān)鍵技術(shù)裝備以及核心支撐軟件等要素集成應(yīng)用。隨著全球制造業(yè)進(jìn)入存量博弈時(shí)代，激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)促使企業(yè)流程更加靈活多變，企業(yè)要以客戶(hù)為中心提高客戶(hù)滿(mǎn)意度，不斷提升智能制造的能力。當(dāng)前，ERP 與MES 的一體化運(yùn)作在許多制造型企業(yè)中尚未完全實(shí)現(xiàn)，成為制約我國(guó)智能制造水平大幅度提升的瓶頸之一。

1 實(shí)踐背景

文章介紹的法爾勝泓昇集團(tuán)有限公司（簡(jiǎn)稱(chēng)“法爾勝泓昇”）是一家以生產(chǎn)金屬制品為主，產(chǎn)業(yè)涉及光通信、新材料等的多元化生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的企業(yè)集團(tuán)。目前，該企業(yè)擁有行業(yè)領(lǐng)先的輸送帶用鋼絲繩生產(chǎn)基地、橋梁纜索生產(chǎn)基地、精細(xì)鋼絲繩生產(chǎn)基地、切割鋼絲生產(chǎn)基地（合資）、預(yù)應(yīng)力鋼絞線(xiàn)生產(chǎn)基地、不銹鋼制品生產(chǎn)基地和鋼簾線(xiàn)生產(chǎn)基地（合資）。同時(shí)，法爾勝光通信也是中國(guó)光纖光纜行業(yè)十大影響力企業(yè)之一。多年前，法爾勝泓昇使用了國(guó)際著名廠商的ERP系統(tǒng)來(lái)提高企業(yè)的管理水平，然而隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈和用戶(hù)個(gè)性化工藝要求不斷增多，系統(tǒng)動(dòng)態(tài)適應(yīng)性不強(qiáng)和對(duì)生產(chǎn)計(jì)劃實(shí)施的實(shí)時(shí)管控不足等問(wèn)題逐漸暴露出來(lái)，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。①確定新建產(chǎn)品編碼的標(biāo)準(zhǔn)不合理。在原有ERP按單生產(chǎn)模式下，每新增訂單就要新增物料編碼，產(chǎn)生了大量主數(shù)據(jù)維護(hù)工作，鋼絲和鋼絲繩等基礎(chǔ)物料屬性不同且冗余較多，降低了系統(tǒng)可用性。②在銷(xiāo)售下達(dá)、工藝設(shè)計(jì)、工藝評(píng)審、生產(chǎn)計(jì)劃制訂以及生產(chǎn)執(zhí)行的整個(gè)環(huán)節(jié)中，信息鏈條是斷開(kāi)的，使用紙質(zhì)單據(jù)來(lái)完成信息的傳遞，經(jīng)常造成信息傳遞延遲或錯(cuò)誤。③計(jì)劃與生產(chǎn)的流程不通暢、信息傳遞延遲，生產(chǎn)計(jì)劃不準(zhǔn)確，并且插單率高達(dá)60%，嚴(yán)重影響了生產(chǎn)效率和生產(chǎn)管理。④生產(chǎn)過(guò)程中沒(méi)有信息系統(tǒng)作支撐，數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性較差，生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)主要依賴(lài)紙質(zhì)單據(jù)，無(wú)法及時(shí)對(duì)異常數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，缺少對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的管控。

為了滿(mǎn)足市場(chǎng)不斷變化的需求和消費(fèi)者個(gè)性化定制方面的要求，整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)需要處理迅速變化的產(chǎn)品定制流程，不斷根據(jù)算法靈活調(diào)整生產(chǎn)線(xiàn)以及相關(guān)原材料、工藝設(shè)計(jì)和產(chǎn)品生產(chǎn)流程。對(duì)法爾勝泓昇而言，其需要將更多的服務(wù)作為中間要素融入生產(chǎn)環(huán)節(jié)的各個(gè)領(lǐng)域，以滿(mǎn)足動(dòng)態(tài)化和定制化的制造工藝需求。例如，在鋼絲繩制造領(lǐng)域，不同規(guī)格型號(hào)的鋼絲繩對(duì)物料清單（Bill of Material，BOM）和工藝的要求都不同，企業(yè)需要將設(shè)計(jì)前移，針對(duì)客戶(hù)需求設(shè)計(jì)BOM和工藝要求后再生成銷(xiāo)售訂單，后續(xù)對(duì)智能排產(chǎn)和成本計(jì)算均按個(gè)性化的BOM 和工藝要求計(jì)算，從而最大限度滿(mǎn)足客戶(hù)的個(gè)性化定制要求。

綜上所述，在智能制造的大背景下，該企業(yè)亟須改造原有的ERP 系統(tǒng)并研發(fā)MES，建立ERP 和MES一體化運(yùn)作模式，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)全過(guò)程管控，解決管理盲點(diǎn)問(wèn)題，提高精細(xì)化制造能力，實(shí)現(xiàn)降本提質(zhì)增效。

2 ERP 和EMS 一體化項(xiàng)目設(shè)計(jì)與實(shí)施

本次ERP 和EMS 一體化項(xiàng)目中替換了原有ERP中的三大模塊——物料管理、生產(chǎn)計(jì)劃和銷(xiāo)售與分銷(xiāo)，將ERP 系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)功能與MES 的開(kāi)發(fā)和工藝管理融為一體，完善了包含銷(xiāo)售下達(dá)、工藝設(shè)計(jì)、工藝評(píng)審、生產(chǎn)計(jì)劃制訂以及生產(chǎn)執(zhí)行的全鏈條信息管理，實(shí)現(xiàn)了對(duì)生產(chǎn)全過(guò)程的管理。在開(kāi)發(fā)過(guò)程中，基于上海博科資訊股份有限公司（簡(jiǎn)稱(chēng)“博科資訊”）的Yigo-ERP 底座，其使用了博科資訊自主產(chǎn)權(quán)的Yigo 低代碼開(kāi)發(fā)平臺(tái)。Yigo 屬于模型驅(qū)動(dòng)的低代碼平臺(tái)，模型是對(duì)業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)和應(yīng)用更高級(jí)別的抽象，以模型驅(qū)動(dòng)的低代碼平臺(tái)能用于開(kāi)發(fā)各種大型的、綜合性的、復(fù)雜的業(yè)務(wù)系統(tǒng)。法爾勝泓昇和博科資訊通過(guò)雙方專(zhuān)業(yè)顧問(wèn)團(tuán)隊(duì)的緊密配合，從頂層進(jìn)行藍(lán)圖設(shè)計(jì)，根據(jù)業(yè)務(wù)藍(lán)圖快速定制開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)了在成本可控的前提下靈活應(yīng)對(duì)業(yè)務(wù)不斷變化發(fā)展的敏捷開(kāi)發(fā)需求，并且不受當(dāng)前系統(tǒng)配置或已有框架的限制。項(xiàng)目實(shí)施前后的流程處理如圖1 所示。

圖1 實(shí)施前后的流程處理對(duì)比

改造后的ERP 系統(tǒng)明確了新建產(chǎn)品編碼的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于產(chǎn)品的其他工藝屬性不再通過(guò)單獨(dú)的物料編碼來(lái)體現(xiàn)，而是通過(guò)工藝單和銷(xiāo)售訂單來(lái)體現(xiàn)。改造后的 ERP 系統(tǒng)研發(fā)了工藝管理模塊，實(shí)現(xiàn)了工藝設(shè)計(jì)、工藝評(píng)審等功能，并與銷(xiāo)售、生產(chǎn)計(jì)劃進(jìn)行數(shù)據(jù)集成，做到了銷(xiāo)售意向、工藝設(shè)計(jì)、工藝評(píng)審、產(chǎn)品/BOM維護(hù)、銷(xiāo)售訂單、生產(chǎn)訂單、產(chǎn)品入庫(kù)、銷(xiāo)售出庫(kù)以及開(kāi)票全流程的管理，真正實(shí)現(xiàn)了工藝指導(dǎo)生產(chǎn)，滿(mǎn)足了多品種、個(gè)性化和定制化的客戶(hù)需求。圖2 展示了系統(tǒng)簡(jiǎn)要流程。

圖2 系統(tǒng)簡(jiǎn)要流程

MES 實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)管控，可對(duì)整個(gè)生產(chǎn)流程進(jìn)行監(jiān)督、制約和調(diào)整。車(chē)間實(shí)行條碼化管理，實(shí)現(xiàn)操作人員全員手持終端、全區(qū)域工作臺(tái)覆蓋，操作工使用手持終端進(jìn)行上下機(jī)報(bào)工、質(zhì)量檢驗(yàn)數(shù)據(jù)錄入等；工作臺(tái)打印標(biāo)簽，磅秤稱(chēng)重?cái)?shù)據(jù)自動(dòng)上傳，包裝組進(jìn)行包裝并打印成品標(biāo)簽。精細(xì)化管控覆蓋的制造流程包括以下幾方面。①大拉：掃描原料盤(pán)條（酸洗后盤(pán)條）碼，完成報(bào)工操作及出庫(kù)作業(yè)，完成上機(jī)動(dòng)作，下機(jī)打印流轉(zhuǎn)標(biāo)簽并報(bào)工，填寫(xiě)生產(chǎn)作業(yè)信息。②濕拉：掃描生產(chǎn)流轉(zhuǎn)標(biāo)簽，完成拉絲上料操作，生產(chǎn)完成后，進(jìn)行拉絲下機(jī)報(bào)工，同時(shí)打印流轉(zhuǎn)標(biāo)簽。③捻股：掃描生產(chǎn)流轉(zhuǎn)標(biāo)簽，完成捻股上料操作，生產(chǎn)完成后，進(jìn)行下機(jī)報(bào)工，同時(shí)打印流轉(zhuǎn)標(biāo)簽。④合繩：掃描生產(chǎn)流轉(zhuǎn)標(biāo)簽，完成合繩上料操作，生產(chǎn)完成后，進(jìn)行合繩下機(jī)報(bào)工，同時(shí)打印流轉(zhuǎn)標(biāo)簽。⑤回倒：掃描生產(chǎn)流轉(zhuǎn)標(biāo)簽，完成回倒上料操作，生產(chǎn)完成后，進(jìn)行回倒下機(jī)報(bào)工，同時(shí)打印流轉(zhuǎn)標(biāo)簽。⑥包裝：掃描質(zhì)檢通過(guò)的成品流轉(zhuǎn)標(biāo)簽進(jìn)行打包，完成后打印成品標(biāo)簽。

ERP 和MES 一體化運(yùn)作的關(guān)鍵業(yè)務(wù)點(diǎn)：①?gòu)腅RP中接到MES 工單，后續(xù)生產(chǎn)管控作業(yè)在MES 中完成；②MES 管控從原料上機(jī)至包裝打印過(guò)程，物資（產(chǎn)成品）入庫(kù)在ERP 中完成；③生產(chǎn)人員在MES 中按照生產(chǎn)訂單錄入各班組的工作時(shí)間、產(chǎn)量、不合格數(shù)量等數(shù)據(jù)。圖3 表示的是生產(chǎn)確認(rèn)系統(tǒng)流程。

圖3 生產(chǎn)確認(rèn)系統(tǒng)流程

3 實(shí)施效果

ERP 和MES 的一體化運(yùn)作消除了企業(yè)計(jì)劃與生產(chǎn)控制之間的信息“斷層”問(wèn)題，將數(shù)字化轉(zhuǎn)型中最重要的數(shù)據(jù)采集工作深入車(chē)間操作工，使得全局優(yōu)化車(chē)間生產(chǎn)過(guò)程成為可能。項(xiàng)目使用多種混合BOM的形式，使得BOM 維護(hù)量降低了70%，插單率降到20%，異常處理平均時(shí)間由原來(lái)的90 分鐘縮短到10分鐘，借助產(chǎn)品結(jié)構(gòu)化和條碼管理功能規(guī)范了出入庫(kù)流程管控，使得倉(cāng)庫(kù)發(fā)貨失誤率也降到0.01%，整體生產(chǎn)效率得到了有效提升。

面向智能制造的ERP 和MES 一體化項(xiàng)目的成功實(shí)施，為行業(yè)內(nèi)智能制造的產(chǎn)業(yè)化升級(jí)樹(shù)立了標(biāo)桿。該系統(tǒng)在法爾勝泓昇集團(tuán)的工信部?jī)苫诤县灅?biāo)評(píng)定中獲得了專(zhuān)家的一致好評(píng)，被稱(chēng)為“ERP 系統(tǒng)與MES 結(jié)合的典范”。此外，該系統(tǒng)中的質(zhì)量模塊在“省長(zhǎng)質(zhì)量獎(jiǎng)”的評(píng)定中也獲得了專(zhuān)家的高度稱(chēng)贊，專(zhuān)家稱(chēng)其“可以實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品全生命周期的質(zhì)量數(shù)據(jù)追蹤與控制”。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著制造業(yè)競(jìng)爭(zhēng)日益加劇和國(guó)家對(duì)智能制造的要求越來(lái)越迫切，ERP 和MES 的一體化運(yùn)作對(duì)制造型企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)而言是必不可少的。本次項(xiàng)目實(shí)施在達(dá)成工藝指導(dǎo)生產(chǎn)的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的無(wú)縫銜接和信息共享，加強(qiáng)了對(duì)產(chǎn)品生產(chǎn)周期的掌控，加快了企業(yè)邁向精細(xì)化、智能化以及服務(wù)化的步伐。