導讀：本文就PLM、ERP、APS、MES各自功能和相互之間需要通信的基礎數據進行探討，分析幾個系統(tǒng)集成的方法，供企業(yè)進行信息化時借鑒。01

前言

技術的發(fā)展日新月異，企業(yè)要增強競爭力，在市場競爭中立于不敗之地，采用先進技術武裝自己是必由之路。近30年，對社會影響最大的技術進步當屬信息技術，信息技術的進步改變著我們的日常生活，也改變著企業(yè)的管理方式。

現在我們在企業(yè)內辦公，主要的工作都是通過電腦完成的，當然現在智能手機也能完成某些原來需要通過電腦完成的工作，但信息系統(tǒng)的主要功能還是通過電腦端完成的。

電腦只是硬件，具體的功能還必須通過軟件來實現，例如Word, Excel等都是常用軟件。稍有規(guī)模的企業(yè)都是由多個部門組成的，部門之間的信息交流就需要更復雜的信息系統(tǒng)來實現，PLM(產品生命周期管理), ERP(企業(yè)資源計劃), APS(高級計劃與排程), MES(制造執(zhí)行系統(tǒng))是不同的信息系統(tǒng)，它們功能不同，但使用數據存在交叉重疊。

如果這些系統(tǒng)之間沒有集成，各自的系統(tǒng)所需數據需要多次錄入，增加了信息維護工作量和出錯機會，每個系統(tǒng)都是一座信息孤島。如果是成立多年的企業(yè)，他們的信息化路徑一般是，從財務系統(tǒng)和CAD畫圖開始，然后又過渡到進銷存，之后進行生產環(huán)節(jié)的信息化。除非新成立的企業(yè)，信息化工作可以全盤展開考慮。已經存在的企業(yè)，面臨的局面都是已經有些信息系統(tǒng)，如果繼續(xù)提升信息化水平，必須結合當前的狀況。必須考慮未來信息系統(tǒng)與現在信息系統(tǒng)的集成。

“中國制造2025”加深了中國制造企業(yè)對PLM的認知度。一些企業(yè)開始認識到產品創(chuàng)新的重要性。企業(yè)通過PLM對產品的整個生命周期進行管理，可以加速產品的創(chuàng)新迭代，讓產品更多增值，PLM技術就是為適應企業(yè)的發(fā)展的要求而產生的。

凡事預則立，不預則廢。對信息系統(tǒng)規(guī)劃也是一樣，信息規(guī)劃者既要看當前企業(yè)需求，也要考慮未來增加信息系統(tǒng)時，不同信息系統(tǒng)之間的銜接和信息通信。本文就PLM、 ERP、 APS、MES各自功能和相互之間需要通信的基礎數據進行探討，分析幾個系統(tǒng)集成的方法，供企業(yè)進行信息化時借鑒。

02

PLM、ERP、APS、MES

信息系統(tǒng)功能介紹

對信息系統(tǒng)的理解，我們可以分為概念上的信息系統(tǒng)和實際中的信息系統(tǒng)。概念上的信息系統(tǒng)指PLM, ERP, APS和MES按照他們的概念各有各的功能，但一套實際的信息系統(tǒng)，可能涵蓋理論上多個系統(tǒng)功能，例如一套MES系統(tǒng)，可能也涵蓋了ERP系統(tǒng)中的進銷存功能。

就像防火墻和路由器是兩個不同的概念，可是現實中，實際的路由器除了路由功能外，都有簡單的防火墻功能，而實際的防火墻都包括了路由器的功能。我們這里介紹各系統(tǒng)功能，以理論上的功能為定義，這樣表述起來更明確。

2.1 PLM

PLM，是一個英文縮寫，翻譯過來產品生命周期管理(Product Lifecycle Management，PLM)。根據業(yè)界權威CIMDATA定義，PLM為一種應用于在單一地點的企業(yè)內部、分散在多個地點企業(yè)內部，在產品研發(fā)領域具有協(xié)作關系的企業(yè)之間的，支持產品全生命周期的信息的創(chuàng)建、管理、分發(fā)和應用的應用解決方案?，F實中的PLM系統(tǒng)一般是用于對圖紙和文檔進行管理。

2.2 ERP

企業(yè)資源計劃即 ERP (Enterprise Resource Planning)，它是由美國 Gartner Group 公司于1990年提出。企業(yè)資源計劃用于制造業(yè)系統(tǒng)，是一種資源計劃軟件。理論上的ERP可以包括業(yè)務流程管理，產品數據管理，存貨、分銷與運輸管理，人力資源管理和定期報告系統(tǒng)。現實中的ERP系統(tǒng)主要是財務系統(tǒng)和進銷存系統(tǒng)，其它模塊相對應用少，ERP系統(tǒng)的生產模塊普遍功能弱，難以滿足企業(yè)生產計劃排程的需要。

2.3 APS

APS系統(tǒng)，又名高級計劃與排程，它的英文全稱是 Advanced Planning and Scheduling，企業(yè)管理軟件。是對所有資源具有同步的，實時的，具有約束能力的模擬能力，不論是物料，機器設備，人員，供應，客戶需求等影響計劃因素。主要對短期的計劃優(yōu)化，對比，可執(zhí)行性。其將要采用基于內存的計算結構，這種計算處理可以持續(xù)的進行計算。解決復雜的生產計劃排程問題必須借助于APS系統(tǒng)。

2.4 MES

MES英文全稱 Manufacturing Execution System，翻譯過來制造企業(yè)生產過程執(zhí)行系統(tǒng)，是一套面向制造企業(yè)車間執(zhí)行層的生產信息化管理系統(tǒng)。MES 可以為企業(yè)提供包括制造數據管理、計劃排產管理、生產調度管理、庫存管理、質量管理、人力資源管理、工作中心/設備管理、工具工裝管理、采購管理、成本管理、項目看板管理、生產過程控制、底層數據集成分析、上層數據集成分解等管理模塊，為企業(yè)打造一個扎實、可靠、全面、可行的制造協(xié)同管理平臺?，F實中的MES系統(tǒng)主要著眼于利用條形碼，二維碼和RFID等技術實現實時數據采集，為企業(yè)數據分析提供數據支持。

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PLM, ERP, APS, MES

信息系統(tǒng)的交叉共同數據分析

制造業(yè)企業(yè)的核心數據為銷售數據、技術數據、生產數據和采購數據。PLM、ERP、APS、 MES 信息系統(tǒng)數據存在交叉關系，有部分數據對多個系統(tǒng)都需要，這部分數據如果在多個系統(tǒng)中共享，就能提高系統(tǒng)維護效率，也減少維護數據出錯概率，改進了信息系統(tǒng)的功能。要分析如何數據集成，先要知道哪些數據屬于多個系統(tǒng)使用，這些數據就是我們的集成對象。

3.1 銷售數據

銷售數據和ERP、APS都相關?；镜匿N售數據重要字段是客戶、商品、數量、交貨期。ERP系統(tǒng)可以用該數據形成銷售發(fā)票，統(tǒng)計銷售額。對APS系統(tǒng)來說，銷售數據是生產計劃排程的源頭，在銷售數據基礎上形成組裝計劃，加工計劃和外協(xié)計劃。

3.2 技術數據

接到銷售訂單后，技術部門要進行設計，設計產品結構，也就是BOM表，設計零件加工工藝。PLM是管理圖紙的系統(tǒng)，它的核心應用領域是在設計領域，BOM表就是在設計階段產生的，BOM在PLM系統(tǒng)中有存儲。ERP系統(tǒng)中也要用到BOM數據，ERP中MRP分解計算，就是在BOM數據基礎上，利用銷售訂單形成公司內部加工零件數量和對外協(xié)采購數量。APS系統(tǒng)也用到BOM，它比ERP系統(tǒng)計算的更細。當然了如果公司已經有了APS系統(tǒng)，就不需要ERP系統(tǒng)的MRP計算功能了。

BOM數據表可以有下面的表示方式，最基本的BOM表，僅僅包含3個字段，母件，子件和數量。例如

這種BOM表結構只能表示簡單的組裝關系，即零件都完成后再一起組裝。如果零件加工過程和組裝過程伴隨在一起，這種BOM無法表示出，例如下面的生產流程。

上圖中表示，一種原材料C0,經過一步加工到C1,這時候需要裝配上A, 然后繼續(xù)加工成C2, 再裝配上B，然后加工成C3, 下一步變成C。

在實際的生產過程中，這種流程也很常見，簡單的母件和子件表是無法表示出零件的前后流程關系。在生產計劃排程APS系統(tǒng)中，必須將裝配關系和零件生產前后順序流程都表示出來才能進行正確的還有指導性的排程。該例子可以用下面表格樣式表示出其流程關系。

從C0到C為零件生產流程主線路，我們定義為5個工序：

例如C1工序既涉及到加工，又涉及到組裝。如果該工序號后面寫的是零件，則該步驟為裝配，后面是裝配使用的數量。如果工序號后面是設備，則后面是具體設備編號，和在該設備上加工使用的時間。通過該表就可以表示出流程中既有裝配，又有組裝的復雜流程。

PLM的核心應用領域是設計領域，在產品設計時，需要設計零件總裝圖和各個零件的圖紙。零件的總裝圖上體現出了產品結構信息，也就是BOM。PLM產品可以直接從總裝圖上提取出BOM信息，并將該信息存儲在數據庫中。筆者單位使用的是國內知名PLM廠商CAXA公司的產品，現將CAXA從圖紙中提取BOM信息做一介紹。

CAXA PLM提供產品結構管理，以結構樹的方式顯示產品的裝配組成關系。產品結構樹為用戶提供關于產品組成的直觀視圖，在產品結構樹的基礎上，可以進一步實現產品結構對應的BOM輸出。可以繪制總裝圖，也可以通過批量入庫把總裝圖中的結構提取出來，生成產品的結構樹。生成的結構樹樣式如下：

結構樹對應的BOM信息會保存在CAXA PLM對應的數據庫中，如何通過技術手段將BOM信息導入其它信息系統(tǒng)中，將在文章下一部分介紹。

3.3 生產庫存數據

可以使用MES系統(tǒng)實時采集庫存數據，庫存數據會為ERP系統(tǒng)和APS系統(tǒng)提供數據支持。ERP系統(tǒng)一般采用鍵盤輸入數據，而MES系統(tǒng)一般是通過條形碼，二維碼，RFID等技術采集數據，效率大大高于鍵盤輸入，并且便于在生產現場現地采集，保證數據的實時性。實時性的庫存是最有意義的。MES是車間和ERP和APS系統(tǒng)之間的協(xié)調信息系統(tǒng)，它提供了通常ERP系統(tǒng)所不能提供的生產車間信息的透明性，提供了ERP和APS與底層車間（操作終端與設備）的可靠數據界面等。

3.4 采購數據

采購數據和銷售數據是相反的對應關系，銷售是賣給客戶，采購是供應商賣給本企業(yè)。在ERP中采購單據和銷售單據格式基本一樣。ERP和APS都需要采購數據。

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PLM、ERP、APS、MES

信息系統(tǒng)數據集成的技術分析

在技術上一般有3種方法數據集成，1，使用同樣數據庫表格；2，使用公共文件；3，數據庫間程序或軟件數據自動傳遞方式。下面分別做介紹。

4.1 公共部分使用同樣數據庫表格

使用同樣數據庫表格，指的是使用同樣的數據庫，例如PLM、ERP、APS、MES數據庫都是Sql server, 里面不同系統(tǒng)涉及到的BOM表都是Sql server中同一張表。這無疑是集成最徹底的方式，但經常每個公司側重點不同，例如提供ERP的公司，沒有PLM產品，或者不擅長PLM，其PLM系統(tǒng)功能不強。如果是大公司的產品，產品線更豐富，相互融合性更好些。例如用友公司既有ERP 產品，也有PLM產品。如果想要這種方式集成，需要購買時，考慮大公司的信息系統(tǒng)產品。

4.2 使用中間文件

該方法是在一個信息系統(tǒng)將需要共享數據導出，導出到一個中間文件，然后再通過這個中間文件將共享數據導入到另外一個信息系統(tǒng)中。

例如：Excel文件是最常用的表格程序。一般的PLM、ERP、APS、MES都有數據導出到Excel和從Excel導入的功能。可以從PLM系統(tǒng)中導出BOM數據到Excel表格中，然后再從Excel表格將BOM數據導入到ERP和APS系統(tǒng)中。

4.3 使用數據自動傳遞方式

數據自動傳遞，是指利用程序軟件在不同的信息系統(tǒng)之間自動傳遞共享數據，這樣傳遞數據效率高。自動傳遞數據的手段之中，通過數據庫觸發(fā)器傳遞數據是開發(fā)便利，成本低廉的手段。下面對數據庫觸發(fā)器傳遞數據做一介紹。

PLM、ERP、APS、MES信息系統(tǒng)常用的數據中，可能Sql server是使用最多的。SQL Server 是 Microsoft推出一套產品，它具有使用方便、與相關軟件集成程度高等優(yōu)點，成為了Windows平臺下進行數據庫應用開發(fā)理想的選擇。SQL Server廣泛應用于金融、保險、電力、行政管理等與數據庫有關的行業(yè)。SQL Server與其它數據庫,如Access、FoxPro、Excel等有良好的ODBC接口，可以把上述數據庫 轉成SQL Server的數據庫。

Sql server數據庫帶有觸發(fā)器的功能，利用觸發(fā)器功能編寫代碼，代碼是自動觸發(fā)的。當對表中的數據做了任何修改之后立即被激活，然后程序運行，對其它數據表進行修改。

基本的觸發(fā)器包括一下3種類型：
A insert觸發(fā)器:向表中插入數據時被觸發(fā)；
B update觸發(fā)器：修改表中數據時被觸發(fā)；
C delete觸發(fā)器：從表中刪除數據時被觸發(fā)。

以知名ERP廠商用友的ERP為例，它的零件基礎數據都是存在于Inventory表格中。零件基礎數據是PLM, ERP, APS和MES的共同數據，需要共享?？梢灾痪S護一個系統(tǒng)，然后設置觸發(fā)器，當一個信息系統(tǒng)零件基礎數據更新后，利用觸發(fā)器自動修改其它信息系統(tǒng)零件基礎數據。

例如，我們需要利用觸發(fā)器更新UFDATA_002_2018..Inventory數據表，可以利用下面代碼創(chuàng)建觸發(fā)器，因為數據表實際字段很多，本文只選cInvAddCode一個字段做代碼展示，更改其它字段道理相同。

CREATE TRIGGER [dbo].[Inventory_U_01] ON [dbo].[Inventory]

FOR UPDATE

AS

begin

update UFDATA_002_2018..Inventory set cInvAddCode=b.cInvAddCode from UFDATA_002_2018..Inventory a, Inventory b

where a.cInvCode=b.cInvCode

end;

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后記

隨著企業(yè)信息化應用的逐步發(fā)展，企業(yè)的信息化環(huán)境逐漸復雜。在企業(yè)使用PLM產品用于管理圖紙之后，PLM就需要關注與其它管理信息系統(tǒng)的集成，實現與各種CAD系統(tǒng)集成，提取的規(guī)范化、標準化的信息，并與ERP/APS/MES等系統(tǒng)進行快速的數據交換，避免數據的重復定義導致的問題，從而提升企業(yè)的整體運營效率。

本文討論了PLM、ERP、APS和MES幾個信息系統(tǒng)的數據集成。介紹了各自基本功能，他們之間的共享數據和基本數據共享的技術方法。關于系統(tǒng)共享數據BOM表的表示方法，筆者提出了針對復雜流程的BOM表示方法。關于數據集成方法，介紹了3種基本數據共享方法及示例代碼。筆者觀點使用數據自動傳遞方式很實用，既保證了數據傳輸效率，也可以不用拘泥于必須各個系統(tǒng)都從一家軟件廠商采購的局限。

PLM最新的趨勢會用到大數據和虛擬化技術，但只有解決了PLM與ERP、APS和MES系統(tǒng)的集成問題，不同系統(tǒng)數據實現共享，大數據和智能化技術才能更好從企業(yè)的海量數據中進行深度挖掘，提取出有價值的信息，為企業(yè)經營決策提供支撐。

審核編輯 ：李倩