面向智能制造的ERP 與MES 一體化實踐
——以法爾勝泓昇為例

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.法爾勝泓昇集團有限公司，江蘇 江陰 214433；3.華東師范大學 計算機科學與技術學院，上海 200062）

0 引言

在當前復雜多變、貿易摩擦頻發的國際形勢下，我國制造業面臨著低成本優勢逐漸減弱、競爭力相對優勢下滑的危機與挑戰。制造企業必須著力提升生產管理效率和產品質量，提高智能化、定制化和服務化水平，只有這樣，才能不斷獲取和創新企業發展的原動力。

企業資源計劃（Enterprise Resource Planning，ERP）系統是一種對物質資源、資金資源和信息資源進行一體化管理的企業信息管理系統，其核心思想是從供應鏈管理的角度優化企業資源配置。當前，我國大多制造型企業已利用ERP 系統來改善業務流程和提高管理水平。然而，ERP 系統是業務管理級的系統，主要面向的是企業經營管理和決策，盡管ERP 系統包含生產執行的功能，卻無法對生產執行過程進行實時精準管控。生產過程執行系統（Manufacturing Execution System，MES）是面向制造企業車間執行層的生產信息化管理系統，直接匯聚生產車間的各種生產信息，能夠為排產分析提供實時、精準的數據，對車間及生產過程進行實時有效的管理，因此在制造業中得到了廣泛的應用。將ERP 系統的全局性管理和MES 的精準化生產調度結合起來，進行統籌規劃，能提升企業的管理信息化水平。ERP 系統和MES 之間的一體化運作和數據交互暢通成為企業高效化、精細化和智能化管理的基礎。

智能制造旨在提高制造業質量、效益和核心競爭力，需要信息基礎設施、關鍵技術裝備以及核心支撐軟件等要素集成應用。隨著全球制造業進入存量博弈時代，激烈的市場競爭促使企業流程更加靈活多變，企業要以客戶為中心提高客戶滿意度，不斷提升智能制造的能力。當前，ERP 與MES 的一體化運作在許多制造型企業中尚未完全實現，成為制約我國智能制造水平大幅度提升的瓶頸之一。

1 實踐背景

文章介紹的法爾勝泓昇集團有限公司（簡稱“法爾勝泓昇”）是一家以生產金屬制品為主，產業涉及光通信、新材料等的多元化生產經營的企業集團。目前，該企業擁有行業領先的輸送帶用鋼絲繩生產基地、橋梁纜索生產基地、精細鋼絲繩生產基地、切割鋼絲生產基地（合資）、預應力鋼絞線生產基地、不銹鋼制品生產基地和鋼簾線生產基地（合資）。同時，法爾勝光通信也是中國光纖光纜行業十大影響力企業之一。多年前，法爾勝泓昇使用了國際著名廠商的ERP系統來提高企業的管理水平，然而隨著市場競爭日益激烈和用戶個性化工藝要求不斷增多，系統動態適應性不強和對生產計劃實施的實時管控不足等問題逐漸暴露出來，主要體現在以下幾個方面。①確定新建產品編碼的標準不合理。在原有ERP按單生產模式下，每新增訂單就要新增物料編碼，產生了大量主數據維護工作，鋼絲和鋼絲繩等基礎物料屬性不同且冗余較多，降低了系統可用性。②在銷售下達、工藝設計、工藝評審、生產計劃制訂以及生產執行的整個環節中，信息鏈條是斷開的，使用紙質單據來完成信息的傳遞，經常造成信息傳遞延遲或錯誤。③計劃與生產的流程不通暢、信息傳遞延遲，生產計劃不準確，并且插單率高達60%，嚴重影響了生產效率和生產管理。④生產過程中沒有信息系統作支撐，數據的準確性和實時性較差，生產統計數據主要依賴紙質單據，無法及時對異常數據進行處理，缺少對生產過程的管控。

為了滿足市場不斷變化的需求和消費者個性化定制方面的要求，整個生產系統需要處理迅速變化的產品定制流程，不斷根據算法靈活調整生產線以及相關原材料、工藝設計和產品生產流程。對法爾勝泓昇而言，其需要將更多的服務作為中間要素融入生產環節的各個領域，以滿足動態化和定制化的制造工藝需求。例如，在鋼絲繩制造領域，不同規格型號的鋼絲繩對物料清單（Bill of Material，BOM）和工藝的要求都不同，企業需要將設計前移，針對客戶需求設計BOM和工藝要求后再生成銷售訂單，后續對智能排產和成本計算均按個性化的BOM 和工藝要求計算，從而最大限度滿足客戶的個性化定制要求。

綜上所述，在智能制造的大背景下，該企業亟須改造原有的ERP 系統并研發MES，建立ERP 和MES一體化運作模式，實現生產全過程管控，解決管理盲點問題，提高精細化制造能力，實現降本提質增效。

2 ERP 和EMS 一體化項目設計與實施

本次ERP 和EMS 一體化項目中替換了原有ERP中的三大模塊——物料管理、生產計劃和銷售與分銷，將ERP 系統的標準功能與MES 的開發和工藝管理融為一體，完善了包含銷售下達、工藝設計、工藝評審、生產計劃制訂以及生產執行的全鏈條信息管理，實現了對生產全過程的管理。在開發過程中，基于上海博科資訊股份有限公司（簡稱“博科資訊”）的Yigo-ERP 底座，其使用了博科資訊自主產權的Yigo 低代碼開發平臺。Yigo 屬于模型驅動的低代碼平臺，模型是對業務、數據和應用更高級別的抽象，以模型驅動的低代碼平臺能用于開發各種大型的、綜合性的、復雜的業務系統。法爾勝泓昇和博科資訊通過雙方專業顧問團隊的緊密配合，從頂層進行藍圖設計，根據業務藍圖快速定制開發，實現了在成本可控的前提下靈活應對業務不斷變化發展的敏捷開發需求，并且不受當前系統配置或已有框架的限制。項目實施前后的流程處理如圖1 所示。

圖1 實施前后的流程處理對比

改造后的ERP 系統明確了新建產品編碼的標準，對于產品的其他工藝屬性不再通過單獨的物料編碼來體現，而是通過工藝單和銷售訂單來體現。改造后的 ERP 系統研發了工藝管理模塊，實現了工藝設計、工藝評審等功能，并與銷售、生產計劃進行數據集成，做到了銷售意向、工藝設計、工藝評審、產品/BOM維護、銷售訂單、生產訂單、產品入庫、銷售出庫以及開票全流程的管理，真正實現了工藝指導生產，滿足了多品種、個性化和定制化的客戶需求。圖2 展示了系統簡要流程。

圖2 系統簡要流程

MES 實現了生產管控，可對整個生產流程進行監督、制約和調整。車間實行條碼化管理，實現操作人員全員手持終端、全區域工作臺覆蓋，操作工使用手持終端進行上下機報工、質量檢驗數據錄入等；工作臺打印標簽，磅秤稱重數據自動上傳，包裝組進行包裝并打印成品標簽。精細化管控覆蓋的制造流程包括以下幾方面。①大拉：掃描原料盤條（酸洗后盤條）碼，完成報工操作及出庫作業，完成上機動作，下機打印流轉標簽并報工，填寫生產作業信息。②濕拉：掃描生產流轉標簽，完成拉絲上料操作，生產完成后，進行拉絲下機報工，同時打印流轉標簽。③捻股：掃描生產流轉標簽，完成捻股上料操作，生產完成后，進行下機報工，同時打印流轉標簽。④合繩：掃描生產流轉標簽，完成合繩上料操作，生產完成后，進行合繩下機報工，同時打印流轉標簽。⑤回倒：掃描生產流轉標簽，完成回倒上料操作，生產完成后，進行回倒下機報工，同時打印流轉標簽。⑥包裝：掃描質檢通過的成品流轉標簽進行打包，完成后打印成品標簽。

ERP 和MES 一體化運作的關鍵業務點：①從ERP中接到MES 工單，后續生產管控作業在MES 中完成；②MES 管控從原料上機至包裝打印過程，物資（產成品）入庫在ERP 中完成；③生產人員在MES 中按照生產訂單錄入各班組的工作時間、產量、不合格數量等數據。圖3 表示的是生產確認系統流程。

圖3 生產確認系統流程

3 實施效果

ERP 和MES 的一體化運作消除了企業計劃與生產控制之間的信息“斷層”問題，將數字化轉型中最重要的數據采集工作深入車間操作工，使得全局優化車間生產過程成為可能。項目使用多種混合BOM的形式，使得BOM 維護量降低了70%，插單率降到20%，異常處理平均時間由原來的90 分鐘縮短到10分鐘，借助產品結構化和條碼管理功能規范了出入庫流程管控，使得倉庫發貨失誤率也降到0.01%，整體生產效率得到了有效提升。

面向智能制造的ERP 和MES 一體化項目的成功實施，為行業內智能制造的產業化升級樹立了標桿。該系統在法爾勝泓昇集團的工信部兩化融合貫標評定中獲得了專家的一致好評，被稱為“ERP 系統與MES 結合的典范”。此外，該系統中的質量模塊在“省長質量獎”的評定中也獲得了專家的高度稱贊，專家稱其“可以實現對產品全生命周期的質量數據追蹤與控制”。

4 結語

隨著制造業競爭日益加劇和國家對智能制造的要求越來越迫切，ERP 和MES 的一體化運作對制造型企業轉型升級而言是必不可少的。本次項目實施在達成工藝指導生產的同時，實現了數據的無縫銜接和信息共享，加強了對產品生產周期的掌控，加快了企業邁向精細化、智能化以及服務化的步伐。