以MRPⅡ、ERP為代表的管理信息系統，以及以數控加工、DNC單元和柔性制造為代表的自動化技術，在制造業行業已經大規模應用。盡管這兩類系統的推廣取得了一定效果，但卻因為忽略了兩者間的有效配合，導致企業上層計劃缺乏有效的實時信息支持、下層控制環節缺乏優化的調度與協調。
通過對大量企業的調查，美國AMR(先進制造研究機構)于1992年提出了三層的企業集成模型：計劃層、執行層、控制層(如圖1)。計劃層與車間執行層無法進行良好的雙向信息流交互，企業就難以實時反應。十多年前誕生的MES直指這一問題，目前在發達國家已經普遍推廣，在我國，對MES的認識和應用還處于剛剛起步階段。
圖1 AMR三層企業集成模型
企業資源計劃(ERP：EntERPrise Resources Planning)是一個有效地組織、計劃和實施企業的“人”、“財”、“物”管理的系統，它依靠IT的技術和手段以保證其信息的集成性、實時性和統 一性。它的基本思想是將企業的業務流程看作是一個緊密聯接的供應鏈，將企業內部劃分成幾個相互協同作業的支持子系統，如財務、市場營銷、生產制造、質量控制、服務維護、工程技術等。
制造執行系統(MES：Manufacturing Execution System)是處于計劃層和車間層操作控制系統SFC之間的執行層，主要負責生產管理和調度執行。它通過控制包括物料、設備、人員、流程指令和設施在內的所有工廠資源來提高制造競爭力，提供了一種系統地在統一平臺上集成諸如質量控制、文檔管理、生產調度等功能的方式。
倉庫管理系統(WMS：Warehouse Manage System)是一套位于上層計劃管理系統之下、面向倉庫現場業務的管理信息系統。它為操作人員/管理人員提供倉庫庫存情況、庫存占用資金狀況和貨物的跟蹤追溯等。
信息系統總體架構
企業信息系統總體架構(見圖2)，包括計劃層應用系統——ERP，包括財務管理、銷售管理、采購管理、物料管理等模決執行層應用系統——MES & WMS；控制層應用系統——SFC。
圖2 企業信息系統架構
由企業信息系統架構圖可以看出，同為執行層信息系統MES & WMS，也存在著大量的信息交互：物料倉庫依據制造執行系統生產計劃領料單向半成品加工和成品裝配提供物料，制造執行系統半成品加工完成入庫到物料倉庫，制造執行系統成品裝配完成入庫到成品倉庫。
在國內，ERP系統經過十多年的發展，ERP對企業的應用范圍及在信息、系統中作用，都比較明確，這此就不進行詳細闡述。下面將詳細闡述MES & WMS兩個系統在企業信息系統中的作用為主線，介紹企業為什么要實施MES & WMS系統，以及它們和ERP、SFC存在怎樣的信息流。
企業為什么需要實施MES
由于市場環境的變化和現代生產管理理念的不斷更新，一個制造型企業能否良性運營，關鍵是使“計劃”與“生產”密切配合，企業和車間管理人員可以在最短的時間內掌握生產現場的變化，做出準確的判斷和快速的應對措施，保證生產計劃得到合理而快速修正。雖然ERP和現場自動化系統已經發展到了非常成熟的程度，但是由于ERP系統的服務對象是企業管理的上層，一般對車間層的管理流程小提供直接和詳細的支持。而現場自動化系統的功能主要在十現場設備和工藝參數的監控，它可以向管理人員提供現場檢測和統計數據，但是本身并非真正意義上的管理系統。所以，ERP系統和現場自動化系統之間出現了管理信息方面的“斷層”，對于用戶車間層面的調度和管理要求，它們往往顯得束手無策或功能薄弱。比如面對以下車間管理的典型問題，它們就難以給出完善的解決手段。
出現用戶產品投訴的時候，能否根據產品號碼追溯這批產品的所有生產過程信息？能否立即查明它的：原料供應商、操作機臺、操作人員、經過的工序、生產時間日期和關鍵的工藝參數？
同一條生產線需要混合組裝多種型號產品的時候，能否白動校驗和操作提示以防止工人部件裝配錯誤、產品生產流程錯誤、產品混裝和貨品交接錯誤？
過去12小時之內生產線上出現最多的5種產品缺陷是什么？次品數量各是多少？
目前倉庫以及前工序、中工序、后工序線上的每種產品數量各是多少？要分別供應給哪些供應商？何時能夠及時交貨？
生產線和加工設備有多少時間在生產，多少時間在停轉和空轉？影響設備生產潛能的最主要原因是：設備故障？調度失誤？材料供應不及時？工人培訓不夠？還是工藝指標不合理？
能否對產品的質量檢測數據自動進行統計和分析，精確區分產品質量的隨機波動與異常波動，將質量隱患消滅于萌芽之中？
能否廢除人工報表，自動統計每個過程的生產數量、合格率和缺陷代碼？
MES的定位，是處于計劃層和現場自動化系統之間的執行層，主要負責車間生產管理和調度執行。一個設計良好的MES系統可以在統一平臺上集成諸如生產調度、產品跟蹤、質量控制、設備故障分析、網絡報表等管理功能，使用統一的數據庫和通過網絡聯接可以同時為生產部門、質檢部門、工藝部門、物流部門等提供車間管理信息、服務。系統通過強調制造過程的整體優化來幫助企業實施完整的閉環生產，協助企業建立一體化和實時化的ERP/MES/SFC信息體系。
圖3 MES在工廠中的數據流
圖3說明企業資源規劃(ERP)、MES與控制系統間的作業互動與信息流模式。ERP系統需隨時注意產品庫存量、客戶訂單狀況與材料需求，然后將這些信息傳送至MES，由執行系統進行生產或安排庫存以滿足客戶訂單需求。對MES而言，這一層就是生產的計劃層。
中間部分為MES系統，負責完成產品制造工作，產品的規格、型號、參數等相關資料儲存于此系統中，MES將此產品相關資料轉化為作業程序提供給控制系統之作業人員或機器設備來使用。
右邊部分為控制系統，當作業程序、相關流程、文件及其它相關生產需求項目就緒，控制系統便運用所有工廠內相關資源(軟、硬件及人員)負責完成生產制造過程以達成產品生產目標。
企業為什么需要實施WMS
庫存資金控制的重要性以及難度
當今社會以客戶需求為導向，保證客戶服務是一種必然趨勢，而每個公司的資金有限，不可能保持較大的庫存水平為客戶服務。倉庫庫存的目的是為了滿足用戶和生產的需求，使生產和經營不間斷，并達到一定的用戶服務水平；為了保證最大的客戶服務水平必須提高庫存投資，而為了降低庫存投資就可能會造成客戶服務水平的下降，這兩者好像是相互矛盾的。許多倉庫尤其是備件倉庫，已意識到控制庫存資金的重要性，都希望能夠通過各種管理方式和管理體制來降低庫存，杜絕貨物積壓與短缺，增加資金周轉、提高資金使用效率。控制庫存首先要控制庫存源頭：庫存補給，但實際操作中難以及時掌握倉庫貨物庫存情況、處于庫存警戒線下的貨物情況。
貨物來源去向難以跟蹤備件倉庫、物料倉庫、成品倉庫業務管理中，貨物入庫、出庫后，難以追溯、跟蹤某個單件的出入庫信息：供應商、去向等，這給后期的貨物退貨、保修、貨物真假查詢、市場銷售串貨查詢造成很大的困難。
倉庫管理現場復雜備件倉庫、物料倉庫、成品倉庫范圍大，很難尋找到所需貨物；分布廣，管理難度大；庫存貨物難以做到先進先出；盤點工作量大；人員疲勞，容易誤發、錯發貨物。
倉庫文書工作占用大量的資源
備件倉庫、物料倉庫、成品倉庫每月進行庫存占用資金統計、月收發存統計、成本核算以及其他倉庫報表統計存在很大的難度，占用大量的人手和時間。
ERP系統物料信息輸入不及時不準確
ERP系統雖然有物料庫存管理，但它重點出入帳和庫存資金層面的管理，以事后做出入庫帳，信息輸入不急時、不準確。如果貨物要求以批次或單件管理，ERP就更顯無能為力。
圖4說明企業資源規劃(ERP)與WMS系統間的作業互動與信息流模式。ERP系統需隨時注意產品庫存量、客戶訂單狀況與材料需求，然后將這些信息傳送至WMS，由執行系統進行對物料庫存及產品庫存以滿足客戶訂單需求。對WMS而言，這一層就是物流的計劃層。
圖4 WMS在工廠中的數據流
WMS系統，負責完成物料計劃執行，物料件號、批號、數量的入庫和出庫，產品貨號、單件SN的入庫出庫，進行詳細記錄，建立實時貨物庫存，并及時回物物料計劃執行結果。
AIT在企業信息系統中的應用
AIT(自動識別技術)是信息數據自動識讀、自動輸如計算機的重要方法和手段，它是以計算機技術和通信技術的發展為基礎的綜合性科學技術。
作為信息采集手段，AIT(自動識別技術)能夠代替繁瑣的人工操作，提高效率和準確率。通過和MES的結合，自動識別尤其是條形碼技術發揮了它的潛能，為整個信息系統的高效運轉奠定了基石。
條碼識別在MES系統中的應用
隨著時代的發展，對制造企業產品生產過程檔案追溯性要求越來越高，也就要求企業產品生產過程建立強大的產品生產過程檔案，因此在產品生產過程需要輸入大量的如產品標識、產品裝配數據、產品質量數據、產品人員數據等大量信息。
在圖5條碼識別在MES系統中的應用可見，條碼識別在MES制的整個牛產過程中得到應用，從而保證的生產過程數據的準確決速輸入。
圖5 條碼識別在MES中的應用
作業管理：采用條碼打印機，打印生產產品SN標簽，作為生產過程產品唯一標識。
上線采集：采集產品SN標簽，建立產品標簽與產品實物及作業調度的對應，同時記錄操作員。
維修：采集產品SN標簽，記錄產品本次維修檔案(維修人員、維修方式、責任判定等)。
包裝：采集產品SN標簽，記錄操作員，打印產品包裝標簽、產品合格證等。
裝配：采集產品SN標簽，部件物料的件號、批次號，裝配人員等，建立產品裝配檔案。
檢驗/檢測：采集產品SN標簽，根據檢驗結果，采集故障碼(不良)，檢驗人員，建立產品質量檔案。
在條碼識別技術在車間現場的應用過程中，針對不同客戶現場環境，可以選擇不同的采集組合方案。
采用485采集網絡，結合數據終端加條碼閱讀器大大節約現場空間，增加了系統的可擴充性，降低了系統的冗余。
對于采集數據實時性要求不高的采集點，采用脫機的采集器(如CASIO DT900)，節約了現場的布線、增加采集點靈活性。
條碼識別在WMS中的應用
企業自身的管理要求，如保證物料按批次管理，保證物料的先進先出；產品SN銷售跟蹤，防止銷售商之間的串貨等，也需要在物流管理過程中輸入大量的如物料采購入庫、發料投產、生產產品入庫、產品調撥等大量信息。
通過貨物出入庫采集，建立物料批次號與采購訂單的對應、產品SN與銷售調撥單的對應，從而建立從原來到成品的追溯跟蹤。同時也增加倉床現場數據的快速準確的錄入。
圖6 條碼識別在WMS中的應用
由于倉庫對業務數據的實時性要求不很好，同時采集地點不固定，因此采用脫機采集器批量處理的方式。
由此可見，ERP、MES & WMS、AIT構成了一個反饋環路，使信息能夠及時在整個信息系統內高效流轉，進而為企業的快速正確決策、執行提供支持。
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本文標題：淺析ERP、MES&WMS、AIT各系統之間信息流關系
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