你了解工业软件PLM、ERP、MES的边界吗？

回忆 · 发表于 2022-11-10 16:24:28

你好，我是海哥。

欢迎来到《海哥的人机江湖》，学习人机交互设计。

作为互联网的从业者，离我们最近的就是工业软件了，我也找回到熟悉区的安稳感。因为对这个领域有我擅长的地方，界面与交互，也有不熟悉的地方，那就是工业的知识融合到软件中了。工业软件的本质是将工业知识软件化，软件融合了生产企业整个生命周期的管理，目的是提高企业的生产效率。各种工业系统的生态建设，必然是围绕“标准和规范”进行的。

今天我给你分享工业软件体系的认知轮廓。工业软件中MES、PLM、ERP、CAD、 CAE、CAM等等，这些是什么？它们在工业流程体系中怎么区分边界？

被世界公认的第一款工业软件是哪个？是1957年出现的一款名为PRONTO的数控程序编制软件，它是由“CAD/CAM之父”Patrick J. Hanratty博士，在GE工作时开发的。而一切应用于工业领域的软件都属于广义工业软件。所以你会碰到各式各样的英文简称软件，其中常用的是下面这些：MES、PLM、ERP、CAD、 CAE、CAM、APS、SCM、CPDM和PDM，我重点想分享的是MES、PLM和ERP，如果只分享一个，那我会选择MES，因为它是工业企业特有的，对于ERP、PLM其它类型企业都有涉及。

我们先看看工业软件的名称分别是什么中文意思：

MES：制造执行系统 Manufacturing Execution System，主要用于管车间的；
PLM：产品生命周期管理 Product Lifecycle Management，主要管一个产品的创新；
PDM：产品数据管理 Product Data Management，产品特性的数据；
ERP：企业资源计划 Enterprise Resource Planning，主要管“人、财、货”；
CAD：计算机辅助设计 Computer Aided Design，主要是设计画图；
CAE：计算机辅助工程 Computer Aided Engineering，主要是对工程的仿真模拟，比如结构力学性能；
CAM：计算机辅助制造 Computer Aided Manufacturing，从生产准备的产品制造的整个过程的活动；
CAPP：计算机辅助工艺过程设计 Computer Aided Process Planning，制定零件机械加工工艺过程；
APS：高级计划与排程 Advanced Planning and Scheduling，做计划排期用；
SCM：供应链管理 Supply Chain Management，主要管理合作的外部企业；
CPDM：协同产品定义管理 Collaborative Product Definition Management，主要协同工作环境。
CRM：客户关系管理 Customer Relationship Management，销售部门跟踪客户用。

全局看看工业软件的轮廓

“会当凌绝顶，一览众山小”。我们先从工业整流程中，各个工业软件的存在区域。

假设有一个叫海王的马克杯制造企业，海王的销售经理老陈，通过CRM软件，回顾了与客户李总的见面记录，CRM上对于李总的业务状态已经进入最后一步了，就是签订合同。在签订合同前，老陈和负责产品的张工、负责生产制造的唐工开会，销售经理老陈说：“客户李总想对马克杯的杯身外形作个小调整，材料换一种磨砂半透的。他们要10万个，3个月就要拿到货。”张工通过PLM，查看以往订单中，有没有用过磨砂半透材料的，发现是有做过，这个没问题。老陈望了望负责生产的唐工，唐工正用平板看看ERP中，生产的排期，还有MES中，关于原材料材料消耗的速度，预估3个月要出这批货，会有风险，需要临时调配材料和人员。

会后，张工把这次会议的事项记录在PLM上。经过公司讨论和确认后，这个订单可以做。老陈高兴地给李总打电话：“李总，你好，经过我们企业内部评估，我们可以按照您的要求完成这批货，您看这周哪天方便，我送合同过来。”

几天后，老陈从客户那拿回合同。老陈高兴大喊：伙计们，我们开干吧！负责产品的张工，组织了技术人员，开始用CAD软件，设计马克杯的外形。初步确认外形后，需要通过CAE来模拟高温和碰撞方面是否能达到安全指标。当设计ok通过后，张工把资料上传到CAM系统中，并入库PDM，作为一个新的产品数据保存起来。项目经理根据PDM的数据和制造车间的数据，在ERP做好调配。

有一天，车间内突然发现材料异常，需要及时反馈和调度，唐工通过MES系统去上报，并做好应对方案。半天功夫，唐工从SCM中，找到能提供材料的供应商，那得赶紧联系处理。幸好能从供应商那调到合格的材料，避免工期的延误。这个事件对ERP规定的交付要求影响不大，上级领导知道这个事情，也不需要再往上层领导通告。

时间过得很快，10年过去了，由于技术和大众审美的变化。马克杯市场已经走向衰亡，海王决定马克杯的产品要回收退市。此时PLM平台上，给曾经辉煌的马克杯产品，按下了回收的按钮。马克杯成为海王一段珍贵的历史。

有了上面的初步轮廓后，我们再分别细看下ERP、MES、PLM的特征，还有它们的差异。

ERP 企业资源计划

ERP于1990年美国Gartner Group公司提出，它是人、才、物、产、供、销六大部门的经营管理决策，具体是：销售管理、CRM、财务管理、HR管理、生产管理、采购管理。这么说来，还要MES、PLM干嘛，ERP好像都全包了，后面我们会了解到它们的差异。

每个企业会根据自身商业模式，来决定企业的运营体系，而运营体系决定IT系统构架。像特斯拉的ERP系统叫Warp，除了传统ERP的财务、产销计划、销售、采购等功能，还涵盖了电商销售前端，客户服务（相当于智能手机推送软件更新功能）等线上业务功能。早期的Warp由25位软件工程师在四个月内构建完成。

PLM 产品生命周期管理

PLM是产品全生命周期的信息的创建、管理、分发和应用的应用解决方案。常用于企业内部有多个地点办公的。PLM软件的功能是PDM软件的扩展和延伸，PLM也是CAD/CAPP/CAM的集成平台。PDM是产品数据管理Product Data Management，可以简单理解为产品BOM（物料清单），是提供全部零部件的技术明细，为MES和ERP提供数据支持。最基本的BOM表，仅仅包含3个字段：母件、子件、数量。

PLM主要功能：需求管理、文档管理、CAx基层、研发协同、可视化、知识管理、产品组合管理等。PLM在协作和加速创新方面发挥优势。

MES 制造执行系统

MES主要应用在生产车间，从订单下达开始到产品完成的整个产品生产过程进行优化的管理，对工厂发生的实时事件，及时作出相应的反应和报告。

国人的MES发展起步比国外的晚，我们看看国外MES简史：

1990年，美国先进制造研究中心AMR（Adance Manufacturing Research）提出MES制造执行系统概念；；
世界第一家从事制造执行系统MES的企业是美国应用材料（Applied Materials）；
1992年，美国MESA提出了MES的功能组件和集成模型，定义了11个模块，包括：资源管理、工序管理、单元管理、生产跟踪、性能分析、文档管理、人力资源管理、设备维护管理、过程管理、质量管理和数据采集；
1999年，美国国家标准与技术研究所（NIST），在MESA白皮书的基础上，发布有关MES模型的报告，将MES有关概念标准化。分别有：专用的MES（PointMES）、集成的MES（IntegratedMES）、可集成的MES（I-MES）、智能化第二代MES（MESII）和下一代MES（MOM制造运营管理）。

国外MES代表厂商有：Honeywell、Siemens、GE、ABB、Dassault、Rockwen、AVEVA

接着，看看中国的MES发展，从模仿到自研，可以分四个阶段：

第一阶段，萌芽阶段（1999年以前）。知识简单的总结、归纳、宣传，发展势头不快。1992年中国宝山冷扎带钢以及宝山热扎钢从SIEMENS公司引进MES执行系统，成为中国历史上最早使用MES的企业。

第二阶段，快速发展阶段（2000-2010）。从消化西方的技术标准开始，来构架一套相对完整的技术框架，该阶段新加入MES的企业数量为76家。国家在2002年首次将CIMS的离散类MES系统的研发技术攻关，列入为当年863课题。

第三阶段，爆发阶段（2011年-2015年）。以依赖西方转变为有一个切实可行的参考对标模型，完成“平台化/建模”。

第四阶段，规范阶段（2016-现在）。“中国制造2025/智能制造”的战略，并制定一系列的技术标准以及生产政策上进行大量引导。

国内的MES代表厂商有：宝信软件、柏楚电子、鼎捷软件、能科股份、赛意信息。

上面是了解MES的历史过程，这个让我们清晰知道，国人有一定的知识基础，需要的是加自主创新。下面，我们通过一系列问题，来了解MES的一些特性。

如何收集产品信息的？

MES通过采集条码、二维码和RFID等技术，实现实时数据采集。

如何实现订单的交付和产能如何分配？

这有赖于MES实时的透明化制造分析，能很好监控生产计划的落实。以及及时反馈。

如何控制成本与效率？

透明与精准的物料供应，能保障生产按计划执行。如果碰到质量问题，可以快速响应和处理。

如何确保质量？

由于物料和成品都有自身标识，做到物料有问题，可追溯；产品有问题，可追溯；过程有问题，可追溯。

如何减少浪费？

在生产过程中，减少制造过程的等待时间，系统能提供准确的物料供需，次品的严格控制，避免影响下一环节。生产完成后，降低产品的库存时间，合理调度。

一表了解PLM、ERP、MES的区别

好，小结一下。

工业软件中，ERP起到整合决策的作用，是高管们的工具。PLM的范畴是要比ERP大，管控整个产品生命周期，它重点是为了创新。MES则是针对车间使用，能实时高效地处理车间事件。

如果想更多地和机器打交道，那么选择MES行业方向，是个不错的机会。想做好工业软件，需要把自己变成半个工业业务专家，了解当前行业所涉及的制造工艺知识和管理业务逻辑，能做到读懂生产过中设计到的每个参数以及每张运营报表背后的意义，有了这些准备，方能开始做系统设计，否则设计的思路和逻辑都是错误的。因为不懂每个数据背后的意义所在，不懂其隐藏的管理思想。

德国人已经做到把工业管理体系的精神，融进到软件里面。这些需要很多方面从最基础的理论研究开始，将所有业务拆分成最小颗粒，在组合分类，相互间融合在一起不冲突。这往往是一个纯粹做软件人所不能到达的。

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我是海哥，期待你的不同感悟，我们下次见。