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一、ERP应用现状调查分析
2012年1～4月期间，在对全国企业（涉及石化、钢铁、飞机和船舶等387家）实施ERP情况的调查数据来看，应用ERP的约占80%（图1）。
经过仔细研究，发现大部分企业的ERP只在财务管理、进销存管理等环节应用比较成熟，在生产管理环节的应用主要是以事后的数据补录和数据统计功能为主，在生产计划、生产综合产能预估和生产实况反馈等方面的应用比较简单，真正实现生产计划控制的则更少。其中，还有部分ERP系统是企业内部自行定制开发，品质难以保证。
ERP实施的成功率之所以普遍不高，其中一个很重要的原因就是忽略了生产计划和控制系统的落地与改进。
生产计划和控制系统是ERP软件的核心，也是企业运营管理的基础。好的生产计划和控制系统能让企业生产、供应和销售等环节保持畅通无阻的实时互动，提高对紧急订单和突发事件的反应速度，为企业的经营决策提供快速准确的实况信息。如果生产计划和控制系统成为ERP系统的瓶颈，那么ERP系统自“生产计划单”之后的生产状况就处在ERP系统的信息化之外，使得生产状况的统计在时间上严重滞后，决策时无法获取即时全面的生产状况，只能凭经验做决定，必然导致非常大的误差。这样ERP整体性的功能根本无法发挥出来，只能算做一个事后统计数据的简单工具。
可见，要使得ERP系统完美地发挥整体的效力，生产计划与控制模块的建设和使用完善与否至关重要。
近年来，ERP系统上线完全失败的案例在调查中发现已不存在，所建立的系统或多或少能使用某几个模块或功能，能够在一段时间内发挥实际效用，起码能用来处理流水账。在已实施的案例中，有55%的被调查者认为最难实施的模块是生产控制模块，已经应用了生产计划管理的企业不到5.8%，而且应用效果一般。
美国先进制造研究机构AMR（Advanced Manufacturing Research）于2011年调查结果显示，53%的客户反映ERP对工厂生产存在负面影响。这些负面影响多体现在为滞后的数据统计和分析所付出的管理和人力成本的增加上。
目前实施ERP的企业中，在ERP应用现状方面，调查显示：10%的企业在整个公司中全面应用了信息化，7%的企业已经进入到深化应用阶段，另有20%的企业在核心业务部门进行了广泛应用；但仍然有55%的企业处于局部应用阶段。而且在企业生产管理职能方面，ERP系统的应用仅以基本的物料管理模块为主，核心功能模块的应用并不多；还有8%的企业仍处于信息化的起步阶段（图2）。
总地来说，2011年中国制造企业应用最多的，首先是ERP系统中与财务管理、库存管理相关的模块；其次是与生产计划、成本管理相关的模块；应用最少的是车间管理与决策支持系统，而这恰恰是在ERP系统最需发挥其强大效力的领域。
二、优化ERP生产计划模块的对策
上述的生产计划与控制都只是为运行层内物料的流动做出计划，即使在规划时期望系统能运行在最优（或次优）状态，但实际系统运行中总会出现各种随机的扰动，从而使系统的实际状态与目标状态之间产生偏差。所以，生产活动控制的目标就是应用反馈控制原理校正这种系统的偏差，使得物料流动和系统资源利用等，尽可能与生产计划和调度计划所期望状况吻合；作业计划必须满足生产工艺，不能有半点差错。
首先，工序之间必须满足特定的逻辑关系，以及要求某些工序必须连续或者间隔进行，这是对作业计划最基本的要求；其次，作业计划必须满足资源能力限制，一个资源在一个时间内只干一件事情，生产作业计划中不能有资源冲突；最后，作业计划必须满足物料供应的限制，没有原材料不能开始生产。而高级计划与调度技术（即Advanced Planning and Scheduling，简称APS）和制造执行系统（即Manufacturing Execution System，简称MES）的出现为企业生产计划与控制带来了新契机，它们实现了生产计划与作业生产计划的融合，解决了ERP的计划缺乏柔性的问题。
1.引入APS
计划就是排序，就是先做什么，后做什么的问题。可以想象，上百台各种设备、数千人同时要完成各种任务，怎样才能在各种约束（设备能力、人员、时间、场地和物料等）以及随时可能发生变化（动态）的情形中，实现多个目标最优化的选择（交货期、设备有效使用率、最低成本等）？APS被誉为是供应链的优化引擎。
APS对所有资源具有同步的、实时的、具有约束能力的模拟能力，对物料、机器设备、人员、供应、客户需求和运输等影响计划因素，无论是长期的或短期的计划都具有可优化、可对比和可执行性。当每一次改变出现时，APS就会同时检查能力约束、原料约束、需求约束、运输约束和资金约束等，这就保证了供应链计划在任何时候都有效。
APS是一种基于SCM和约束理论的先进计划与调度系统，包含大量数学模型、优化及模拟技术。对制造业而言，APS能及时响应客户要求，快速同步计划，提供较精确的交货日期，减少在制品与成品库存，并自发考虑供应链的所有约束，自动识别潜在瓶颈，提高资源利用率，从而改善企业的管理水平。
美国AMR研究中心经调查认为，那些已经采用了APS模式的企业产生的投资收益率约为300%，并称“APS是日益复杂的商务环境下具有革命性进步的企业计划工具”。
APS在决策过程中考虑到了包括客户以及供应商在内的整个供应链，其计划范围扩展到了单个企业之外。并且APS系统采用智能优化算法等决策技术，可以帮助企业对整个供应链的约束进行模拟分析，找出最佳计划或解决方案。因而，APS成为支持企业协同计划最主要的手段。
ERP与APS的结合是ERP未来发展的必然方向，与当前BOM-MRPⅡ的简单运算和进销存财务功能相比，APS占据了ERP的核心功能。APS系统处于整个企业信息系统架构的核心地位，起到一个决策支持的作用，同时也是整个系统业务数据流必经的核心部分——整合所有模块的功能——有极深的技术含量，更是SCM集成系统的基础功能。 这个核心部分的存在，直接影响了所有模块的工作流程，改变了一些部门的业务驱动方法。
2.实施ERP与MES系统集成
MES是根据APS的排程计划去执行并实时反馈的，其是针对每个人员、每个设备和每个物料等生产资源的工作计划。
MES系统集成实现生产任务监控、限额发料和生产过程执行的信息流在双方系统之间的传递。MES对生产过程进行实时监视、诊断和控制，完成生产单元整合和系统优化，在生产过程中进行物料平衡、制订生产计划、实时排产和优化生产计划，进而对生产过程中的物料、能源、质量、设备和资金，甚至人力资源统一进行监测、分析、控制和优化，实现了从订单下达到产品交付整个生产过程的优化管理。
当工厂里有实时事件发生时，MES能及时做出反应、报告，并用当前的准确数据对它们进行指导和处理。这种对状态变化的迅速响应使得MES能够减少企业内部没有附加值的活动，有效地指导工厂的生产运作过程，从而使其既能提高工厂及时交货能力、提高物料的流通性，又能提高生产回报率，使整个企业有一个自上而下无缝连接的信息平台，自动执行计划层制定的生产计划：从收集的实时数据中提取ERP系统所需的正确信息，使企业中需要相互联系的各信息系统和以产品生产为纽带的各部门紧密联系、协作，从而帮助企业获得最大的效益，从根本上解决生产与计划之间的“断层”问题。
ERP与MES系统的集成解决了生产计划的适应性，增加了底层生产过程的信息流动，并提高了生产管理的实时性和灵活性，从而使企业内部的信息传递顺畅，能够对瞬息万变的市场变化做出快速响应。
MES与过程控制系统（即Process Control System，简称PCS）之间通过实时有效的信息交互来保证产销之间信息的沟通与衔接，而由ERP的计划系统和MES的作业调度模块共同构成的产销一体化计划系统，可保证ERP与MES之间计划的衔接与协调。
因此，ERP与MES的集成首先是信息的集成，其次才是功能的集成。MES还向底层控制系统发布生产指令，控制有关的生产线运行的各种参数等。即MES与PCS集成之后，MES可即时在线监控车间各设备的运作情况，生产工艺管理也可以通过MES的产品产出和质量数据进行优化。
3.ERP、APS、MES和PCS的一体化集成模式
ERP、APS、MES和PCS（图3）的集成模式给企业带来了经济效益，使企业认识到只有将数据信息从产品级（基础自动化级）取出，穿过操作控制级，送达管理级，通过连续信息流实现企业信息全集成，才能提高企业整体效益。
（1）更适应精益生产的需求。APS和MES能提供全面计划资源约束及生产能力限制，并可根据需要及时调整约束条件，产生动态的目标计划。APS的生产计划技术以能力约束为计算依据，不再以大规模生产模式下的无限能力模型作为计算依据，更能够适应精益生产模式的需要。通过各种规则及需求约束自动产生现在与将来的、可视的详细计划，APS的生产计划能对延迟订单进行控制及行动，管理控制能力及各种约束，其约束包括资源工时、物料、加工顺序及自定义约束条件。
（2）能够实现灵活改变生产工序前提下的计划编
排。APS的生产计划技术可以实时、动态地进行再调度。实现计划的反复运算或对可选方案进行评估，直至得到可行的或基本上可获利的计划或进度表。由于这些系统通常不存在数据库查询和存取的问题，APS的反复运算可以很快完成。
相对于传统ERP系统的BOM模式下重新修改MPS、重新产生优先级计划与能力计划再调整的方法，其在灵活性和时间性上具有很大的优势。
（3）能够实现对中间品的细致管理。正因为ERP、APS和MES可以为企业建立一种动态的生产工艺流程模型，这个模型把工序与资源和物料紧密连接在一起，中间品能够找到自己的位置，因此用户可以对中间品进行有效管理。
（4）能够提供管理者最需要的决策支持数据。正因为APS生产计划调度基于企业实际的能力约束，以及调度方法的动态性和及时性，因此APS技术可以快速、准确地回答诸如：已经下达的生产计划如果发生某种变化，会造成什么结果？一个计划如果取消，另外一个计划能不能提前完成，能提前多长时间？从什么地方入手，增加哪些资源可以提高企业的生产能力？某个用户发过来的紧急订单是否有可能插入现有的生产计划？最早什么时候能完成……诸如此类的问题，能够为用户提供最需要的决策支持数据。
（5）具有计划优化能力。APS和MES的生产计划技术通过优化算法，自动给出最优生产计划，然后产生对应的物料需求计划，不需要像传统的MRPⅡ—BOM模式一样，在优先级计划与能力计划之间做手工调整，然后人工选出相对较优的计划。这降低了计划对于人工确认、调整的依赖程度，降低了计划员的能力对于计划质量的影响程度。它可以通过生产的工艺路径、订单和能力等复杂情况自动生成一个优化的、符合实际的详细生产计划。而且能自主评估计划的优劣程度。
（6）能够满足企业管控需求。ERP、MES、APS和PCS系统之间数据的即时交互，使得管理和控制人员能够即时准确地发现采购、销售和生产过程中的成本异常问题，能够有效地给予指导和管控。
三、结语
利用APS和MES等先进的企业生产计划管理模式和信息管理系统，能充分利用企业的制造资源，优化企业车间生产计划和调度算法。通过改变企业传统的生产计划模式来提高生产效率、降低库存、提高交货速度，进而快速响应市场需求，是提高企业竞争力的理想方法。在按订单生产（即Make To Order，简称MTO）的制造企业内，车间订单的计划与执行情况决定了生产物流的速度和效率，从而影响到整个供应链运作的速度和质量。生产计划和集成系统架构可以在业务优化流程基础上，通过ERP、APS、MES和PCS四者的集成，实现对生产计划的同步化和执行管理的优化，最终提高供应链的敏捷性。
在当今顾客驱动的环境下，制造商必须具有在面对不确定性的事件中不断修改计划的能力，要做到这一点，企业的制造加工过程、数据模型、信息系统和通信基础设施必须无缝地连接且实时运作，因而供应链同步化是企业最终实现敏捷SCM的必然选择。智能、协同、全局以及集成四方面必然是先进生产计划所应具备的特点。现代制造企业中，ERP已经成为必备的业务和数据平台，无论是APS，还是MES，都需要与ERP系统进行数据交互和信息共享，以获得系统自身运行必需的相关数据。
鉴于ERP、APS、MES和PCS集成时必须的数据交换，所以在企业IT整体规划时必须通盘考虑，因为不是所有的ERP都可以和APS与MES等系统无缝集成，企业必须前期调研各个品牌ERP产品的特性、APS与MES系统的特性，然后结合自身的行业特性及企业管理目标做出合理选择。
2012年1～4月期间，在对全国企业（涉及石化、钢铁、飞机和船舶等387家）实施ERP情况的调查数据来看，应用ERP的约占80%（图1）。
经过仔细研究，发现大部分企业的ERP只在财务管理、进销存管理等环节应用比较成熟，在生产管理环节的应用主要是以事后的数据补录和数据统计功能为主，在生产计划、生产综合产能预估和生产实况反馈等方面的应用比较简单，真正实现生产计划控制的则更少。其中，还有部分ERP系统是企业内部自行定制开发，品质难以保证。
ERP实施的成功率之所以普遍不高，其中一个很重要的原因就是忽略了生产计划和控制系统的落地与改进。
生产计划和控制系统是ERP软件的核心，也是企业运营管理的基础。好的生产计划和控制系统能让企业生产、供应和销售等环节保持畅通无阻的实时互动，提高对紧急订单和突发事件的反应速度，为企业的经营决策提供快速准确的实况信息。如果生产计划和控制系统成为ERP系统的瓶颈，那么ERP系统自“生产计划单”之后的生产状况就处在ERP系统的信息化之外，使得生产状况的统计在时间上严重滞后，决策时无法获取即时全面的生产状况，只能凭经验做决定，必然导致非常大的误差。这样ERP整体性的功能根本无法发挥出来，只能算做一个事后统计数据的简单工具。
可见，要使得ERP系统完美地发挥整体的效力，生产计划与控制模块的建设和使用完善与否至关重要。
近年来，ERP系统上线完全失败的案例在调查中发现已不存在，所建立的系统或多或少能使用某几个模块或功能，能够在一段时间内发挥实际效用，起码能用来处理流水账。在已实施的案例中，有55%的被调查者认为最难实施的模块是生产控制模块，已经应用了生产计划管理的企业不到5.8%，而且应用效果一般。
美国先进制造研究机构AMR（Advanced Manufacturing Research）于2011年调查结果显示，53%的客户反映ERP对工厂生产存在负面影响。这些负面影响多体现在为滞后的数据统计和分析所付出的管理和人力成本的增加上。
目前实施ERP的企业中，在ERP应用现状方面，调查显示：10%的企业在整个公司中全面应用了信息化，7%的企业已经进入到深化应用阶段，另有20%的企业在核心业务部门进行了广泛应用；但仍然有55%的企业处于局部应用阶段。而且在企业生产管理职能方面，ERP系统的应用仅以基本的物料管理模块为主，核心功能模块的应用并不多；还有8%的企业仍处于信息化的起步阶段（图2）。
总地来说，2011年中国制造企业应用最多的，首先是ERP系统中与财务管理、库存管理相关的模块；其次是与生产计划、成本管理相关的模块；应用最少的是车间管理与决策支持系统，而这恰恰是在ERP系统最需发挥其强大效力的领域。
二、优化ERP生产计划模块的对策
上述的生产计划与控制都只是为运行层内物料的流动做出计划，即使在规划时期望系统能运行在最优（或次优）状态，但实际系统运行中总会出现各种随机的扰动，从而使系统的实际状态与目标状态之间产生偏差。所以，生产活动控制的目标就是应用反馈控制原理校正这种系统的偏差，使得物料流动和系统资源利用等，尽可能与生产计划和调度计划所期望状况吻合；作业计划必须满足生产工艺，不能有半点差错。
首先，工序之间必须满足特定的逻辑关系，以及要求某些工序必须连续或者间隔进行，这是对作业计划最基本的要求；其次，作业计划必须满足资源能力限制，一个资源在一个时间内只干一件事情，生产作业计划中不能有资源冲突；最后，作业计划必须满足物料供应的限制，没有原材料不能开始生产。而高级计划与调度技术（即Advanced Planning and Scheduling，简称APS）和制造执行系统（即Manufacturing Execution System，简称MES）的出现为企业生产计划与控制带来了新契机，它们实现了生产计划与作业生产计划的融合，解决了ERP的计划缺乏柔性的问题。
1.引入APS
计划就是排序，就是先做什么，后做什么的问题。可以想象，上百台各种设备、数千人同时要完成各种任务，怎样才能在各种约束（设备能力、人员、时间、场地和物料等）以及随时可能发生变化（动态）的情形中，实现多个目标最优化的选择（交货期、设备有效使用率、最低成本等）？APS被誉为是供应链的优化引擎。
APS对所有资源具有同步的、实时的、具有约束能力的模拟能力，对物料、机器设备、人员、供应、客户需求和运输等影响计划因素，无论是长期的或短期的计划都具有可优化、可对比和可执行性。当每一次改变出现时，APS就会同时检查能力约束、原料约束、需求约束、运输约束和资金约束等，这就保证了供应链计划在任何时候都有效。
APS是一种基于SCM和约束理论的先进计划与调度系统，包含大量数学模型、优化及模拟技术。对制造业而言，APS能及时响应客户要求，快速同步计划，提供较精确的交货日期，减少在制品与成品库存，并自发考虑供应链的所有约束，自动识别潜在瓶颈，提高资源利用率，从而改善企业的管理水平。
美国AMR研究中心经调查认为，那些已经采用了APS模式的企业产生的投资收益率约为300%，并称“APS是日益复杂的商务环境下具有革命性进步的企业计划工具”。
APS在决策过程中考虑到了包括客户以及供应商在内的整个供应链，其计划范围扩展到了单个企业之外。并且APS系统采用智能优化算法等决策技术，可以帮助企业对整个供应链的约束进行模拟分析，找出最佳计划或解决方案。因而，APS成为支持企业协同计划最主要的手段。
ERP与APS的结合是ERP未来发展的必然方向，与当前BOM-MRPⅡ的简单运算和进销存财务功能相比，APS占据了ERP的核心功能。APS系统处于整个企业信息系统架构的核心地位，起到一个决策支持的作用，同时也是整个系统业务数据流必经的核心部分——整合所有模块的功能——有极深的技术含量，更是SCM集成系统的基础功能。 这个核心部分的存在，直接影响了所有模块的工作流程，改变了一些部门的业务驱动方法。
2.实施ERP与MES系统集成
MES是根据APS的排程计划去执行并实时反馈的，其是针对每个人员、每个设备和每个物料等生产资源的工作计划。
MES系统集成实现生产任务监控、限额发料和生产过程执行的信息流在双方系统之间的传递。MES对生产过程进行实时监视、诊断和控制，完成生产单元整合和系统优化，在生产过程中进行物料平衡、制订生产计划、实时排产和优化生产计划，进而对生产过程中的物料、能源、质量、设备和资金，甚至人力资源统一进行监测、分析、控制和优化，实现了从订单下达到产品交付整个生产过程的优化管理。
当工厂里有实时事件发生时，MES能及时做出反应、报告，并用当前的准确数据对它们进行指导和处理。这种对状态变化的迅速响应使得MES能够减少企业内部没有附加值的活动，有效地指导工厂的生产运作过程，从而使其既能提高工厂及时交货能力、提高物料的流通性，又能提高生产回报率，使整个企业有一个自上而下无缝连接的信息平台，自动执行计划层制定的生产计划：从收集的实时数据中提取ERP系统所需的正确信息，使企业中需要相互联系的各信息系统和以产品生产为纽带的各部门紧密联系、协作，从而帮助企业获得最大的效益，从根本上解决生产与计划之间的“断层”问题。
ERP与MES系统的集成解决了生产计划的适应性，增加了底层生产过程的信息流动，并提高了生产管理的实时性和灵活性，从而使企业内部的信息传递顺畅，能够对瞬息万变的市场变化做出快速响应。
MES与过程控制系统（即Process Control System，简称PCS）之间通过实时有效的信息交互来保证产销之间信息的沟通与衔接，而由ERP的计划系统和MES的作业调度模块共同构成的产销一体化计划系统，可保证ERP与MES之间计划的衔接与协调。
因此，ERP与MES的集成首先是信息的集成，其次才是功能的集成。MES还向底层控制系统发布生产指令，控制有关的生产线运行的各种参数等。即MES与PCS集成之后，MES可即时在线监控车间各设备的运作情况，生产工艺管理也可以通过MES的产品产出和质量数据进行优化。
3.ERP、APS、MES和PCS的一体化集成模式
ERP、APS、MES和PCS（图3）的集成模式给企业带来了经济效益，使企业认识到只有将数据信息从产品级（基础自动化级）取出，穿过操作控制级，送达管理级，通过连续信息流实现企业信息全集成，才能提高企业整体效益。
（1）更适应精益生产的需求。APS和MES能提供全面计划资源约束及生产能力限制，并可根据需要及时调整约束条件，产生动态的目标计划。APS的生产计划技术以能力约束为计算依据，不再以大规模生产模式下的无限能力模型作为计算依据，更能够适应精益生产模式的需要。通过各种规则及需求约束自动产生现在与将来的、可视的详细计划，APS的生产计划能对延迟订单进行控制及行动，管理控制能力及各种约束，其约束包括资源工时、物料、加工顺序及自定义约束条件。
（2）能够实现灵活改变生产工序前提下的计划编
排。APS的生产计划技术可以实时、动态地进行再调度。实现计划的反复运算或对可选方案进行评估，直至得到可行的或基本上可获利的计划或进度表。由于这些系统通常不存在数据库查询和存取的问题，APS的反复运算可以很快完成。
相对于传统ERP系统的BOM模式下重新修改MPS、重新产生优先级计划与能力计划再调整的方法，其在灵活性和时间性上具有很大的优势。
（3）能够实现对中间品的细致管理。正因为ERP、APS和MES可以为企业建立一种动态的生产工艺流程模型，这个模型把工序与资源和物料紧密连接在一起，中间品能够找到自己的位置，因此用户可以对中间品进行有效管理。
（4）能够提供管理者最需要的决策支持数据。正因为APS生产计划调度基于企业实际的能力约束，以及调度方法的动态性和及时性，因此APS技术可以快速、准确地回答诸如：已经下达的生产计划如果发生某种变化，会造成什么结果？一个计划如果取消，另外一个计划能不能提前完成，能提前多长时间？从什么地方入手，增加哪些资源可以提高企业的生产能力？某个用户发过来的紧急订单是否有可能插入现有的生产计划？最早什么时候能完成……诸如此类的问题，能够为用户提供最需要的决策支持数据。
（5）具有计划优化能力。APS和MES的生产计划技术通过优化算法，自动给出最优生产计划，然后产生对应的物料需求计划，不需要像传统的MRPⅡ—BOM模式一样，在优先级计划与能力计划之间做手工调整，然后人工选出相对较优的计划。这降低了计划对于人工确认、调整的依赖程度，降低了计划员的能力对于计划质量的影响程度。它可以通过生产的工艺路径、订单和能力等复杂情况自动生成一个优化的、符合实际的详细生产计划。而且能自主评估计划的优劣程度。
（6）能够满足企业管控需求。ERP、MES、APS和PCS系统之间数据的即时交互，使得管理和控制人员能够即时准确地发现采购、销售和生产过程中的成本异常问题，能够有效地给予指导和管控。
三、结语
利用APS和MES等先进的企业生产计划管理模式和信息管理系统，能充分利用企业的制造资源，优化企业车间生产计划和调度算法。通过改变企业传统的生产计划模式来提高生产效率、降低库存、提高交货速度，进而快速响应市场需求，是提高企业竞争力的理想方法。在按订单生产（即Make To Order，简称MTO）的制造企业内，车间订单的计划与执行情况决定了生产物流的速度和效率，从而影响到整个供应链运作的速度和质量。生产计划和集成系统架构可以在业务优化流程基础上，通过ERP、APS、MES和PCS四者的集成，实现对生产计划的同步化和执行管理的优化，最终提高供应链的敏捷性。
在当今顾客驱动的环境下，制造商必须具有在面对不确定性的事件中不断修改计划的能力，要做到这一点，企业的制造加工过程、数据模型、信息系统和通信基础设施必须无缝地连接且实时运作，因而供应链同步化是企业最终实现敏捷SCM的必然选择。智能、协同、全局以及集成四方面必然是先进生产计划所应具备的特点。现代制造企业中，ERP已经成为必备的业务和数据平台，无论是APS，还是MES，都需要与ERP系统进行数据交互和信息共享，以获得系统自身运行必需的相关数据。
鉴于ERP、APS、MES和PCS集成时必须的数据交换，所以在企业IT整体规划时必须通盘考虑，因为不是所有的ERP都可以和APS与MES等系统无缝集成，企业必须前期调研各个品牌ERP产品的特性、APS与MES系统的特性，然后结合自身的行业特性及企业管理目标做出合理选择。