AIQ|【供应链】十张图帮你理解供应链 IT 名词!(上篇)


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文章作者:冯维 清华大学博士
责任编辑:钱蕊
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随着数字化大潮汹涌袭来,供应链领域人士也被越来越多的 IT 名词轰炸。我觉得无论是新名词还是经典老概念,都有必要搞清楚其内涵才能正确地应用。本篇将采用图文并茂的方式,来对供应链领域常见的 IT 名词进行解读。

1、ERP

英文名:ERP(Enterprise Resource Planning)

中文名:企业资源计划

ERP 最早是在 90 年代初由美国 Gartner 公司提出的。它的具体含义随着观察者的视角而变化:从公司管理层的角度来说,关键在于“计划”一词。ERP 的功能模块可以同时支持多种任务的开展:从中长期战略计划的制定到底层实时的调度决策。

从 IT 从业者的角度来说,关键在于“集成”。ERP 代表了一种软件系统的架构:财务、生产、物流、销售等多种模块被集成在了一起。这种集成的基础是一个由所有模块共享的数据库:ERP 系统内部的每个用户都可以对此数据库进行访问,虽然各人权限大小不同。

我们常说企业中存在“信息孤岛”,所谓孤岛是指:在一个企业内存在多个软件模块,甚至多套 IT 系统,而它们彼此之间是没有“打通”的。只有当同时满足下列三个条件才能称为打通:1)这些模块 / 系统之间有完善的数据传输机制;2)其基础数据是一致的,不存在矛盾;3)彼此之间的数据是同步更新的,也即做到了实时的共享,没有时间差。图 1 中诠释了未打通的和打通的 ERP 系统之间区别。同时存在多套未打通的信息系统,将给企业管理带来很大的难度。

图 1:理想的 ERP 系统应该拥有统一的数据库,来“打通”各个环节

ERP 系统的连通整合,无论是对于企业内部管理还是不同企业的合作都很有好处。在同一个企业实体内部,各个职能部门往往会只从自己的 KPI 出发,追求自身利益最大化。如果能够用一些全局性的 KPI 考核(例如现金总周转时间”cash-to-cash cycle time”),让各个部门通力合作来追求这样的 KPI,则有利于提升企业合作水平;前提是,要有正确而及时更新的企业数据来作为基础,而这就凸现出了 ERP 系统的重要性。

应用难点:

ERP 系统模块之间的打通往往并不容易。许多企业在信息架构设计的初期没有考虑到互联互通的重要性,以至于先后上了几套互不相关的系统。现实中经常需要专门为这些系统作专门的定制开发,才能够实现有效的互通。

但是,如果后期补丁越打越多的话,IT 系统可能会负担过重,以至于响应速度变得很慢。因此,探索新型的 IT 系统架构势在必行。

2、APS

英文名:APS(Advanced Planning and Scheduling)

中文名:高级计划与排程

在整个供应链运行的过程中, 每天都有大量的决策需要作出。例如:如何给生产 / 物流任务分配恰当的人员和设备?如何确定每个任务开始的时间点?当实际任务安排和计划不符的时候,应该如何决策?(应该让目前工作人员继续等待,还是及时喊停而开始一项新的任务)?

当供应链有超过 10 个以上具体环节,每个环节都有几十个乃至上百人员 / 设备可供调配,每天处理的任务量成千上万的时候,上述决策的制定就会变得非常复杂而耗时。如何在海量信息之中,把任务、时间、资源这三大要素精准地匹配起来?

图 2:APS 系统的应用示例 - 某个车间的生产调度。实际情况可能复杂得多。

有鉴于此,APS(高级计划与排程)系统应运而生。APS 是一种软件系统,用先进的数学算法或逻辑来进行资源协调的“决策”。

它的“高级”或“先进”体现在:计算量大(资源 / 任务的数量众多),要利用实时的数据输出实时的结果,要考虑多种约束 (在实体的运营中由于场地、工艺等方面的限制,并非所有计划排程结果都能被接受),并且结果要尽可能地优化,达到节省成本 / 缩短运营周期等目的:否则就不值得为这样的软件系统投入巨额的成本。

图 3:APS 系统的应用范围

目前讨论比较多的 APS 案例是车间内部的生产调度,但实际上 APS 的内涵比这个要丰富得多。从涉及范围来说:APS 既可以用于企业内部的计划和调度,也可以用于跨企业之间的资源调配;既可以用于作长期计划(包括工厂选址、物流网络规划等),也可以用于短期决策。既可以用于企业内部的自制件计划,也可以用于外部采购件的规划。

总之,只要是有多重资源可供选择,并且需要作出“用哪个”(sourcing)以及“何时用”(timing)的决策,APS 系统就可以施展拳脚。它的功能,是可以贯穿价值链的各个环节的。

应用难点:(如图 4 所示)

1. 如何确保基础数据的准确?例如:如果对可调配的设备数量并不完全清楚,就很容易出现计划排程不可行的情况 – 某台机器设备由于故障等原因,无法完成指定的任务。

2. APS 和 TMS, WMS 等其它系统如何无缝对接?这本质上还是 ERP 系统的“打通”问题。

3. 系统计算能力是否足够?大数据时代要处理的数据规模呈几何级数增长,而且 APS 往往又要求在短时间内算出结果。这就对计算能力提出了越来越高的要求。

4. 再好的 APS 系统也无法保证运算结果“一劳永逸”,实际运营中总会遇到意外情况。所以系统要有临时重新计算和调整结果的能力。如何既保证结果质量,又能减少所耗时间和人力介入,是一个充满挑战的课题。

图 5:APS 系统面临的四大挑战



3、WMS

英文名:WMS(Warehouse Management System)

中文名:仓储管理系统

仓储是现代供应链至关重要的一环,在工厂管理和物流运作中都起到枢纽作用。WMS(仓储管理系统)是一个计算机系统,用来管理和优化仓库内的货物流动和存储。它常常和 ERP 系统对接,并且具有自动数据抓取的功能。当然,数字世界中的仓储管理并不是空中楼阁式的存在,而是要和实际的仓库布局和操作流程相对应(mapped)。

图 5:WMS 系统必须和实际的场景相对应

WMS 有十大常用的功能(如图 6 所示):

  1. 库位分配:在货物入库的时候,WMS 系统按照一定的原则给其分配库位。可能会指定在固定的位置(如高频件),也可能会随机分配。
  2. 库存控制:记录库存水平,并监控每一次库存变动的细节(变动时间、操作人员、操作地点、所耗时长)。
  3. 拉动功能:在汽车制造等行业,将库存水平和 BOM/PFEP 数据库核对,通过程序来自动生成看板 /SPS 等拉动方式的叫料指令。
  4. 发货准备:在有了叫料指令之后,给出发货预报(advanced shipmentnotifications),来通知相关团队作好发货准备。
  5. 拣选处理:支持货物出库的拣选过程,包括排序流操作等特殊流程。
  6. 质量控制:通过数据监控和追溯,来发现潜在的质量问题。
  7. 车辆调度:与运输团队对接,对外来卸货车辆的泊位进行统一调度 / 监控。
  8. 设备调度:对场内的 AGV、自动叉车、立体库等设备进行统一调度管理
  9. 器具管理: 对每个运作点的工位器具和包装器具进行管控。
  10. 特殊仓储:越库操作(从卡车到卡车的转运)、退货仓储等。

图 6:WMS 系统的十大功能

WMS 的功能不是一成不变的,而是随着客户需求与技术的进步在不断进化。例如,随着 Kiva 类机器人 /AGV 小车等自动化设备的日渐普及,相应的仓储功能也要体现在 WMS 系统中。类似地,无纸化操作、无线通信等技术在仓库运作中也日渐普及,因而改变了仓储操作的人机交互界面和信息流。

应用难点:(如图 7 所示)

1. WMS 系统的愿景是对库存水平作实时的精确跟踪,但在实际操作中还是有不少难度的。即使应用了 RFID无人机监控等技术,也还是受到电磁波干涉等技术条件的限制。在实际应用中需要对库存监控效果和成本投入作平衡。

2. WMS 系统需要有容错 / 意外处理功能,来应对非正常情况,例如运作高峰时期的系统爆库、超长超重非标件的存储等。

3. 仓储系统需要和拣选、发货等环节紧密结合。例如,当现场引入了“灯光拣选”等新流程,WMS 要能进行相应的功能扩展,从系统和数据方面进行支持。

图 7:WMS 系统面临的主要挑战

4、TMS

英文名:TMS(Transportation Management System)

中文名:运输管理系统

TMS 是一套计算机软件系统,用于管理和监控较大规模的运输操作(例如覆盖全中国的物流网络)。许多公司引入 TMS 系统的目的是增加物流过程透明化(例如图 8 所示),实现精细的数据记录和追溯,加强流程管理并节省成本。

图 8:TMS 系统可以用来追踪运输过程

综合来说,TMS 系统能够实现的主要功能包括:

  1. 运输过程可视化:在掌握实时数据的情况下,管理者对于物流发运量、库存水平、延误情况可以做到一目了然,从而更加容易作出决策。
  2. 全局统一控制:TMS 系统的应用,有利于在公司总部建立物流控制塔(Control Tower),从而改变车队各自为政、一盘散沙的局面。这是一种中心化的管理方式。
  3. 文档管理和共享:数字化管理使得发货单、收货记录等都及时入系统,便于分享。
  4. 网络结构设计:TMS 系统可以基于大量数据对运输网络进行优化,例如设立新的区域转运中心(CDC)。
  5. 订单组合优化:TMS 可以对发货需求进行重新排列组合,比如将几个小订单凑成一个大订单进行运输。
  6. 选择最优路径和运输模式:例如选择最优的卡车吨位数。
  7. 费率管理:将五花八门的费率计算方式(涉及货物重量、货物体积、运输距离等)以结构化的方式存储在系统中。
  8. 结算和成本分析:计算运费,在系统中及时开票结帐。

图 9:TMS 系统的八大功能

TMS 系统能够把收货方、发货方、运输者这三方的数据集成在一起,所以有利于供应链的纵向打通,是消除信息孤岛、实现数字化供应链的利器。它可以帮助企业进行运输的实时管理和决策、通过不同层面的优化来降低成本、提高资源(人力、设备)的利用率,以及提高供给过程的可视化程度。其可追溯的特点也便于货物质量的管理。新一代 TMS 系统大多采用软件即服务(SaaS)的方式,给客户使用提供更多便利。

应用难点:

某种意义上说,运输过程的数据(例如实际运输的货物数量、卡车所在的位置)比仓储数据更难掌握。

由于运输行业普遍存在超载等违规现象(如图 10 所示)这种灰色地带操作使得系统信息往往和实际不符。即使是 GPS 系统定位,也存在造假的可能。管理者很难对不在“眼皮子底下”的操作进行准确掌控。

另外,运输行业的标准化程度不够高,比如卡车车型 / 货物包装尺寸等种类极多,也给信息化管理带来了很大难度。

图 10:超载等违规情况会影响 TMS 数据的真实性

本文参考资料:

Jacobs, Berry, Whybark etc.,《ManufacturingPlanning and Control for Supply Chain Management》-APICS CPIMCertification Edition., 2011, Chapter 3.

刘超,《通过 WMS 系统打造企业信息化战略》,物流技术与应用,2018-02-12.


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