干货 | 十张图帮你看懂供应链IT名词！
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。笔者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。
一、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。
二、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：
1.如何给生产/物流任务分配恰当的人员和设备？
2.如何确定每个任务开始的时间点？
3.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：
1.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。
2.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。
3.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
三、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。
WMS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）。
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.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
四、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。
TMS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：
1.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。
2.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。
3.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
信息化时代，了解IT名词的准确内涵对于供应链运作是非常重要的。
在之前的文章《干货 | 十张图帮你看懂供应链IT名词！（上篇）》，笔者用图文结合的方式诠释了ERP、APS、WMS和TMS的含义。
本文则将探讨MES、RFID、EDI和SaaS这四个常见概念的内涵以及应用中的挑战。全文约3500字，预计阅读时间7分钟。
五、MES
英文：MES (Manufacturing Execution System)
中文：制造执行系统
MES是制造业工厂用来管理车间的计算机系统，在工厂信息系统中起枢纽作用。它包括资源管理模块、计划与调度模块、性能监测与控制模块、绩效分析与可视化模块等。
作为数字化生产的载体，MES既掌控车间运作的现有数据，也可以对历史数据进行追溯。其软件通常需要和传感器、控制器等硬件结合，以实现对车间状态的感知、分析和决策制定。
图1：MES的主要功能
MES的功能主要包括（如图1所示）:
1）核对生产资源(物料,设备,图纸等)，以确保生产活动可以正常开始。
2）车间调度决策:，将任务和资源合理匹配，以及在运营过程中应变。
3）对生产过程的进行监控、记录和追溯，包括质量控制过程。
4）对车间运作进行绩效分析和管理，并以图表形式展现出来。
图2：APS, ERP,MES的覆盖范围
MES是ERP系统与车间底层运作之间的桥梁。它与ERP/APS系统的关系是：ERP在同一家企业中，将生产、财务、采购、物流等职能部门作横向集成，并建立公用的数据库；而APS则在价值链中将不同的企业（从各级供应商到客户）作纵向的打通，进行资源调配。
MES专注于同一家企业的生产职能，虽然在跨度上不如ERP和APS，但是位于价值链和职能部门的中枢位置（如图2所示），因此对于制造业运作起着至关重要的作用。
图3：MES/MOM在制造业生命周期中处于中枢地位（来源：美国NIST, Prof. Lu Yan）
近年来，MES的概念有被MOM（Manufacturing Operation Management, 制造运营管理）取代的趋势。后者和前者的区别是：MOM的覆盖面更广，将精益管理、人机交互、环保与安全等要素全面集成，并可利用OPC UA等通信技术将企业运作的各个层次打通。
美国国家标准与技术研究院（NIST）认为，MOM处于产品生命周期/商业运作周期/制造系统生命周期这三者的关键点（如图4所示），是智能制造时代值得重点关注的概念之一。
应用难点：
1. MES的成功应用是一个把生产现场数字化的过程。所以在软件实施之前，首先需要把生产工艺知识和相关的实体运作流程梳理清楚，否则光购买一套软件是没用的。成功的MES案例都集成了大量的生产制造知识，所以要先在知识沉淀方面下功夫。
2. 由于制造业运营流程千变万化，企业与企业之间差别很大，所以MES软件系统很难“标准化”，必须针对每家工厂的情况进行定制开发。因此，MES的实施比较费时费力，难以快速地复制和推广。
六、RFID
英文：RFID (Radio Frequency Identification)
中文：射频识别技术
RFID的主要硬件包括电子标签和读写器。电子标签附着在每件货物上：它内置微型芯片用于存储数据，并用天线持续发射出特定频率的信号，可以被读写器“读”到。反之，读写器也可以发射信号让电子标签接收到，从而执行“写”的操作。
RFID主要应用包括：货物每到一个地方可以将“存储位置”信息写入电子标签中，以及在生产加工的过程中将“当前加工步骤”信息写进去.这样有利于供应链运作的透明化和实时追踪。
RFID属于信息自动识别系统（Automatic Identification System，AIS）的一种。这样的计算机系统能够用扫码等方式来读取、识别数据，并自动上载和存储。
对于读取的信息，计算机能够作自动分类（例如：货物属于消费品、普通工业品、还是危险化工品？），以及识别身份（比如这件货物的生产序列号）。
自动识别的好处是：数据读取速度快，错误率比人工目视识别要低，并可以节省人工成本。
图4: 常见的信息自动识别方式
供应链中常见的信息自动识别系统除了RFID之外，还有条形码、二维码等（如图4所示）。
条形码可用于识别制造商和产品种类等，成本很低且应用广泛，许多时候和RFID芯片共存。
二维码（QR Code）可以利用两个维度来记录数据，所以能在有限的空间存储更多信息。和条形码一样，它只是一幅图画而并非电子装置。
相对来说，RFID比两种条码的应用成本要高得多。但是因为RFID芯片的内容可以多次读写修改，所以我们认为其存储的信息量也要远高于条码技术，如图5所示。在选择具体技术的时候，需要仔细地研究投入产出比。
图5：条形码/二维码/RFID的比较
应用难点：
1. 无论RFID芯片还是条码标签，在运输过程中都可能会破损和遗失，从而阻碍数据的存储和传递。
2. 对RFID而言，由于电磁波干涉等现象的存在，使得芯片中的内容未必能够被正确地读取。对于关键货物，可能需要提供一些辅助文档或技术手段，来避免信息漏读/错读的现象。
七、EDI
英文：EDI (Electronic Data Interchange)
中文：电子数据交换
图6：EDI应用举例：可以是双向的数据传输。
数据传输和数据识别同样重要，而EDI就是这方面的文档规范。它是指在商业或行政事务处理中，以电信号（无纸化）传输文档，例如采购订单、提货单、发票等。
EDI传输过程是全自动的，不需要人工干预。为了保证机器可读，传输的数据必须遵照严格的格式。EDI的流动可以是7*24的过程，有利于信息的快速流动，让供应链流程更加顺畅。
从电子数据交换的角度看，一个用户的计算机系统可以划分为两大部分：
一部分是与EDI密切相关的处理系统，包括报文处理、通信接口等功能；
另一部分则是企业内部的计算机信息处理系统，通常包括在ERP的范畴内。
图7诠释了典型的EDI工作机制：在不同企业之间，信息以标准格式实现双向的流动。
图7：典型的EDI工作机制
EDI文档的格式在不同国家、不同行业会有所不同。常见的标准有：美国ANSI的ANSI ASC X12标准（广泛用于北美）、联合国的UN / EDIFACT标准（在北美之外用得比较多）、ODETTE标准（主要用于欧洲汽车行业）、SWIFT标准（主要用于银行和金融业）等等。
以UN / EDIFACT标准为例：EDI通讯文档虽然粗看起来如同“天书”，但实际上有着清晰的结构，比如用”UNA…”来定义分隔符，用”UNB…”和”UNZ…”来定义所传输信息的头部和尾部，用”UNH…”和”UNT…”来标识其中的每一个字段，等等。
图8阐释了航空行业的一段EDI电文例子，其中每一行的缩写都有特定含义，比如IFT是指Interactive Free Text（互动自由文本），其后面跟的一段文字“NO MORE FLIGHTS”表明后续没有进一步航班出港，等等。严格遵照标准的电文可以被机器自动读取并翻译为标准商业文档，便于接收方的工作人员阅读。
图8：用UN /EDIFACT标准传输的EDI文档例子
应用难点：
1. 全世界范围内的EDI标准还未完全统一，因此存在不同“语言”之间无法顺畅交流的问题。目前UN / EDIFACT标准占据主导地位，并且有和XML等IT业主流标准融合的趋势。
2. 另外，凡是采用EDI的经营者们还必须面对下列风险：谁对有错误的EDI信息负责？在没有手工“签名”的情况下如何对数据有效性进行审核？如何保证通过EDI传递和存储的数据不受一些非法竞争者剽窃与破坏？电子自动传输在给人们带来便利的同时，也从信息安全角度提出了新的课题。
八、SaaS
英文：SaaS (Software as a Service)
中文：软件即服务
定义：
SaaS是一种远程使用软件的模式，省略了传统软件的本地安装环节：服务提供商将软件安装在其中央数据库上，用户在“订阅”此软件之后，通过在浏览器里访问相应网页来使用，并按照使用时间长度等标准来计费。
从另一个意义上来讲，用户并不真正购买软件，而是以一定时长来“租赁”这种软件。目前，几乎所有的知名软件公司都已经提供SaaS服务。
图9：SaaS/PaaS/IaaS的应用举例
SaaS从本质上说是属于云计算的范畴 – 软件安装在云端。和它相类似的模式还包括PaaS（Platform as a Service）和IaaS（Infrastructure as a Service），其应用举例如图9所示。
这三种模式对于用户的要求是逐步提高的：
SaaS只需要直接使用网页版软件即可（比如微软Office 365）。
PaaS需要用户在远程网络平台上作定制开发，比如基于西门子Mindsphere来开发工业APP。
IaaS则只是提供一些基本的IT基础设施供使用（比如用远程硬盘来存储，用远程服务器来增强计算能力），至于能开发出什么就要靠用户自己了。
SaaS模式的好处包括：对软件供应商来说，由于顾客上手使用更加容易（省去了软件安装的环节，只需有个浏览器即可），因此能够更方便地获取新客户。
对客户来说，有可能节约成本（初始费用较低，后续只需每月或每年交一次费），并解决自身IT能力不足的问题 – 云端有足够的存储资源和计算能力可供使用。
软件的升级和更新换代也会更加容易 – 只需在供应商服务器上更新即可，不影响用户们的电脑。
图10：SaaS应用的主要挑战
应用难点：
1. 对于SaaS软件供应商来说：初始收费往往较低（甚至有初次使用免费的），因此需要在较长的一个周期内回收成本。公司既要获取客户，又要想方设法留住客户，让客户终身价值最大化。
2. 对用户来说，SaaS软件性能受到网络状况的限制。如果网速不够快，那么用户体验就不如在本地计算机上安装软件。
3. SaaS软件相关数据都保存在供应商的远程服务器上，所以某种意义上说，用户失去了对自身数据的控制权。从另一角度来讲，供应商可能希望增强对这些数据的掌控，最大限度利用其价值，甚至隐瞒软件的实际运行状况和真实数据。因此，SaaS软件供应商和客户之间将不可避免地展开博弈。
参考资料：
1. APICS Dictionary, 15th Edition, 2016.
2. https://en.wikipedia.org/wiki/EDIFACT
3. https://blogs.office.com/zh-cn/
4. https://siemens.mindsphere.io/
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