从ERP到MES
大约在2000年左右，ERP开始在印刷企业应用推广，中国印刷行业拉开了信息化建设的序幕。经过20年的实践探索，终于有一部分企业把ERP跑顺了。
从2018年开始，随着智能制造理念的推广，一部分企业开始MES系统的应用建设。因为大家已经理解，要实现智能制造必须要有MES，ERP是无法支撑智能工厂的，MES才是智能制造的主要载体。
一夜之间，印刷行业的ERP软件供应商都变成了MES供应商，纷纷推出智能工厂的软件解决方案。很多所谓的ERP+MES一体化解决方案其实就是在ERP基础上加上三个小尾巴：一个叫“机台报工”，一个叫“设备数据采集”，另外一个叫“电子看板”。
借着政府补贴政策的东风，第一批智能制造的样板工厂出现了！热潮之中，稍微有点规模的企业纷纷进行智能制造规划，各种会议论坛之中，“智能印厂”更是热点话题。
在大家的理解之中，ERP加上MES，再加上AGV、立体库等一些高大上的应用就是智能工厂了，而MES么，就是数据采集上云，就是设备连线。
转眼又3年过去了，再去看看那些样板工厂，发现很多样板工厂的电子看板平时是黑的，只有领导和客户来参观时才打开，机台上的数采设备平时要不关着，要不索性拆了。因为采集过来的一堆数据不知道怎么应用，所以真正产生的价值非常有限。
愿望很美好，现实很骨感。到底是哪里出了问题？
印企生产管理中存在的问题剖析
智能制造的本质是为了解决生产问题，追本溯源，我们先来看看印刷企业生产管理过程中都存在哪些问题？
以下十点是我们经过多年实践梳理总结出来的印刷企业生产方面的行业共性问题：
1.交货准时率低，生产周期长；
2.订单交期无法精准应答；
3.计划、跟单、统计等生产辅助人员臃肿；
4.依靠EXCEL，采用主计划、车间、班组多级排程模式，工作量大，效率低；
5.计划粗放，计划应变能力差，插单频繁，插单后不能预知后果；
6.生产进程不透明，部门协同差，沟通成本高，生产会议天天开；
7.生产节拍紊乱：停工等版、等料，后工序等前工序；
8.半成品堆积，该做的没做，不该做的做了一大堆；
9.计划损耗失控，遇到超损时无法做到提前补纸补印，导致更大浪费；
10.无精益水平的评估体系，出了事故不可追溯。
针对上述问题可以发现，MES系统的数据采集和看板仅仅是将信息透明了而已，对于问题的整体改善没有太多的帮助。
MES系统叫生产执行系统，重在执行和反馈。我们发现上述很多问题是因为计划的不到位导致的，是MES系统解决不了的。所以，正确的解决方案应该是，除了加强执行以外，还必须同时加强计划，因为计划与执行是两位一体，互相支撑的。如果没有对的计划，再强的执行也都是错的。
ERP是企业的基础信息化系统，是企业的数据总台，位于信息化体系的顶部；MES是神经系统，物流是血液，智能化的装备是骨骼，企业的创新能力是DNA......
----我们还需要一个强健的大脑，这个大脑就是APS，智能化的高级计划排程系统！
APS定义
APS名为高级计划排程(Advanced Planning and Scheduling)系统。是对生产相关资源包括人、机、法、料、环、测等进行统筹运算，制定出最佳的各工序在车间机台上的具体生产计划，要求在保证准时交货和质量的同时，实现生产效率最高、浪费最少。
APS系统至少应该具备以下特征：
1.同步规则
APS 系统的同步规划是指：根据企业所设定的目标（如最佳的客户服务），同时考虑企业的整体供给与需求状况，作出最佳的生产计划。APS 系统的同步规划能力，不但使得规划结果更具备合理性与可执行性，亦使企业能够真正达到供需平衡的目的。
2.考虑企业有限资源下的最佳规划
在传统ERP上，用MRP排程逻辑所做的生产规划并未将企业的资源限制（如物料、产能、模具、设备、人员以及外协任务等）纳入考虑，使其规划结果非但无法达到最佳化，甚至可能是不可执行的。而APS系统则应用数学模式（如线性规划）、或仿真技术等先进的规划技术与方法，基于有限资源拟定出一套可行且最佳效能的生产计划。
3.实时性规划
APS制定计划后由MES去执行，MES反馈生产现场实时数据，由APS重新进行实时纠偏，并帮助管理人员快速处理类似物料供给延误、生产设备故障、紧急插单等例外事件。
所以，印刷企业要彻底解决生产问题，除了ERP和MES，还必须得有一套有效的APS系统才行。
APS在印刷行业的应用现状
中国印刷行业从来不缺少对新技术和新事物的探索者，早在数年之前就已经有盛通、中荣等一批头部企业实施过APS系统，但最终都以失败而告终。而在其他行业，这几年APS的应用推广速度非常快。
为什么APS在印刷行业难以落地呢？经过调研分析，原因有以下几点：
1.印刷是典型的离散型制造，大部分企业无固定产品（是客户定制产品），产品的工序组合千变万化，APS计算所需要的数学模型很难确立。
APS的计算首先是基于BOM，每个产品首先要固化部件结构、工艺路线和物料清单，才能建立数据模型启用APS的计算。但是，现实中要让印刷企业把每个产品都建立BOM，本身就是一件很难的事情，因为我们大部分企业的订单碎片化，交期短，生产订单数量多，单批次生产数量少。每个产品建立BOM需要增加不少人力，造成浪费，而且时间上也不允许。
2.生产订单碎片化，计算量太大，APS的计算速度不堪重负。
例如：一家书刊印刷厂每天承接50个新订单，每个工单平均4个部件，每个部件平均5道工序，假定生产周期为10天。系统中就已经有10000条以上基础数据了，再加上每本书内页分版、分贴、数据量就达到数万条了。数万条数据再叠加交期、客户等级、各个工序与不同机台的适配、前后工序对撞、系统每进行一次操作有几十万数据的运算，对系统是一个巨大压力。
也就是说，其他行业每台设备上一条任务做几天，印刷行业一台设备一天要做几十条任务，计算量自然就大了。
3. 没有适合印刷行业的APS产品
以上这两个行业属性，导致其他行业通用的APS系统很难在印刷企业落地，不管是进口的还是国产的。因为市场规模太小，SAP、用友、金蝶等大牌软件供应商也不愿意为印刷行业定制开发，而我们印刷行业的软件供应商则因为APS的技术门槛太高难以突破。
有人说，市场上那些印刷行业ERP上不都号称有APS模块吗？对不起，那些ERP上的所谓的APS模块是不考虑资源约束，不考虑前后工序对撞悖论，也根本没有通过统筹运算而预知未来的能力，他们的功能仅仅是把任务分配到机台，这样的APS充其量只是EXCEL的替代品，它们只能称为“排程系统”，不能叫“高级计划排程系统”。
APS和MES在印刷行业的应用探索
易印网络科技股份有限公司作为一家以推动“印刷行业转型升级”为使命的专业软件公司，从2009年开始，专注于为印刷企业实现精益生产和智能制造提供解决方案。在APS和MES系统的研发和应用方面，我们经过12年的艰苦探索和实践，积累了一定的经验与技术基础，供大家分享。
我们对于APS和MES的探索经过了三个阶段：
2012年，我们开发上线了第一代MES系统（命名为“智慧印刷管理系统，简称IPM”）。IPM系统的管理流程从工单开始，到切纸、印前、印刷、印后，实现了信息化覆盖到车间整个生产过程。生产进程信息由一线员工直接在系统中录入，自动生产各种生产报表，取消了生产日报表和车间统计员，并取消了大部分纸质管理单据，只剩下“物料流转单”和“送货单”；因为生产管理者和各部门在一个信息平台上共享生产即时信息，大大提升了部门之间的协同力，并降低了沟通成本；IPM的排程系统采用上下拉动实时计算校正的模式，并设计了前后工序的衔接沟通机制，工序消耗时间自动计算，各工序的计划开始时间和计划完成时间由系统自动计算，完全代替了原有的EXCEL作业，解放了计划管理人员。
第一代APS+MES系统界面图
第二代APS+MES系统于2015年立项开发，2017年上线，产品命名为“精益生产管理系统，简称'PAC'。PAC是针对大型印刷企业而设计的独立的APS+MES系统，可以与企业原有ERP对接。大型企业有以下特点：
订单量大，管理的颗粒度更细，计划要制定到分钟级，对每个作业的完成过程有严格的管理要求；
要进行全面生产效率评估，要求得到OEE参数报表；
ERP运行已经完善成熟，不想更换。
PAC系统采用全新设计的图形化界面，一改传统ERP系统表格数字的呈现形式，视觉感受焕然一新；系统后台的产线模型搭建机制和用工率管理机制，不但解决了BOM问题（不需要建BOM，开好工单就可以了），同时为APS的高级算法提供了数据模型支撑；PAC设计了一套围绕JIT要求的线性时间管理机制和预警机制，并根据PDCA计划管理原则，实现了进程动态监控和动态纠偏。另外，PAC还设计了一系列非常实用和绚丽的看板系统，包括交期总览、生产总进度、生产异常监控、以及设备实时监控等，为用户所喜欢。
第二代APS+MES系统界面图
2019年，随着我们对精益生产和智能制造的深入研究，在前两代产品的基础上启动了新一代APS系统和MES的开发，产品于2020年10月成型并进入内外测试。
2021年6月的北京国际印刷技术展览会上，全新的“印能捷APS+MES一体化系统V4.0版”将闪亮亮相！新一代APS+MES一体化系统可以在甘特图上实现工单（所有部件所有工序）一键完成排程，自动规避前后工序对撞，交货延误自动预警，可以顺排、倒排，可以实现精准交期应答，可以局部手动调整，可以计划自动纠偏......
第三代APS+MES系统界面图
经验与建议
12年来，我们在印刷行业信息化体系建设的实践探索过程中，历经了数百个项目，与几百家各种业务类型的企业进行了深入交流，我们希望所积累的经验对那些想实现智能制造的企业有所帮助。在此提出三点建议：
1.无精益，非智能
不是以精益为导向的智能化是“伪智能”，只是劳民伤财的形象工程。所有智能化技术的实施都应该围绕成本降低、质量的提升以及效率的改善，否则毫无意义。同时，智能制造必须以精益生产为基础才能应用落地，所以，建议智能化改造与精益生产体系建设同步进行。
2.循序渐进
ERP是一个企业的基础信息化工程。ERP都没有用好，就不要去折腾智能制造了。关于企业的ERP如何选型，大小企业应该有不同的考量和路径，本文不做赘述。
3.让专业的人做专业的事
对于那些ERP使用基础已经非常扎实的大型企业，可以考虑选择行业专业的APS+MES一体化系统与原有ERP进行集成，因为现在的系统集成技术已经非常成熟。当然，有条件的印刷企业自己开发APS和MES也是一个选择，但是，市场上既懂印刷又懂IT的人才非常稀缺，能开发APS的人就更难找了，自主开发大概率会做成一个半拉子工程，反复推到重来，时间成本和经济成本更高，因为软件开发始终绕不开“试错”这个坎。
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