六、如何实现数字化精益（Digital Kaizen）
管理科学为企业战略和经营服务，最终体现为经营业绩提升和可持续健康发展。无论是系统全面推行数字化精益战略，还是在局部领域通过数字化工具推动精益小改善，都应遵循戴明环原理（Deming Cycle），即计划-执行-检查-改进的PDCA循环过程。在前文《当精益遇到数字化……（五）什么是数字化精益》章节中我做过简述，后续会以专门章节细述各阶段主要做法。
企业应按照项目管理（Project Management）的基本原理，按照数字化精益规划，将各领域工作内容按照不同阶段划分为各项目，组建项目团队，明确目标、制定计划、统筹资源、控制进度、评价结果，运用系统的观点、方法和理论，对项目涉及的全部工作进行有效地管理。
本节主要结合管理实践，从“人机料法环”五大要素阐述推行数字化精益的项目资源需求。
2.机（Machine）——软硬件资源
数字化精益一般不建议大量设备资源投入，主要是数字化的软硬件资源需求。
实现数字化精益的三大核心软件是ERP、PLM和MOM。
2.1 ERP企业资源计划（Enterprise Resource Planning）
用于对企业所拥有的人、财、物、客户、信息、时间和空间等综合资源进行综合平衡和优化管理，协调客户、供应商、企业内部资源，围绕市场导向开展业务活动，提高企业市场竞争力，获取最优的的经济效益。
其核心功能包括：
MRP物料需求计划：MPS主生产计划、MRP物料需求计划等；
SCM供应链管理：包括销售、采购、生产、委外、库存管理等；
成本管理：存货核算、成本管理等；
财务管理：全面预算、资金结算、税务发票、报表管理等；
人力资源管理：员工管理、薪资管理等。
主流品牌：用友、金蝶、鼎捷、SAP等。
ERP是企业数字化基础软件平台，其核心功能主要有两方面：
其一，以BOM物料清单为基准的MRP物料需求计划功能解决客户需求（包括需求预测）的品种、数量、时间与制造交付所需子件和原材料的品种、数量、时间之间的供需平衡问题；
其二，成本管理功能解决采购、委外、生产、销售、仓储等业务过程与生产成本、制造费用、期间费用、营业收入、利润等财务结果之间的业财融合问题。
通过供需平衡和业财融合，ERP初步实现了企业全价值链物流、信息流和资金流的同步化，用户可以实时获取物流和现金流信息，并在月末通过费用结转和成本归集获取会计期间内的财务结果。
一般小微企业使用ERP功能实现供需平衡和业财融合可以满足大部分需求，但其难以满足大中型企业更为精细的需求：
内置BOM管理功能偏弱，无法实现工艺标准化管理；
MRP排产无法评估产能约束条件，需要通过参数人工干预，对计划人员要求较高，且排产期量精确度不高；
管理颗粒度到物料级，无法实现工序级管理，因此可以排产到最小作业单元的日订单，无法实现工位级别的分时段排程；
以记录供应链过程信息为主为财务核算提供数据，使用界面不够友好，即便增加如条码等辅助系统，仍无法满足智能化趋势下的客户需求；
客户关系管理、供应商关系管理、设备管理、资产管理、车间绩效管理等功能偏弱等。
因此，一般建议ERP主要用于供应链与财务的业财融合，MRP供需平衡可满足精度要求不高的排产，与工厂、设备、人员、工装等资源精确匹配需要APS高级计划排程系统实现。
即便如此，仍然建议企业优先实施ERP系统，找准财务结果与预期的差异才能想办法从业务流程上去实施改善。这是数字化精益自顶向下、由粗到细的第一步。
2.2 PLM产品生命周期管理（Product Life Management）
其核心功能包括：
图文档管理：图档、文档、实体模型的存取、发布、迁移、归档、签审、检索等完整管理；
变更管理：产品数据的修订过程的跟踪和管理；
配置管理：产品结构配置信息的创建、记录和修改等；
项目管理：管理项目的计划、执行和控制等活动以及项目资源，控制项目进度、成本和质量。
协同研发：让产品价值链各环节人员协同开发、制造、管理产品等。
主流品牌：达索、西门子、PTC、华天、天喻等。
建议根据企业经营管理需求的颗粒度，结合企业技术研发、生产制造等基础管理水平，在数字化精益推行中建议分三个层级的水平推进：
初级：使用基础图文档管理、配置管理、变更管理功能满足MRP排产和业财融合需要，主要关注点是工艺BOM（EBOM，Engineering BOM）与ERP数据的一致性，其中PLM是ERP的BOM数据源头，不可逆行。
中级：在上述基础上增加项目管理和协同研发功能，管理需要多组织协同的、同时并行的多个项目，提高研发效率；
高级：使用结构化工艺模块，实现对工艺标准化管理，主要关注点是制造BOM（MBOM，Manufacturing BOM）与APS数据的一致性，其中PLM是APS的BOM数据源头，不可逆行。
PLM主要有两方面主要功能：一方面是专注技术研发系统内部的管理，包括数据信息、研发过程、变更管理等，在做好组织记忆的基础上，通过数字化手段提高流程执行、资源重用、协同共享等效率；另一方面为下游系统提供标准化的技术工艺数据，包括技术工艺图文档、项目管理资料以及标准化工艺数据。其中难度最大、功能最强的是标准化工艺数据，是智能制造的基础数据。
以西门子TCM（Teamcenter Manufacturing）为例，将产品（Product）、工艺（Process）、工艺所需的资源（Resource）数据（设备、工具、工装等）、工厂（Plant）结构数据组建成分层、分级且相互关联的3P1R结构化数据模型，即BOP（Bill of Process）数据模型。BOP是全结构化数据模型，构建BOP需要丰富的业务知识。BOP一旦构建起来，可以以数据格式直接推送到车间班组实现无纸化办公，现场发现的设计问题可通过BOP反馈给设计部门。因此，西门子BOP为核心的结构化工艺解决方案，可以承上启下打通从研发到制造的数据链路。
但结构化工艺会因为企业的技术工艺管理基础薄弱造成较大的推进障碍。比如：
数据不标准。工厂、产品、工艺、资源等未实现标准化或变更随意，数据缺失等。如零件编码不统一，或某一零件对应多个工艺方案且未标准化等。这是制约结构化工艺的最大障碍。
数据缺失或不规范。如缺少三维数模甚至二维图纸，或工艺信息不完整、不规范，如大量采用非结构化的产品结构清单EXCEL文件等。在推行中需要花费大量时间补充历史工艺信息，对工厂技术研发人员来说是巨大的工作量。
因此，在实践中，一般企业会针对下游MOM系统需求，在PLM中整理必要的标准化工艺源头数据，甚至部分企业没有使用PLM的结构化工艺功能，直接按照MOM所需的数据格式手工整理EXCEL表格导入MOM，后续在MOM系统中更新工艺数据。
这些做法对于如自动流水线等工艺相对固化的场景是可以满足需求的，但对于离散型制造模式变化莫测的工艺场景就不一定能灵活应变。
因此，为了获取短期的改善效果，短平快的工艺管理模式为现场智能制造提供数据来源是可以的。如果从战略层面考量技术工艺的系统性能力提升，建议从结构化工艺的3P1R标准化基础工作做起。
如果产品数据模型从2D升维到3D，将BOP工艺清单与3D PMI（产品制造信息Product and Manufacturing Information）标注相结合，推进MBD（Model Based Definition）基于模型的三维产品设计解决方案，实现面向制造的设计、数字化设计协同与工艺制造协同和MBD模型的共享重用，这才是数字化工艺的未来。
2.3 MOM制造运营管理（Manufacturing Operation Management）
美国仪器、系统和自动化协会(Instrumentation, System, and Automation Society, ISA)于2000年开始发布ISA-SP95标准，首次确立了制造运营管理(Manufacturing Operations Management, MOM)的概念，针对更广义的制造运营管理划定边界，作为该领域的通用研究对象和内容，并构建通用活动模型应用于生产、维护、质量和库存4类主要运行区域，详细定义了各类运行系统的功能及各功能模块之间的相互关系。
IEC/ISO 62264标准对制造运行管理的定义是：通过协调管理企业的人员、设备、物料和能源等资源，把原材料或零件转化为产品的活动。它包含管理那些由物理设备、人和信息系统来执行的行为，并涵盖了管理有关调度、产能、产品定义、历史信息、生产装置信息，以及与相关的资源状况信息的活动。
这是关于制造运营管理的术语定义。我没有找到有关市面上针对制造运营管理的MOM信息系统的标准化定义。虽然很多厂商声称有全栈自研的MOM系统，但是分析其系统架构，基本上是以MES制造执行系统为主，增加了WMS仓库管理系统、SCADA、电子目视板等功能的拼接版本或者不完整版本。
因此，在我实践数字化精益过程中，对厂商提出了基于业务需求的MOM系统架构图。
如果用精益的视角来区分各系统之间的关系，可以这样解读：
系统名称 | 应用对象 | 主要功能 | 替代传统企业 |
MOCS管理运营控制系统 | 经理层、职能部门负责人 | 财务、经营、运营、市场、人力资源、研发、投资、风险防控等分析 | 各类汇报材料、报表 |
PLM产品生命周期管理系统 | 技术研发部门 | 产品设计、工艺设计、产品/工艺/工厂仿真、图文档管理等 | 技术工艺部门的手工纸质或电子文档 |
ERP企业资源计划系统 | 采购、制造、仓储、销售、财务、人力资源等 | 接收客户订单，生成生产/委外/采购订单并监控执行，根据单据在会计期末核算成本 | 职能部门各类手工纸质或电子文档 |
MOM制造运营管理系统 | 车间、班组员工 | 根据生产订单做工序排程，监督工单/订单完成、物流状态、质量业绩、装备效率、能源消耗、员工绩效等信息 | 车间班组各类手工纸质或电子文档 |
上述四类信息系统互相关联，上层系统的数据结果来源于下层系统，如MES向MRP反馈生产订单完成信息，WMS向ERP反馈出入库信息；下层系统接收上层系统的数据指令，如APS计算排程需要的工艺信息来自PLM的标准化工艺，订单来自MRP的计算结果（也可以使用APS接收需求和库存信息直接计算主生产计划和物料需求计划）等。因此，四个系统之间需要做一体化集成，才能形成物流、信息流、资金流的一体化同步流动。
在软件厂商宣传中，经常会夸大销售软件的功能，贬低其他系统的作用，因此造成用户的概念混淆，其中特别突出的有：
MOM与MES的区别
美国先进制造研究机构AMR（Advanced Manufacturing Research）对MES（Manufacturing Execution System, 制造执行系统）的定义是“位于上层的计划管理系统与底层的工业控制之间的面向车间层的管理信息系统”，它为操作人员/管理人员提供计划的执行、跟踪以及所有资源（人、设备、物料、客户需求等）的当前状态。
制造执行系统协会（Manufacturing Execution System Association，MESA）对MES的定义是："MES 能通过信息传递对从订单下达到产品完成的整个生产过程进行优化管理。当工厂发生实时事件时，MES能对此及时做出反应、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，改善物料的流通性能，又能提高生产回报率。MES还通过双向的直接通讯在企业内部和整个产品供应链中提供有关产品行为的关键任务信息。”
从定义及其功能来看，我愿意理解为，广义的MES是MOM的前身。狭义的MES是接收APS高级排程系统输出的工序工单，并匹配人员、设备、物料等信息，跟踪工单执行并完成生产订单任务的信息系统。或者从精益角度看，MOM的应用对象是制造运营部和车间班组，MES的应用对象是班组长、调度和生产作业人员。
WMS、LES与ERP仓库管理的区别
WMS（Warehouse Management System，仓库管理系统）是指用于管理仓库或者物流配送中心的计算机软件系统，它对仓库内的各类资源进行计划、组织、引导和控制，对货物的存储与移动（入库、出库、库内移动）进行管理，并实现了作业人员的绩效管理。
LES（Logistics Management System，物流管理系统）是指通过信息技术手段，对物流过程进行系统规划、实施、控制和管理的一种新型管理系统。它是以物流运作为基础，以信息技术为手段，以系统观为核心，通过信息采集、分析和交换，协调和优化物流过程，实现物流的全过程管理，以提高物流运作效率和降低物流成本。
软件厂商经常夸大WMS功能，有些厂商增加一些库存或物流信息电子看板，就可以作为MES或MOM去向客户推销。
系统名称 | 应用对象 | 主要功能 |
WMS（MOM） | 仓库、班组人员 | 入库、出库、移库等物料状态结果 |
LES | 物流人员 | 入库、出库、移库等物流过程信息 |
WMS（ERP） | 财务存货管理会计 | 入库、出库、移库等物料状态结果 |
在ERP和MOM集成状态下，建议将EPR中的WMS作为MOM中WMS结果的备份状态，其重要为ERP中的存货核算模块提供数据来源，供其计算物流状态结束后对存货成本的影响。如果可能，也可以将ERP中的WMS取消，直接使用MOM中的WMS与ERP的存货核算系统集成作为其数据来源。
此外，LES是过程管理系统，WMS是物流状态的结果管控系统。
其他系统
其他如在客户端使用CRM（Customer Relationship Management）客户关系管理系统，在供应商端使用SRM（Supplier Relationship Management）供应商关系管理系统，来实现端到端信息流贯通。或使用OA（Office Automation）办公自动化系统的客户化开发平台定制企业内部行政管理流程，实现管理数字化等等。篇幅关系，不再赘述。
对于硬件资源属于IT范畴，可以通过专业机构或服务商去解决，本文不论述。
数字化转型离不开先进的软硬件设备。企业需要投资和采用适合自身业务需求的数字化工具和系统，以提高生产效率和管理水平。同时，定期更新和维护软硬件设备也是保障数字化运作顺利的重要环节。
(未完待续，转载请注明出处@数字化精益Digital Kaizen)
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