（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。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

（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。

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,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。

（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。

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2：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，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。其主要应用包括：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3: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。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，在选择具体技术的时候，需要仔细地研究投入产出比。

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。