离散制造（Discrete Manufacturing）里常见的生产模式有MTS（Make To Stock）和MTO（Make To Order）。MTO强调按订单生产、产品往往有较高的定制化和多变的BOM。对于制造企业来说，一套贴合 MTO 特性的 ERP 系统，能把“订单 → 设计 → 物料 → 计划 → 生产 → 交付”这条链路串通起来，降低交付风险、减少呆滞物料、提高响应速度和客户满意度。本文将把如何搭建一套面向离散制造—MTO 的 ERP 系统拆成可执行的步骤，给出架构图、流程图，以及一个完整的参考代码片段，帮助企业和开发团队落地实施。
本文你将了解
- 什么是 ERP（离散制造 - MTO）系统？（定义与核心价值）
- 总体架构（含架构图）
- 主要功能模块详解（技术管理、客户、销售、生产、采购、库存、财务）
- 关键业务流程（含流程图）：订单到交付、BOM展开、MRP 逻辑、排产、采购下发、完工结算
- 开发技巧与实现建议（DDD、微服务/模块化、消息中间件、幂等、测试）
- 参考代码（一个完整的大样例，包含数据库 schema、关键接口、BOM 展开与简单排产算法）
- 部署、运维与上线注意事项
- 实现效果与关键 KPI
注：本文示例所用方案模板：简道云ERP系统，给大家示例的是一些通用的功能和模块，都是支持自定义修改的，你可以根据自己的需求修改里面的功能。
1 什么是 ERP（离散制造 - MTO）系统？
简单说：ERP 是企业资源计划系统，但不同企业、不同生产模式下 ERP 的重点不同。离散制造 MTO 的特点是：
- 以订单为驱动：生产始于客户订单，库存推迟或最小化。
- BOM / 配套复杂：同一产品按订单可有多种配置与选配。
- 交期敏感：需快速从订单到交付的透明化流程与协同。
- 设计变更频繁：需要与 PLM/工程变更流程有紧密衔接。
因此，MTO ERP 要解决的主要问题是：如何在保证交期的情况下，动态展开 BOM、计算物料需求、触发采购与生产排程、并把成本和财务信息准确落地。
2 总体架构（建议）
下面用 Mermaid 给出一个高层架构图——这是一个典型的微服务/模块化设计，适配中大型制造企业的扩展需求。
graph LR
subgraph Users
A[销售/客服] -->|web| Frontend
B[计划/车间] -->|web/移动| Frontend
C[采购/仓库] -->|web| Frontend
D[财务/管理] -->|web| Frontend
end
Frontend --> API_GW[API 网关]
API_GW --> Auth[认证服务]
API_GW --> MSales[销售服务]
API_GW --> MCustomer[客户服务]
API_GW --> MProd[生产服务]
API_GW --> MPur[采购服务]
API_GW --> MInv[库存服务]
API_GW --> MFin[财务服务]
API_GW --> MTech[技术管理/PLM接口]
MProd -->|events| MQ[消息队列(RabbitMQ/Kafka)]
MPur -->|events| MQ
MInv -->|events| MQ
subgraph Persistence
DBMain[(Postgres)]
Cache[(Redis)]
FileStore[(对象存储)]
end
MSales --> DBMain
MProd --> DBMain
MInv --> DBMain
MFin --> DBMain
Auth --> DBMain
MQ --> DBMain
MTech --> FileStore
subgraph Integration
PLM[PLM/CAD]
MES[MES/车间系统]
ERP3P[第三方ERP/供应商门户]
end
MTech --> PLM
MProd --> MES
MPur --> ERP3P
核心组件说明：
- API 网关 + 认证服务：统一鉴权、限流、审计、版本管理。
- 微服务：按业务边界拆分（销售/客户/生产/采购/库存/财务/技术管理）。
- 消息队列：用于异步事件（订单变更、采购下发、入库、完工等），保证系统解耦并提升并发处理能力。
- 主数据库（建议 PostgreSQL） + Redis 缓存 + 对象存储（BOM 文档、CAD 图纸）。
- 集成层：PLM、MES、供应商门户、物流系统。
3 主要功能模块详解
下面把每个模块的关键职责和实现建议写清楚，并给出典型字段/接口建议。
技术管理（MTech / PLM 接口）
职责：管理产品结构（BOM）、工艺（Routings）、物料主数据、版本与工程变更（ECO/ECN）。 要点：
- 支持多级BOM（父子关系），BOM要支持版本控制（有效期/生效版本）。
- 工艺路线包含工序、标准工时、首件检验、设备与技能要求。
- 提供 REST 接口供 ERP 调用：GET /bom/{productId}?version=xxx，并能推送工程变更事件。
- 建议把 CAD/文档存对象存储，DB 存元数据与访问地址。
客户管理
职责：客户档案、联系人、账期、信用额度、送货地址与交货条款。 要点：
- 重点是为销售与交期评估提供快速判断：客户优先级、付款条件、历史退货率等。
- 接口示例：GET /customers/{id}，POST /customers/{id}/credit-check
销售管理
职责：订单录入、报价、合同、订单确认、交期评估（ATP/可承诺发货能力）。 要点：
- 支持配置型销售（可基于配置规则动态生成 BOM）。
- 与技术管理交互：若客户特殊定制，产生新的工艺或BOM版本。
- 在订单确认时触发 MRP（对于 MTO，MRP 计算从订单需求开始）。
生产管理
职责：物料需求计算（MRP）、主生产计划（MPS）、排产（APS）、车间执行（MES 对接）、完工入库。 要点：
- MTO 下 MRP 以订单为驱动，尽量短时滚动计划。
- 排产需要考虑：设备能力、工序优先级、物料可用性、工装/夹具。
- 提供车间看板、派工单、巡检/质量记录上传接口。
采购管理
职责：供应商管理、采购申请、采购订单、到货检验、供应能力协同（供需看板）。 要点：
- 支持询价/比价、多供应商、分批到货。
- 对关键物料支持安全库存和交期缓冲管理。
- 对长期外协加工，应与外协订单模块集成。
库存管理
职责：库存账、批次/序列号管理、在途、占用与可用量（ATP）、仓储作业（入库/出库/调拨）。 要点：
- MTO 常有“订单占用”场景：在生产前便对关键件进行占用或冻结。
- 支持批次/序列号追溯，满足质量与召回要求。
- 与采购、生产紧密联动：采购到货触发质检入库，生产完工触发入库。
财务管理
职责：应收/应付、成本核算（标准成本/实时报表）、结算、发票管理。 要点：
- 对 MTO，按单核算成本很重要（按订单/批次计算毛利）。
- 集成总账与固定资产模块，支持成本分摊与完工入账（WIP 处理）。
4 关键业务流程
4.1 订单 → 交付
flowchart TB
A[客户下单] --> B[销售录入/配置]
B --> C{是否标准BOM?}
C -->|是| D[生成生产订单]
C -->|否| E[派工工程/生成新BOM版本]
D --> F[MRP：计算物料需求]
E --> F
F --> G{物料可用？}
G -->|是| H[排产并下发派工]
G -->|否| I[触发采购/外协]
I --> J[供应到货后入库]
J --> H
H --> K[车间执行（MES）]
K --> L[完工入库]
L --> M[质检出库/发运]
M --> N[账务结算/成本核算]
4.2 BOM 展开
BOM 展开就是从成品沿树向下，把每个组件按数量系数乘开，得到物料需求清单（MRP 的输入）。
flowchart LR
A[主产品] --> B[零件A x2]
A --> C[零件B x1]
B --> D[原料A1 x3]
C --> E[原料B1 x2]
说明：BOM 要支持替代件、备选供应商与采购批量规则（MOQ、批量折扣）。
5 开发技巧与实现建议
- 领域驱动设计（DDD）：把业务模块按边界上下文划分（Sales Context、Production Context、Procurement Context、Inventory Context、Accounting Context、Engineering Context）。每个上下文内部聚合根、领域事件、实体和仓储接口清晰。
- 事件驱动 & 异步：订单确认、采购到货、完工入库等用事件驱动，MQ（RabbitMQ/Kafka）保证可靠投递与重试机制，事件要幂等。
- 事务处理：跨服务事务用补偿模式（Saga）。例如生产完工后需同时扣库并生成财务凭证，采用本地事务并发布事件，若其中一环失败执行补偿。
- 幂等与唯一约束：接口设计幂等键（order_id、request_id），避免重复下单或重复处理回调。
- BOM 版本管理：BOM 与 Routings 都要有版本、变更记录与生效日期，变更在生效点前的订单应继续使用旧版本。
- 排产策略：先实现简单优先级+物料可用排产，再演进到带资源约束的 APS。初期用启发式调度（FCFS + 优先级），后期可引入 ILP 或遗传算法优化。
- 性能：缓存热点数据（物料、BOM、客户信用）到 Redis，MRP 批量计算使用批处理 / 后台任务避免阻塞前端请求。
- 接口设计：REST + JSON 做边界 API；内部服务通信建议 gRPC（高效）或 HTTP + 认证。
- 数据建模：BOM/物料/工艺的数据模型要支持历史快照，以便追溯成本和质量问题。
- 测试：建立领域单元测试、集成测试、合同测试（Consumer-Driven Contract）来保证微服务兼容。
6 参考代码
下面给出一个 Node.js（TypeScript）示例：包含数据库 schema、关键 API（订单创建）、BOM 展开函数、简单 MRP/排产触发示例。示例基于 Express + TypeORM + RabbitMQ。代码为参考级别，真实产品需要补充权限、安全与完整错误处理。
// package.json (仅依赖展示)
// {
// "name": "mto-erp-sample",
// "dependencies": {
// "express": "^4.18.2",
// "typeorm": "^0.3.12",
// "pg": "^8.10.0",
// "amqplib": "^0.8.0",
// "reflect-metadata": "^0.1.13"
// }
// }
/* src/entity/Material.ts */
import { Entity, PrimaryGeneratedColumn, Column } from "typeorm";
@Entity()
export class Material {
@PrimaryGeneratedColumn()
id: number;
@Column({ unique: true })
code: string;
@Column()
name: string;
@Column({ default: 0 })
leadTimeDays: number; // 采购交期
@Column({ default: 0 })
safetyStock: number;
}
/* src/entity/BOM.ts */
import { Entity, PrimaryGeneratedColumn, Column, ManyToOne } from "typeorm";
@Entity()
export class BOM {
@PrimaryGeneratedColumn()
id: number;
@Column()
productCode: string; // 成品/半成品代码
@Column()
componentCode: string;
@Column("float")
qty: number; // 每个成品需要的数量
@Column({ nullable: true })
effectiveFrom?: Date;
@Column({ nullable: true })
version?: string;
}
/* src/entity/SalesOrder.ts */
import { Entity, PrimaryGeneratedColumn, Column } from "typeorm";
@Entity()
export class SalesOrder {
@PrimaryGeneratedColumn()
id: number;
@Column({ unique: true })
orderNo: string;
@Column()
productCode: string;
@Column("int")
qty: number;
@Column()
dueDate: Date;
@Column({ default: 'CREATED' })
status: string;
}
/* src/app.ts */
import express from "express";
import "reflect-metadata";
import { DataSource } from "typeorm";
import { Material } from "./entity/Material";
import { BOM } from "./entity/BOM";
import { SalesOrder } from "./entity/SalesOrder";
import amqp from "amqplib";
const app = express();
app.use(express.json());
const AppDataSource = new DataSource({
type: "postgres",
host: process.env.DB_HOST || "localhost",
port: 5432,
username: "postgres",
password: "postgres",
database: "mto_erp",
entities: [Material, BOM, SalesOrder],
synchronize: true,
});
let channel: amqp.Channel | null = null;
async function initMQ(){
const conn = await amqp.connect(process.env.RABBIT_URL || "amqp://localhost");
channel = await conn.createChannel();
await channel.assertQueue("order.events", { durable: true });
}
AppDataSource.initialize().then(() => {
console.log("DB connected");
initMQ().then(()=>console.log("MQ connected"));
});
/* Helper: 展开 BOM（多级） */
async function explodeBOM(productCode: string, qty: number, ds: DataSource) {
const bomRepo = ds.getRepository(BOM);
const materialNeeds: Record<string, number> = {};
// DFS 展开
async function dfs(code: string, multiplier: number) {
const nodes = await bomRepo.find({ where: { productCode: code } });
if (!nodes || nodes.length === 0) {
// code 是原料或外购件
materialNeeds[code] = (materialNeeds[code] || 0) + multiplier;
return;
}
for (const n of nodes) {
await dfs(n.componentCode, multiplier * n.qty);
}
}
await dfs(productCode, qty);
return materialNeeds; // { materialCode: totalQty }
}
/* 简单 MRP：根据库存/安全库存判断是否需要采购（示例短版） */
async function simpleMRP(productCode: string, qty: number, ds: DataSource) {
const needs = await explodeBOM(productCode, qty, ds);
const materialRepo = ds.getRepository(Material);
const results: Array<{ code: string; need: number; onHand: number; toPurchase: number }> = [];
for (const code of Object.keys(needs)) {
const m = await materialRepo.findOneBy({ code });
const onHand = m ? 0 : 0; // 假设从库存服务获取，示例里用 0
const safety = m ? m.safetyStock : 0;
const need = needs[code];
const toPurchase = Math.max(0, need + safety - onHand);
results.push({ code, need, onHand, toPurchase });
}
return results;
}
/* 创建订单 API：保存订单 -> 触发简单 MRP -> 发布事件给采购/生产 */
app.post("/orders", async (req, res) => {
const ds = AppDataSource;
const repo = ds.getRepository(SalesOrder);
const { orderNo, productCode, qty, dueDate } = req.body;
try {
const so = repo.create({ orderNo, productCode, qty, dueDate, status: 'CONFIRMED' });
await repo.save(so);
// 1) 计算物料需求
const mrp = await simpleMRP(productCode, qty, ds);
// 2) 发布事件
const payload = { type: 'OrderConfirmed', data: { orderNo, productCode, qty, mrp } };
if (channel) {
channel.sendToQueue("order.events", Buffer.from(JSON.stringify(payload)), { persistent: true });
}
return res.json({ ok: true, order: so, mrp });
} catch (err) {
console.error(err);
return res.status(500).json({ ok: false, message: 'error' });
}
});
app.listen(3000, () => {
console.log("Server started on 3000");
});
代码说明
- explodeBOM：简单的递归展开 BOM，现实中应加缓存、防止循环引用、处理替代件与版本。
- simpleMRP：示例只计算了“需要采购量”，实际需接库存服务（或 DB 的库存表）、考虑在途、已下达采购单与占用量。
- 事件 order.events 可以被采购服务和生产服务消费，做下游动作（自动转采购单、生成生产工单或进入排产队列）。
- 真实生产需考虑事务、重试与幂等（例如对 MQ 消费要实现去重逻辑）。
7 部署、运维与上线注意事项
- 滚动切换 + 灰度发布：对关键功能（MRP、排产）建议灰度推送，并在真实订单上做 shadow run（并行跑新系统但不影响生产）观察差异。
- 数据迁移：老 ERP 向新 ERP 的物料、BOM、库存、历史订单迁移需要数据映射、清洗与多轮比对。
- 监控与告警：关键指标（队列堆积、API 延迟、MRP 执行失败率、采购超期率）必须监控并设置自动告警。
- 安全性：API 网关开 TLS、RBAC 权限分层、审计日志、敏感资料加密（客户信息、成本数据）。
- 备份与灾备：数据库定期快照、跨可用区部署、消息中间件持久化配置。
8 实现效果与关键 KPI
实现后企业常见收益指标：
- 订单交付及时率提升（目标 +10% ~ +30%）。
- 关键物料缺料率下降（目标 -20% ~ -60%），因为 MRP 针对订单拉动更精准。
- 在制品周转天数（WIP）下降，资金占用降低。
- 订单到交付的透明度提升：客户满意度和重复订单率上升。 KPI 例如：按单成本偏差率、采购到货准时率、车间按时完工率、库存周转率。
9 FAQ
FAQ1：MTO 与 MTS 的 ERP 在设计上最大的不同是什么？
MTO（按单生产）与 MTS（按库存生产）最大的不同在“需求驱动的起点”和“库存应对方式”。MTS 更强调安全库存与预测驱动的补货，ERP 需侧重预测与补货策略；而 MTO 则是订单驱动，ERP 的核心是快速把单转换成可执行的生产计划并精确计算物料需求。具体到系统设计，MTO 系统要更强调 BOM 的配置能力、订单级成本核算、工程变更管理、以及灵活的排产策略（以响应订单交期）。此外，MTO 更依赖与供应链的即时协同——供应商交期、外协能力、在途可视化都更关键。
FAQ2：我们公司只有几十人规模，是否需要做微服务？
对于中小企业（几十人规模），直接从微服务开始并不总是最优选择。微服务带来的分布式复杂性（运维、监控、分布式事务、部署）会消耗大量资源。建议先走模块化单体或按边界上下文拆分的单体应用，重用团队开发/测试部署流程；当系统增长到一定规模或需要按模块独立扩展（例如生产服务需要高并发计算）时，再逐步把热点模块拆成微服务。无论选哪种路径，都要从一开始做好清晰的领域建模、API 设计和数据隔离，这样将来拆分会容易很多。
FAQ3：BOM 版本与工程变更如何管理？
BOM 和工艺路线应当支持版本控制与生效控制。实现上需把每个 BOM 记录为包含版本号与生效日期的实体；工程变更（ECO/ECN）应是一个工作流：申请 → 审核 → 排期生效。系统应支持“历史订单使用当时生效的 BOM/工艺”，也就是说在订单确认阶段就要把所用的 BOM 版本快照到订单/生产工单里，以便追溯。对于设计频繁变更的企业，推荐与 PLM 系统深度集成，并在 ERP 里保留 BOM 快照和变更日志，质检与财务也能依据不同版本进行成本与质量分析。
落地建议
- 先做业务建模、画清楚边界，不要急着编码。把订单生命周期、BOM 版本、物料主数据、在途/占用/可用定义清楚。
- 从模块化单体开始，优先落地销售、生产、库存与采购四个闭环，再引入财务对账。
- 采用事件驱动的异步架构，保证各模块解耦并易于扩展。
- 首版实现能跑、能对账、能追溯，后续再在排产优化、APS、供应商协同上迭代。
