来源：中国低压电器网
2012年11月8日上午九时，由中国自动化学会仪表与装置专业委员会、上海自动化学会仪表及应用专业委员会汉诺威米兰展览（上海）有限公司在第十四届中国国际工业博览会期间举办的第十一届MES（制造执行系统）开发与应用专题研讨会热烈开始。吴忠仪表有限责任公司的郭伟和陶铮先生作了题为《控制阀制造执行系统的分析与设计》演讲。郭先生和陶先生的演讲思路清晰，对控制阀制造执行系统的分析与设计的见解独特而深刻。
长期以来，企业都是以离散制造模式发展。所谓离散制造，就是通过离散的各个设备，把设计分解出的、独立的每个零件进行加工，最后组装为独立实体产品的过程。其特点是：生产模式，是人、设备以及流程的离散集合；生产计划，按批量、按离散的时间单位安排；工厂布局是按工艺流程分布，但加工的物料只能在空间离散分布的各个工艺环节之间来回搬运，其中会发生刀具、夹具、存放装置及设备的频繁更换。这种先天的离散制造环境，约束着离散制造的批量和效率。因为离散制造企业单纯依靠提高设备自动化水平或者以为增强企业管理层的信息手段，并不能实现制造系统的敏捷与柔性，也不能持久改善企业快速应对市场变化和客户需求的能力。要想解决这个问题，企业必须走制造执行系统之路。制造执行系统（MES,manufacturing execution system）,介于企业的“计划层”和制造“设备层”之间，对企业生产计划进行“再计划”，“指令”生产设备“协同”或“同步”动作，对产品生产过程进行及时响应，使用准确的当前数据对生产过程进行及时调整、更改或干预等处理。MES能通过信息的传递对从生产指令下发到产品完成的整个生产过程进行优化管理。当工厂中有实事事件发生时，MES能及时对这些事件做出反应、报告，并用当前的准确数据对他们进行约束和处理。这种状态变化的迅速响应使MES能够减少企业内部那些没有附加值的活动，有效地指导工厂的生产运作过程，同时提高了工厂及时交货的能力，提高了生产回报率。MES还能通过双向直接通信在企业内部和整个产品供应链中提供有关生产行为的关键任务信息。
控制阀是流程工业企业的特种兵。控制阀是流体管路的控制装置，是过程控制系统中的执行机构，用来直接操纵原料，控制其流量。但是原料的物性指标决定了阀门的基本设计。控制阀的尺寸还与处理流体的单元有关，例如泵、热交换器或过滤器，这些设备都与阀门串联在一起。从企业的经济效益考虑，阀门上的压降越小越好。由于阀门要安装在管路系统中，用于控制系统中介质的压力、流量和方向，不同介质的压力、流量、温度和物理性质对介质系统的控制要求和使用要求不相同，对阀门的内部构造要求也不同，这就使得阀门的总类和品种规格非常多。
为了解决制造控制阀耗时耗力的问题，在制造控制阀时就要求实施并行工程，并且追求协同。“并行+协同”是制造系统的精髓。协同，意味着每个参与者都需要不断地感知自己与他人的位置偏差，及时调整，保持同步。
郭先生指出，基于上述原因，吴总仪表提出了递阶式与扁平化相结合的控制阀制造执行系统的体系结构。递阶控制结构表现为基于企业ERP主计划扩展而来的“高级计划与排程”，扁平化则通过制造执行系统的“实时调度与协调”与分布式并行制造指令的“车间实时作业排程”相连接，形成具有并行和并发机制的执行控制-反馈机制，以此来简化复杂的控制问题。对于一个递阶控制系统而言，各个子系统的控制作用是由按照一定优先级和从属关系安排的决策单元实现的，而同级的各个车间可以同时并行工作对其下属制造单元实施控制。各个制造单元可以同时与上一级的车间实时作业排程软件交换现场信息和工艺规程执行指令。“车间实时作业排程”按照“实时调度与协调”得出的多工艺路线规划，合理配置加工工序流，分配加工工序公差，并依据分布式数控设备（DNC）上的传感器和新建的制造物联网络系统，获得针对工序管理点的数据采集，进而实施有针对性的反馈和控制。制造设备的状态信息和自动化仓库的数据，经过人工分析和调度指令内容作出敏捷响应，并在指令的执行过程中，通过看板系统实施局部的前馈控制并不断与操作人员现场交互，测取实时数据，发现、弥补获救者呢过执行过程中的排程问题，参照高级计划和调度指令落实短期优化目标。实时调度与协调层则以短期优化目标来制定实时调度战略，从而将生产计划与调度策略结合起来，使制造执行系统与整个制造系统融为一个有机的整体。
陶先生表示制造执行系统是两化深度融合的代表作。在国际上制造执行系统得到发展的同时，我国制造企业受底层自动化水平的限制，只能在制造管理层面开展ERP系统的研发与应用。随着对管理信息系统集成应用增效的需求日益强烈，制造执行方面的短板很快暴露出来。
最后，陶先生就吴忠仪表有限公司为例，介绍了一下制造执行系统的优点及今后应注意的问题。陶先生指出制造执行系统是以企业车间自动化、物联化为基础，以建立人机融合的制造执行状态、实施制造管理自动化目标，以制造工程和工艺工序的优质排程为内容，具有异常事件监测、问题跟踪、制造成本管理和制造能力管理等功能，以精益、快捷和柔性为特征的重要制造管理信息系统。当前及以后要面临的问题有以下几个方面。第一，增强PLM服务平台工个能，引入项目管理技术，支持特定产品及新产品的多版本工艺流程，支持基于BOM架构的控制阀产品信息模型在制造执行管控中的应用。第二，研究控制阀制造工艺的工序误差产生机理和供需流质量信息演变规律，增强制造物联感知功能，增加故障处理功能和报警管理功能，实现对工序流质量信息的跟踪，进而完善反馈-前馈控制机制。第三，建立工件质量历史数据库，分析完善制造执行系统的信息模型，构建知识模型，开发多工序点分布式制造执行专家系统。积累制造过程数据，构建并行与分布仿真模型，实现控制法制造系统中的智能技术与应用。
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