計(jì)算機(jī)集成過(guò)程系統(tǒng)的現(xiàn)狀與發(fā)展

自動(dòng)化概論結(jié)業(yè)論文計(jì)算機(jī)集成過(guò)程系統(tǒng)的現(xiàn)狀與發(fā)展自動(dòng)化工程學(xué)院班級(jí)自動(dòng)125姓名徐博聞學(xué)號(hào)2012307010514計(jì)算機(jī)集成過(guò)程系統(tǒng)的現(xiàn)狀與發(fā)展摘要闡述了CIPS的信息集成系統(tǒng)的特點(diǎn)。CIPS的現(xiàn)狀以及未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。關(guān)鍵詞CIPSCIMSAbstractInthispaperthecharacteristicsoftheinformationintegrationsystemofCIPS.TheCIPSpresentsituationandthefuturedevelopmenttrend.KeywordsCIPSCIMS一、引言隨著機(jī)關(guān)及全球化的發(fā)展，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)變得越來(lái)越激烈，如何適應(yīng)當(dāng)今市場(chǎng)快速多變的需求，不斷提高我國(guó)產(chǎn)品質(zhì)量，低成本的快速開(kāi)發(fā)適銷(xiāo)對(duì)路產(chǎn)品，在競(jìng)爭(zhēng)中求生存、求發(fā)展，已成為我國(guó)企業(yè)共同追求的目標(biāo)。CIPS就在這樣的世界背景下登上了歷史舞臺(tái)。二、CIMS的內(nèi)容以及與CIPS的區(qū)別要說(shuō)到計(jì)算機(jī)集成過(guò)程系統(tǒng)(CIPS)就不得不提到計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)。CIMS是未來(lái)企業(yè)的一種模式，不僅僅適用于離散制造業(yè)，也適用于連續(xù)工業(yè)中，連續(xù)生產(chǎn)過(guò)程中的CIMS又通常被稱(chēng)為CIPS,即計(jì)算機(jī)集成過(guò)程系統(tǒng)。CIPS的思想和CIMS是一致的，都遵循兩個(gè)觀(guān)點(diǎn)：(1)系統(tǒng)觀(guān)點(diǎn)生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)的各個(gè)環(huán)節(jié)是一個(gè)整體。(2)信息觀(guān)點(diǎn)整個(gè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)是信息的采集、傳遞、加工處理的過(guò)程。但是CIPS與CIMS又是有區(qū)別的。主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：連續(xù)生產(chǎn)過(guò)程中物流與能源流都是連續(xù)的，在集成的靄義上不但強(qiáng)調(diào)信息流的集成，還表現(xiàn)在物流與能源的集成上。離散工業(yè)中由于是離散制造，各工序間時(shí)間次序一般不是很緊湊，允許有緩沖單元。而連續(xù)工業(yè)中，由于能源、物流是不間斷的，各工序先后次序緊密、嚴(yán)格，生產(chǎn)的連續(xù)性一般不允許生產(chǎn)中的緩沖單元。從生產(chǎn)環(huán)境看，離散制造業(yè)一般都在常規(guī)環(huán)境下進(jìn)行,而連續(xù)生產(chǎn)過(guò)程的環(huán)境一般是苛刻的。比如高溫、高壓、低溫、低壓、易燃、易爆、有毒等。集成是將各種已有的自動(dòng)化孤島“連接成”一個(gè)有機(jī)的整體，從已有生產(chǎn)技術(shù)看，離散制造中主要有CAD等，而在連續(xù)過(guò)程中主要有專(zhuān)家系統(tǒng)、模糊控制以及各種各樣建模、優(yōu)化等高級(jí)控制算法等。由于上述連續(xù)過(guò)程的特性,CIPS的研究與實(shí)施都有別于CIMS,而要實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)集成制造,關(guān)鍵是解決信息集成的間題。連續(xù)過(guò)程要實(shí)現(xiàn)物流的集成及能流的集成,最終歸結(jié)為信息的集成上。三、CIPS的現(xiàn)狀當(dāng)前，我國(guó)的CIPS已經(jīng)改變?yōu)椤艾F(xiàn)代集成制造與現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)。它已在廣度與深度上拓展了原CIMS的內(nèi)涵。其中，“現(xiàn)代”的含義是計(jì)算機(jī)化、信息

化、智能化。“集成”有更廣泛的內(nèi)容，它包括信息集成、過(guò)程集成及企業(yè)間集成等三個(gè)階段的集成優(yōu)化；企業(yè)活動(dòng)中三要素及三流的集成優(yōu)化；CIPS有關(guān)技術(shù)的集成優(yōu)化及各類(lèi)人員的集成優(yōu)化等。CIPS不僅僅把技術(shù)系統(tǒng)和經(jīng)營(yíng)生產(chǎn)系統(tǒng)集成在一起，而且把人（人的思想）也集成在一起，使整個(gè)企業(yè)的工作流程、物流和信息流都保持通暢和相互有機(jī)聯(lián)系，所以，CIPS是人、經(jīng)營(yíng)和技術(shù)三者集成的產(chǎn)物。四、CIPS信息集成特點(diǎn)與要求在90年代以來(lái)，計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)在機(jī)械制造行業(yè)得到了發(fā)展。同樣，在石油、化工、冶金、化纖、造紙、等行業(yè)中，也達(dá)到發(fā)展。由于后者都是連續(xù)流程，具有過(guò)程控制的共同特點(diǎn)所以經(jīng)常將CIMS改稱(chēng)CIPS，以表示在連續(xù)流程的行業(yè)中計(jì)算機(jī)集成系統(tǒng)。也可以認(rèn)為CIPS技術(shù)是CIMS技術(shù)的一個(gè)分支。信息集成是為了實(shí)行整個(gè)系統(tǒng)的集成，因此在討論CIPS信息集成之前，我們有必要對(duì)CIPS整個(gè)系統(tǒng)框架有一個(gè)基本的了解。再根據(jù)連續(xù)過(guò)程實(shí)際,CIPS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可表示如圖竺「■言Wftfi庫(kù)分廠(chǎng)、車(chē)間調(diào)度圾尊元河路?后醉煜I

j-pesgMg生產(chǎn)過(guò)程ftfi庫(kù)分廠(chǎng)、車(chē)間調(diào)度圾尊元河路?后醉煜I

j-pesgMgCIPS信息集成是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)的,cips的數(shù)據(jù)庫(kù)集成環(huán)境，除了關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)以外,有別于CIMS的工程數(shù)據(jù)庫(kù)，還包括實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)。實(shí)現(xiàn)CIPS信息集成，有必要了解CIPS信息集成的特點(diǎn)。下面對(duì)連續(xù)過(guò)程信息系統(tǒng)的特點(diǎn)進(jìn)行一些討1.連續(xù)論1.連續(xù)信息是相互關(guān)聯(lián)的，有意義的數(shù)據(jù)集,通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的提煉獲得信息。連續(xù)過(guò)程底層信息來(lái)源包括裝置運(yùn)行信息、生產(chǎn)工況信息。這些信息主要來(lái)自DCS系統(tǒng)與各個(gè)零散的傳感器檢測(cè)單元所獲取的數(shù)據(jù)。這些信息實(shí)時(shí)性強(qiáng)、信息數(shù)據(jù)量大，由于與生產(chǎn)過(guò)程緊密相連，加上連續(xù)過(guò)程工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境一般比較苛刻,為了確保安全生產(chǎn),信息來(lái)源一定要準(zhǔn)確、可靠、及時(shí)。連續(xù)過(guò)程信息的復(fù)雜性與有效性裝置送來(lái)大量數(shù)據(jù)。一方面，生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)之多，造成了信息提取的復(fù)雜性，另一方面，從連續(xù)過(guò)程安全性考慮，又需要及時(shí)、準(zhǔn)確地掌握生產(chǎn)信息,生產(chǎn)環(huán)境的苛刻要求系統(tǒng)反應(yīng)敏捷，這便要求信息是高度有效的?，F(xiàn)有的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)可以對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的管理與處理提供支持環(huán)境，模型化是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮與有效處理的一般方法。但是由于連續(xù)過(guò)程的復(fù)雜性，增加了建立過(guò)程數(shù)學(xué)模型的困難，同時(shí),連續(xù)生產(chǎn)過(guò)程往往還包括許多不確定的、模糊信息。為了解決上述問(wèn)題，在連續(xù)過(guò)程領(lǐng)域，許多學(xué)者正致力于研究非傳統(tǒng)模型與方法，比如ANN、專(zhuān)家系統(tǒng)、定性模型等，為實(shí)現(xiàn)連續(xù)過(guò)程信息的有效處理提供了一些解決途徑與方法。連續(xù)過(guò)程信息集成的人機(jī)界面實(shí)現(xiàn)CIPS的目的不是實(shí)現(xiàn)無(wú)人工廠(chǎng)，人在CIPS中永遠(yuǎn)是主體。實(shí)現(xiàn)CIPS是要把人從底層的低級(jí)勞動(dòng)中解脫出來(lái),充分發(fā)揮人的創(chuàng)造性，為此,CIPS的信息系統(tǒng)與CIMS一樣，也要把人集成進(jìn)來(lái)。人的參與是通過(guò)人機(jī)界面實(shí)現(xiàn)的，連續(xù)過(guò)程人機(jī)界面由于連續(xù)過(guò)程的特殊性又有別于離散工業(yè)。首先，連續(xù)工程的復(fù)雜信息必須讓人易于了解和掌握，實(shí)現(xiàn)信息的易用性。其次，由于生產(chǎn)過(guò)程是連續(xù)的，人的參與必須是實(shí)時(shí)的,實(shí)現(xiàn)人的在線(xiàn)參與。連續(xù)過(guò)程信息的集成處理信息處理包括信息表達(dá)與信息操作。生產(chǎn)過(guò)程中的信息還被表示成圖像或者神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)，并非是簡(jiǎn)單的數(shù)字或符號(hào)。信息處理也能通過(guò)多種手段和方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。近年來(lái)，各種高級(jí)控制策略、優(yōu)化算法、神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)、專(zhuān)家系統(tǒng)等被大量地應(yīng)用于連續(xù)生產(chǎn)企業(yè)中,CIPS信息集成應(yīng)該便于信息被多種工具集成處理，在設(shè)計(jì)信息系統(tǒng)時(shí)應(yīng)考慮信息處理工具與方法的集成策略。靜態(tài)信息與動(dòng)態(tài)信息,全局信息與局部信息對(duì)連續(xù)過(guò)程工業(yè)而言，不同類(lèi)型的信息應(yīng)區(qū)別對(duì)待，從變化頻率上分，可分為靜態(tài)信息與動(dòng)態(tài)信息，從載體位置與重要性上,可分為全局信息與局部信息。靜態(tài)信息是指一些相對(duì)隨時(shí)間變化不大，相對(duì)較穩(wěn)定的信息，例如工廠(chǎng)工藝標(biāo)準(zhǔn)信息等。動(dòng)態(tài)信息是指隨時(shí)間而變化較快的信息，對(duì)這些信息的處理要比靜態(tài)信息復(fù)雜，同時(shí)，動(dòng)態(tài)信息上升為經(jīng)驗(yàn)或者模型，便成為靜態(tài)信息?？紤]兩種信息的不同特點(diǎn)，其信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法也不同。連續(xù)生產(chǎn)過(guò)程非常復(fù)雜，可以劃分成許多局部的過(guò)程,一些信息可能只在某個(gè)局部過(guò)程進(jìn)行處理，這一部分信息稱(chēng)局部信息。局部信息符合連續(xù)過(guò)程場(chǎng)地自治的原則。而另外一些信息對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程全局產(chǎn)生影響，這部分信息稱(chēng)全局信息。全局信息為整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程共享,并且需要占用系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)資源。全局信息表達(dá)了整個(gè)連續(xù)過(guò)程的系統(tǒng)性與整體性。五、CIPS未來(lái)的發(fā)展CIPS未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)大致為：以“數(shù)字化”為發(fā)展核心、以“精密化”將成為發(fā)展的關(guān)鍵、突出“極端條件”，是發(fā)展的焦點(diǎn)、以“自動(dòng)化”技術(shù)為發(fā)展前提、以“成化集”為發(fā)展的方法、以“網(wǎng)絡(luò)化”為發(fā)展道路、“智能化”是CIPS未來(lái)發(fā)展的美好前景、“綠色”是CIPS未來(lái)發(fā)展的必然趨勢(shì)。1、以“數(shù)字化”為發(fā)展核心未來(lái)世界，“數(shù)字化”將勢(shì)不可當(dāng)?！皵?shù)字化”不僅是“信息化”發(fā)展的核心，而且也是先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展的核心。信息的“數(shù)字化”處理同“模擬化”處理相比，有著3個(gè)不可比擬的優(yōu)點(diǎn)：信息精確，信息安全，信息容量大。數(shù)字化制造就是指制造領(lǐng)域的數(shù)字化，它是制造技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與管理科學(xué)的交叉、融和、發(fā)展與應(yīng)用的結(jié)果，也是制造企業(yè)、制造系統(tǒng)與生產(chǎn)過(guò)程、生產(chǎn)系統(tǒng)不斷實(shí)現(xiàn)數(shù)字化的必然趨勢(shì)。2、以“精密化”將成為發(fā)展的關(guān)鍵所謂“精密化”，一方面是指對(duì)產(chǎn)品、零件的精度要求越來(lái)越高，另一方面是指對(duì)產(chǎn)品、零件的加工精度要求越來(lái)越高。“精”是指加工精度及其發(fā)展，精密加工，細(xì)微加工，納米加工。3、突出“極端條件”，是發(fā)展的焦點(diǎn)在高溫、高壓、高濕、強(qiáng)磁場(chǎng)、強(qiáng)腐蝕等等條件下工作的，或有高硬度、大彈性等等要求的，或在幾何形體上極大、極小、極厚、極薄、奇形怪狀的。4、以“自動(dòng)化”技術(shù)為發(fā)展前提“自動(dòng)化”從自動(dòng)控制、自動(dòng)調(diào)節(jié)、自動(dòng)補(bǔ)償、自動(dòng)辨識(shí)等發(fā)展到自學(xué)習(xí)、自組織、自維護(hù)、自修復(fù)等更高的自動(dòng)化水平；而且今天自動(dòng)控制的內(nèi)涵與水平已遠(yuǎn)非昔比，從控制理論、控制技術(shù)、控制系統(tǒng)、控制元件，都有著極大的發(fā)展。制造業(yè)發(fā)展的自動(dòng)化不但極大地解放了人的體力勞動(dòng)，而且更為關(guān)鍵的是有效地提高了腦力勞動(dòng)，解放了人的部分的腦力勞動(dòng)。5、以“集成化”為發(fā)展的方法“集成化”，一是技術(shù)的集成，二是管理的集成，三是技術(shù)與管理的集成；其本質(zhì)是知識(shí)的集成，亦即知識(shí)表現(xiàn)形式的集成?，F(xiàn)代集成制造技術(shù)就是制造技術(shù)、信息技術(shù)、管理科學(xué)與有關(guān)科學(xué)技術(shù)的集成。6、以“網(wǎng)絡(luò)化”為發(fā)展道路“網(wǎng)絡(luò)化”是現(xiàn)代集成制造技術(shù)發(fā)展的必由之路，制造業(yè)走向整體化、有序化，這同人類(lèi)社會(huì)發(fā)展是同步的。制造技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化是由兩個(gè)因素決定的：一是生產(chǎn)組織變革的需要，二是生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展的可能。這是因?yàn)橹圃鞓I(yè)在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中，面臨多方的壓力：采購(gòu)成本不斷提高，產(chǎn)品更新速度加快，市場(chǎng)需求不斷變化，客戶(hù)定單生產(chǎn)方式迅速發(fā)展，全球制造所帶來(lái)的沖擊日益加強(qiáng)等等；企業(yè)要避免傳統(tǒng)生產(chǎn)組織所帶來(lái)的一系列問(wèn)題，必須在生產(chǎn)組織上實(shí)行某種深刻的變革。這種變革體現(xiàn)在兩方面：一方面利用網(wǎng)絡(luò)，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造與生產(chǎn)管理等活動(dòng)乃至企業(yè)整個(gè)業(yè)務(wù)流程中充分享用有關(guān)資源，即快速調(diào)集、有機(jī)整合與高效利用有關(guān)制造資源；與此同時(shí)，這必然導(dǎo)致制造過(guò)程與組織的分散化網(wǎng)絡(luò)化，使企業(yè)必須集中力量在自己最有競(jìng)爭(zhēng)力的核心業(yè)務(wù)上。7、“綠色”是CIPS未來(lái)發(fā)展的必然趨勢(shì)制造業(yè)的產(chǎn)品從構(gòu)思開(kāi)始，到設(shè)計(jì)階段、制造階段、銷(xiāo)售階段、使用與維修階段，直到回收階段、再制造各階段，都必須充分計(jì)及環(huán)境保護(hù)。六、結(jié)束語(yǔ)在連續(xù)過(guò)程實(shí)現(xiàn)CIPS,信息的集成是基礎(chǔ)，連續(xù)過(guò)程的復(fù)雜性決定了CIPS信息集成的特殊性，目前，我國(guó)在離散制造業(yè)中推廣了一些CIMS技術(shù)，已取得了良好的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益。在連續(xù)工業(yè)中，國(guó)家科委、中國(guó)石化總公司及一些高等院校都在進(jìn)行有益的工作，相信在不久的將來(lái),CIPS會(huì)成為連續(xù)工業(yè)中的重要技術(shù)而得到廣泛應(yīng)用。參考文獻(xiàn)吳澄，李伯虎.從計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)到現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)②機(jī)械與電子1996年02期作為我院學(xué)生，應(yīng)該在哪些能力與知識(shí)方面加強(qiáng)作為一名自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的大學(xué)生，為了更好的掌握自動(dòng)化，我們應(yīng)該加強(qiáng)一些能力與知識(shí)，在未來(lái)走向工作崗位打下更堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。首先需要加強(qiáng)的是英語(yǔ)水平，世界一些最頂尖，最優(yōu)秀的自動(dòng)化技術(shù)論文很多都是用英文寫(xiě)的，很多先進(jìn)設(shè)備的