流程工业企业综合自动化系统ppt课件
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—— 汽车、机械设备、家用电器等行业 在离散工业，CIMS已形成较为成熟的体系框架 （CAD、CAM、CAPP、MRP II 等） 国内已有上百家应用示范企业
开始在流程行业受到重视
15.10.2020
7
为何在流程工业实施CIMS
---第九章---
流程工业在整个制造业中所占比重大
占全国工业总产值的70％以上 91年以来流程工业的产品销售额前10名中占80-90%,
第二节 Unit 2
流程工业CIMS的体系结构 Architectonic of Processing
CIMS
15.10.2020
14
---第九章---
本节主要内容
流程工业CIMS的功能结构及递阶控制 层次
流程工业CIMS的体系结构模型 基于三层结构的流程工业现代集成制造
体系结构 间歇生产方式对流程工业CIMS的影响
企业资源（人、财、物、技术、经营管理）
计算机技术集成
资源优化，产品优质、低耗、上市快，增强竞争力
15.10.2020
5
---第九章---
9-1-1 CIMS的概念与发展（2）
CIMS的概念
CIMS(Computer Integrated Manufacturing
system） —— 计算机集成制造系
实时性要求高；
实时性要求不高；
安全性 首要任务，必须实现全
偏重于单个生产装置的监控，
生产过程的动态监控；
为柔性生产提供信息；
经营决策 强调优化，更注重生产
过程中资金流管理；
强调柔性；
人的作用 自动化程度较高，一般不 自动化程度相对较低，许多
需要人直接参与加工； 情况下需要人直接参与加工；
理论研究 尚未形成较为完善的理论 较为成熟，已形成较为完善
设计子系统；
子系统必不可少；
调度管理 考虑因素复杂，涉及面广；
质量管理系统与生产过程 自动化监控系统紧密相关；
主要考虑物料和设备能力； 质量管理系统相对独立；
15.10.2020
11
---第九章---
9-1-2 流程CIMS与离散CIMS区别(2)
流程工业 CIMS
离散工业CIMS
信息处理 要求处理大量动态数据， 主要处理静态数据，
9-1-2 流程CIMS与离散CIMS的比较
流程工业
离散工业
安全生产要求
高
较低
生产平衡要求
高
较低
环境保护要求
高
较低
设备投资
高
较低
产品种类变化
少
多
新产品设计任务 少
多
新产品产生方式 试验
设计
售后服务要求
一般
高
提高效益主要途径 稳定质量、减少 缩短产品交货期 消耗、满负荷、 和新产品上市时间 长周期
15.10.2020
体系和规范。
的理论体系和规范。
15.10.2020
12
---第九章---
9-1-2 流程CIMS与离散CIMS相似之处
财务管理 供应销售管理 资产管理 人力资源管理 发展趋势相同
网络化 数字化/虚拟化 以人为核心的智能化 重视企业间的集成优化
15.10.2020
13
---计算机控制系统---
10
---第九章---
9-1-2 流程CIMS与离散CIMS区别(1)
流程工业 CIMS
离散工业CIMS
生产计划 采用过程结构和配方 采用物料清单进
进行物料需求计划； 行物料需求计划；
同时考虑生产能力
先物料需求，
和物料需求；
后能力需求；
主要面向库存；
主要面向定单；
工程设计 可不包括工程(产品) 工程(产品)设计
统
是CIM哲理的具体体现
CIMS的主要特征是“四化”
——计算机化、信息化、智能化和集成优化
15.10.2020
6
---第九章---
9-1-1 CIMS的概念与发展（3）
CIM理念起源于70年代（Joseph Harrington, 1973)
——一种新的生产模式
CIMS 80年代初被广泛接受（美国制造工程师学会） 首先广泛应用于离散制造业
经典控 制理论
来自百度文库
现代控 制理论
PID控制
PID+ 集 中监控
先进控制
智能
局部过程优化 控制
大系统 理论
综合自 动化
生产计划调度 经营决策 全局优化
70年代
80年代
90年代
常规仪表 分散PID
DCS
15.10.2020
DCS 局域网 工作站
DCS
FCS 并存
计算机网络 数据库系统 开放平台
9
---第九章---
决策层 管理层
调度层
监控层 控制层
决策信息 管理信息 运行信息 调度信息 工况信息 操作信息
15.10.2020
经营决策系统
经营策略 管理信息系统
利润前20名中占70%
市场竞争对流程工业的压力不断增大
CIMS技术能够显著提高企业效益和市场竞争力
福建炼油厂CIMS工程(一期)年增效益2600多万元
15.10.2020
8
---第九章---
流程工业自动化技术发展过程
自动化技术从单一学科向综合、交叉学科发展 目的为适应多变的市场竞争，提高企业效益
15.10.2020
15
9-2-1 流程工业CIMS的功能视图
---第九章---
技术信息
市场信息
管理信息系统
动
生
态
产
监 控
计算机网络
系 与数据库管
自 动 化
统
理系统
系
……
统
质量控制系统
原材料 能源动力 产品
抽样统计信息
销售服务信息
15.10.2020
16
---第九章---
9-2-1 流程工业CIMS的递阶控制层次
第一节 Unit 1 概述 Introduction
15.10.2020
3
---第九章---
本节主要内容
CIMS的概念 流程工业CIMS与离散CIMS之比较
15.10.2020
4
---第九章---
9-1-1 CIMS的概念与发展（1）
CIM的概念
CIM(Computer Integrated Manufacturing) 计算机集成制造
---计算机控制系统---
第十章 流程工业企业综合自动化
Computer integrated Manufacturing System in Process Industry
Department of Control Science &Engineering, Zhejiang University
15.10.2020
1
---第九章---
本章主要内容
概述
CIMS的概念、流程CIMS与离散CIMS之比较
流程工业CIMS的体系结构
功能结构及递阶层次、体系结构、间歇方式的影响
核心问题及关键技术
系统集成、系统优化、环境集成、功能集成
设计举例
15.10.2020
2
---计算机控制系统---
开始在流程行业受到重视
15.10.2020
7
为何在流程工业实施CIMS
---第九章---
流程工业在整个制造业中所占比重大
占全国工业总产值的70％以上 91年以来流程工业的产品销售额前10名中占80-90%,
第二节 Unit 2
流程工业CIMS的体系结构 Architectonic of Processing
CIMS
15.10.2020
14
---第九章---
本节主要内容
流程工业CIMS的功能结构及递阶控制 层次
流程工业CIMS的体系结构模型 基于三层结构的流程工业现代集成制造
体系结构 间歇生产方式对流程工业CIMS的影响
企业资源（人、财、物、技术、经营管理）
计算机技术集成
资源优化，产品优质、低耗、上市快，增强竞争力
15.10.2020
5
---第九章---
9-1-1 CIMS的概念与发展（2）
CIMS的概念
CIMS(Computer Integrated Manufacturing
system） —— 计算机集成制造系
实时性要求高；
实时性要求不高；
安全性 首要任务，必须实现全
偏重于单个生产装置的监控，
生产过程的动态监控；
为柔性生产提供信息；
经营决策 强调优化，更注重生产
过程中资金流管理；
强调柔性；
人的作用 自动化程度较高，一般不 自动化程度相对较低，许多
需要人直接参与加工； 情况下需要人直接参与加工；
理论研究 尚未形成较为完善的理论 较为成熟，已形成较为完善
设计子系统；
子系统必不可少；
调度管理 考虑因素复杂，涉及面广；
质量管理系统与生产过程 自动化监控系统紧密相关；
主要考虑物料和设备能力； 质量管理系统相对独立；
15.10.2020
11
---第九章---
9-1-2 流程CIMS与离散CIMS区别(2)
流程工业 CIMS
离散工业CIMS
信息处理 要求处理大量动态数据， 主要处理静态数据，
9-1-2 流程CIMS与离散CIMS的比较
流程工业
离散工业
安全生产要求
高
较低
生产平衡要求
高
较低
环境保护要求
高
较低
设备投资
高
较低
产品种类变化
少
多
新产品设计任务 少
多
新产品产生方式 试验
设计
售后服务要求
一般
高
提高效益主要途径 稳定质量、减少 缩短产品交货期 消耗、满负荷、 和新产品上市时间 长周期
15.10.2020
体系和规范。
的理论体系和规范。
15.10.2020
12
---第九章---
9-1-2 流程CIMS与离散CIMS相似之处
财务管理 供应销售管理 资产管理 人力资源管理 发展趋势相同
网络化 数字化/虚拟化 以人为核心的智能化 重视企业间的集成优化
15.10.2020
13
---计算机控制系统---
10
---第九章---
9-1-2 流程CIMS与离散CIMS区别(1)
流程工业 CIMS
离散工业CIMS
生产计划 采用过程结构和配方 采用物料清单进
进行物料需求计划； 行物料需求计划；
同时考虑生产能力
先物料需求，
和物料需求；
后能力需求；
主要面向库存；
主要面向定单；
工程设计 可不包括工程(产品) 工程(产品)设计
统
是CIM哲理的具体体现
CIMS的主要特征是“四化”
——计算机化、信息化、智能化和集成优化
15.10.2020
6
---第九章---
9-1-1 CIMS的概念与发展（3）
CIM理念起源于70年代（Joseph Harrington, 1973)
——一种新的生产模式
CIMS 80年代初被广泛接受（美国制造工程师学会） 首先广泛应用于离散制造业
经典控 制理论
来自百度文库
现代控 制理论
PID控制
PID+ 集 中监控
先进控制
智能
局部过程优化 控制
大系统 理论
综合自 动化
生产计划调度 经营决策 全局优化
70年代
80年代
90年代
常规仪表 分散PID
DCS
15.10.2020
DCS 局域网 工作站
DCS
FCS 并存
计算机网络 数据库系统 开放平台
9
---第九章---
决策层 管理层
调度层
监控层 控制层
决策信息 管理信息 运行信息 调度信息 工况信息 操作信息
15.10.2020
经营决策系统
经营策略 管理信息系统
利润前20名中占70%
市场竞争对流程工业的压力不断增大
CIMS技术能够显著提高企业效益和市场竞争力
福建炼油厂CIMS工程(一期)年增效益2600多万元
15.10.2020
8
---第九章---
流程工业自动化技术发展过程
自动化技术从单一学科向综合、交叉学科发展 目的为适应多变的市场竞争，提高企业效益
15.10.2020
15
9-2-1 流程工业CIMS的功能视图
---第九章---
技术信息
市场信息
管理信息系统
动
生
态
产
监 控
计算机网络
系 与数据库管
自 动 化
统
理系统
系
……
统
质量控制系统
原材料 能源动力 产品
抽样统计信息
销售服务信息
15.10.2020
16
---第九章---
9-2-1 流程工业CIMS的递阶控制层次
第一节 Unit 1 概述 Introduction
15.10.2020
3
---第九章---
本节主要内容
CIMS的概念 流程工业CIMS与离散CIMS之比较
15.10.2020
4
---第九章---
9-1-1 CIMS的概念与发展（1）
CIM的概念
CIM(Computer Integrated Manufacturing) 计算机集成制造
---计算机控制系统---
第十章 流程工业企业综合自动化
Computer integrated Manufacturing System in Process Industry
Department of Control Science &Engineering, Zhejiang University
15.10.2020
1
---第九章---
本章主要内容
概述
CIMS的概念、流程CIMS与离散CIMS之比较
流程工业CIMS的体系结构
功能结构及递阶层次、体系结构、间歇方式的影响
核心问题及关键技术
系统集成、系统优化、环境集成、功能集成
设计举例
15.10.2020
2
---计算机控制系统---