-----------摘自《中国高新技术企业》2002.3
CIPS(Computer ingrated process control system)的缩写,即计算机集成过程控制及管理系统。基本含义与CIMS相同,CIMS用于制造业,如机床厂、汽车厂等,CIPS则用于流程性连续生产企业,如化工、电力、冶金等。
CIPS是流程性企业集生产、管理为一体的系统工程,是在信息技术基础上将生产过程控制、物流控制、专家优化控制、产品数据管理、企业资源管理、办公自动化、电子商务等子系统有机地整合为一体,实现企业内或集团内整个生产活动的动态规划、管理及监控,充分发挥企业资源,增进效益。
一 CIPS是流程性企业控、管技术发展的趋势
过程控制技术的高速发展来自于微机技术的问世。早在80年代,霍尼威尔公司推出了第一台DCS(集中分散型)计算机控制系统,其结构就包括了现场控制级、集中监控级、企业管理级及集团管理级四级模式。相应的网络、信息传输技术规定了有关标准。从那时起就预示了流程性企业必然由单纯生产过程控制向CIPS方向发展的趋势。
DCS成功地应用了二十多年,但这种应用仍有局限性,优化控制还不成功,到目前为止,在DCS上实现的过程控制策略基本上停留在单回路PID算法上;在管理级上,国内应用还很少,即使有,也多半是在MIS级水平上,即在管理级上,只获取现场控制信息,为企业决策层提供实时生产信息。其原因是多方面的:一是将现代控制理论。用于工业过程控制要有一个过程;二是国内企业管理水平所限,中国企业正处于计划经济向市场经济过度的阶段,多数企业还处于单一产品,生产状态主要面向国内市场,还保留有部分计划经济模式的特征,管理模式不规范,企业对实现CIPS的意义认识不足。
近年来,国内企业蓬勃发展,中国加入WTO以后,国内企业的技术开发、市场开拓、生产、管理模式都要与国际并轨,纳入世界范围内竞争的轨道。生产周期要短,成本要降低,供应、销售渠道要畅通。单一产品企业独立生存越来越困难。相关企业必须联合起来,形成供应链,企业利益不再是自身的,而是整个供应链的。在激烈的竞争氛围下,流程性企业要得到发展,必须向优化控制要效益,向企业管理要效益,向供应链共同发展要效益。企业内部实施CIPS就是在信息技术及先进控制技术基础上,建立完善的生产、管理控制体系,最大限度地利用企业资源,创造更高效益。这是国内经济发展的趋势,是流程性企业生存、发展的需要。
CIPS的发展要有如下条件:
生产过程优化控制技术的实用化、业务流程的改造并规范化、人力资源和组织的现代化及信息技术的高度发展。
这些条件已经具备,因此CIPS的发展已成定势。
二 流程性企业CIPS系统组成
按层次:分为现场控制级、集中监控级、管理级和互联网级。
按功能:包括六部分,即DCS生产过程控制系统、物流控制系统、ES优化控制专家系统、PDM产品数据管理系统、ERP企业资源计划系统和OA办公自动化系统。
1 DCS生产过程控制系统
这是流程性企业生产自动化的基础。它由现场仪表、执行器、DCS组成,实现生产过程参数检测及控制功能。国内大型电力、冶金、轻工、化工企业现场控制现已多半实现了DCS控制,为实现CIPS打下了基础。
2 物流控制系统
连续生产过程中,原料进厂要库存,各生产阶段的半成品要运输、库存,产品要库存、运送。这些物料在实时流动着,与生产过程同步。该系统将DCS生产过程、管理层的生产调度、仓储管理系统及物流监控系统优化整合,保证每个生产工段及时获得原料,半成品有库可放,并减少中间库存量,目标是零库存,零资金积压,从而减少库存成本和提高资金周转率。
3 优化控制专家系统
目前流程性企业的控制水平基本上是每个生产工段一套独立的DCS,完成本工段的安全稳定生产,与其它工段DCS控制系统没有关系,成为自动化孤岛。近年来,有些企业将各工段DCS直接连网,或通过MIS系统连网,实现数据共享。但仅仅是互通信息,并未做到不同工段之间,根据工艺状态综合考虑优化协调和优化控制问题。
实际上,在流程性企业如化工生产过程中,前期工段的半成品产量、质量并不总是稳定的,它对后续工段的生产过程带来的扰动,对后续工段生产过程控制带来影响。这种影响还会继续到再下一个生产工段。优化控制专家系统的作用就是将各工段的状态进行整体优化处理,分别对各工段的控制策略、复杂控制中数字模型参数、控制参数进行优化调整,使各工段的DCS控制系统协调一致,获得最大效益。
此外,DCS自身控制模块有限,运算速率和程序存贮容量有限制。而现代复杂控制策略多半要建立数字模型,要进行模式识别和参数估计,还要整合生产调度、质量指标、各工段生产实时数据,进行优化控制决策在DCS上实现困难。因此,对大型流程性企业,往往需要有专用的优化控制专家系统完成这一功能。
4 PDM系统
即产品数据管理系统。对大型、多产品企业可单独设产品数据系统,专门对复杂的产品数据进行收集、储存及管理。这个系统管理对每一产品的生产流动过程进行量化跟踪处理,随时掌握每一产品(包括半成品)的属性,包括型号、所用原料、加工时间、所用设备、征税人员、质量情况等,这些数据可反馈到优化控制专家系统进行分析,为优化控制的决策提供依据。同时也为管理层ERP中质量控制、生产控制、成本核算的决策、业绩考核、优化调度、库存管理等子系统提供数据。
5 ERP系统
即企业资源计划系统。企业资源包括生产设备、资金、人力、管理机制、信誉等。这些资源是企业生产的基本条件,但企业能否运作好,利用这些资源获取最大效益,取决于管理,取决于能否将这些资源进行合理的运用。在计算机、信息技术获得高度发展的今天,如何将信息技术运用到企业管理中去,就是ERP的使命。ERP就是整合了企业管理理念、业务流程、人力、物力、计算机软硬件于一体的企业资源管理系统。
ERP的核心管理思想体现在如下三个方面:
(1)体现对整个供应链资源进行管理的思想。
现代企业已经不再是单一企业与单一企业间的竞争,而是一个企业供应链与另一个企业供应链之间的竞争。企业必须把经营过程中有关各方面如供应商、生产人员、分销网、客户等纳入一个紧密的供应链中,才能在市场上获得优势,ERP适应这一市场竞争的需要,实现对整个供应链的管理。
(2)体现精密生产、同步生产和敏感生产思想
ERP支持混合型生产方式的管理,它把供应链的各个环节部分组成利益共享体,统筹管理,快速、高质量、同步生产经营,减少延迟环节。在市场出现新的契机时,随时组成新的供应链,用最短的时间组织生产,多产品打入市场,时刻保持产品的高质量、多样化和机动灵活性,即“敏捷生产”的思想。
(3)体现事先计划与生产过程的实时控制思想
ERP计划体系中包括有主生产计划、物流需求计划、能力计划、采购计划、销售计划、利润计划、财务计划、人力资源计划等,这些计划的目标及内容整合到整个供应链中。此外ERP是整合到CIPS系统中,ERP还将从DCS生产控制、物流控制中获得实时反馈数据,与计划比较,实现对生产、物流过程的闭环实时监控。这些功能有些闭环自动的,有些是开环的,即提供数据和建议,由领导层进行决策。
6.OA办公自动化系统
作为ERP辅助系统为企业管理提供信息化环境,其目标是无会议室的会议和无纸文件。
CIPS系统从技术上讲是在信息基础上整合了管理思想。在控制级运行着物料流。在DCS与管理级之间运行着实时信息流,在管理级运行着资金信息和管理信息流。这些信息流动在现代化企业管理思想指导下运作,使整个企业有计划、有实时监控的流畅动作。
三 CIPS的实施过程
CIPS是一个复杂系统工程。独立的DCS生产控制系统可单独实施,OA可单独实施,ERP也可单独实施。但是如果它们只是单独实施,没有进行有机整合,就不是CIPS。
即使是单独实施ERP,也不是简单地买上ERP软件就能达到目的。实施ERP必须使企业业务流程进行重组,使企业业务过程规范化、量化,并向世界先进管理模式并轨。企业领导思想要开放,管理、生产人员素质要提高。企业领导人决心实施CIPS的思考过程就是下决心改造企业管理模式的过程。
ERP的实施过程就是企业流程重组、人员素质提高、建立管理模式的过程,而要企业领导人亲自组织实施才可能获得如期效果。
济南大陆机电有限公司专业从事流程性企业过程控制系统集成业务,应用方面有丰富的实践经验,有专业队伍研究现代控制理论的应用,有自主产权的DCS硬、软件产品,在热电、化工、轻工等领域有大量业绩。近年来,在DCS应用基础上,致力于CIPS研究开发,并在省计委、科委立项,得到政府扶持。在几年内定能为我国流程性企业的CIPS系统集成产业做出贡献。 |