流程工業(yè)的綜合自動(dòng)化技術(shù)研究

王金爽++李昕++于鑫鑫

摘 要 隨著我國經(jīng)濟(jì)與社會(huì)的快速發(fā)展，我國工業(yè)體系也在近些年得到了較為長足的進(jìn)步，而在這種進(jìn)步中，流程工業(yè)發(fā)揮著舉足輕重的作用，為了保證我國流程工業(yè)能夠憑借綜合自動(dòng)化技術(shù)得到進(jìn)一步發(fā)展，本文就流程工業(yè)的綜合自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行了相關(guān)研究，希望能夠以此推進(jìn)我國流程工業(yè)的相關(guān)發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】流程工業(yè) 綜合自動(dòng)化

所謂流程工業(yè)指的是一種能夠連續(xù)生產(chǎn)的工業(yè)體系，其本身被用于我國多個(gè)行業(yè)的生產(chǎn)制造中，在我國經(jīng)濟(jì)與社會(huì)的發(fā)展中發(fā)揮著重要作用。隨著我國計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的不斷發(fā)展，人工智能與智能控制被引入流程工業(yè)的過程控制中，這種引入在一定程度上解決了我國流程工業(yè)的能耗能、生產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量低、競爭力弱的現(xiàn)狀，所以為了推動(dòng)我國流程工業(yè)的相關(guān)發(fā)展，對(duì)流程工業(yè)的綜合自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行相關(guān)研究，就有著很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。

1 流程工業(yè)綜合自動(dòng)化的必要性

在我國市場競爭日益激烈的今天，在流程工業(yè)中采用綜合自動(dòng)化技術(shù)，對(duì)企業(yè)來說有著非同一般的意義，這也是因?yàn)榱鞒坦I(yè)本身的特點(diǎn)決定了其本身在生產(chǎn)中對(duì)綜合自動(dòng)化的需求。具體來說，由于近年來計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的飛速發(fā)展，企業(yè)本身對(duì)市場的應(yīng)對(duì)能力變強(qiáng)，這種變強(qiáng)使得相關(guān)企業(yè)為了生存就必須對(duì)自身的生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量等進(jìn)行充分提高，這樣才能保證自身的安全發(fā)展。此外，流程工業(yè)本身就是一個(gè)較為復(fù)雜的生產(chǎn)系統(tǒng)，這種復(fù)雜不僅使得其在綜合自動(dòng)化前的生產(chǎn)效率、生產(chǎn)質(zhì)量較低，更使得其本身具有較強(qiáng)的危險(xiǎn)性，而由于工業(yè)生產(chǎn)的連續(xù)性，這就使得傳統(tǒng)的設(shè)備優(yōu)化工作較難進(jìn)行，在種種的流程工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀中，我們能夠深切感受到流程工業(yè)綜合自動(dòng)化的必要性。

2 流程工業(yè)綜合自動(dòng)化體系結(jié)構(gòu)

在本文中提到的流程工業(yè)綜合自動(dòng)化技術(shù)，又被稱為現(xiàn)代集成制造技術(shù)，其通過綜合自動(dòng)化系統(tǒng)完成自身對(duì)于流程工業(yè)的具體支持。在當(dāng)下世界范圍的流程工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)中，由于很多國家都認(rèn)識(shí)到這一技術(shù)形式所能夠起到的推動(dòng)流程工業(yè)發(fā)展的效果，所以當(dāng)下流程工業(yè)中運(yùn)用的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)有著多種類別，例如歐共體的CIM-OSA、法國的GRAI-GIM、美國的PURDUE等，在下文中筆者將對(duì)美國的PURDUE流程工業(yè)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)與BPS/MES/PCS三層結(jié)構(gòu)的流程工業(yè)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行具體論述。

在PURDUE流程工業(yè)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中，其本身分為經(jīng)營決策層、企業(yè)管理層、生產(chǎn)調(diào)度層、過程監(jiān)控層以及過程控制層五個(gè)層次，這種構(gòu)成機(jī)構(gòu)本身將生產(chǎn)過程管理過程進(jìn)行明顯的區(qū)分，而在這一系統(tǒng)中這些分層的功能實(shí)現(xiàn)則需要依靠計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。PURDUE流程工業(yè)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)，在流程工業(yè)中能夠發(fā)揮很大的促進(jìn)作用，但PURDUE流程工業(yè)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)由于本身對(duì)五層結(jié)構(gòu)的分工有著不明確的問題，這就使得這一系統(tǒng)的開發(fā)出現(xiàn)了很大的困難，在這種情況下，采用BPS/MES/PCS三層結(jié)構(gòu)的流程工業(yè)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)成為了業(yè)界主流。在這一流程工業(yè)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)中，其由BPS經(jīng)營計(jì)劃系統(tǒng)、MES生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)、PCS過程控制系統(tǒng)三層結(jié)構(gòu)組成，這種結(jié)構(gòu)組成有效避免了分工不明確問題的出現(xiàn)，在極大程度上促進(jìn)了流程工業(yè)的相關(guān)發(fā)展。在BPS/MES/PCS三層結(jié)構(gòu)的流程工業(yè)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中，其中BPS經(jīng)營計(jì)劃系統(tǒng)負(fù)責(zé)對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過程的監(jiān)控，以此保證流程工業(yè)生產(chǎn)的優(yōu)化控制；而MES生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)則負(fù)責(zé)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)生產(chǎn)與經(jīng)營管理中產(chǎn)生的諸多信息進(jìn)行承上啟下的管理，以此保證整個(gè)系統(tǒng)的順利運(yùn)行；而PCS過程控制系統(tǒng)在系統(tǒng)中則負(fù)責(zé)對(duì)產(chǎn)品的處理對(duì)象、客戶、交貨期等信息進(jìn)行處理，以此保證原料供應(yīng)商與客戶的較好連接，在這一系列的系統(tǒng)功能發(fā)揮中，流程工業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量與生產(chǎn)效率都將得到大幅度增長。

3 流程工業(yè)綜合自動(dòng)化的支撐環(huán)境

在流程工業(yè)的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)庫技術(shù)在其中發(fā)揮著舉足輕重的作用，也正是因?yàn)檫@些作用的發(fā)揮，使得綜合自動(dòng)化系統(tǒng)能夠在企業(yè)的流程工藝中起到共享資源、協(xié)調(diào)作業(yè)的作用，在下文中筆者將結(jié)合自身實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)這一流程工業(yè)綜合自動(dòng)化的支撐環(huán)境進(jìn)行具體論述。

3.1 綜合自動(dòng)化系統(tǒng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的特點(diǎn)

在流程工業(yè)的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中，作為其支撐環(huán)境的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)本身由三級(jí)不同職責(zé)類型的局部子網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)構(gòu)成，其中作為局部子網(wǎng)絡(luò)之一的PCS級(jí)網(wǎng)絡(luò)、MES級(jí)網(wǎng)絡(luò)以及BPS級(jí)網(wǎng)絡(luò)所發(fā)揮的功能我們?cè)谏衔闹幸呀?jīng)有了具體介紹，但在這里需要注意的是，流程工業(yè)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)支撐環(huán)境的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)本身的三級(jí)局部子網(wǎng)絡(luò)中，其對(duì)通訊等方面的要求也存在的不同之處，這些要求的不同主要集中在通訊的吞吐量、延時(shí)、實(shí)時(shí)性等方面，針對(duì)這種情況，相關(guān)企業(yè)在對(duì)其進(jìn)行應(yīng)用時(shí)，就需要對(duì)相關(guān)通訊協(xié)議、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)等進(jìn)行針對(duì)性準(zhǔn)備，以此保證自身流程工業(yè)綜合自動(dòng)化技術(shù)的較好使用。

3.2 綜合自動(dòng)化系統(tǒng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的計(jì)算模式

在流程工業(yè)的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中，其采用的計(jì)算模式也是其重要組成部分之一，在我國當(dāng)下流程工業(yè)的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中，采用C/S或B/S兩層、三層的混合計(jì)算模式的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，是業(yè)界的主流。在這其中的C/S或B/S兩層結(jié)構(gòu)的計(jì)算模式，需要配置網(wǎng)絡(luò)瀏覽器進(jìn)行使用；而B/S/S三層結(jié)構(gòu)的計(jì)算模式，則能夠通過減少網(wǎng)絡(luò)通信和競爭，增強(qiáng)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的處理性能；而混合結(jié)構(gòu)的計(jì)算模式，則能夠通過綜合利用C/S或B/S兩層與B/S/S三層結(jié)構(gòu)的計(jì)算模式進(jìn)行具體的工作。在實(shí)際運(yùn)用中，B/S/S三層結(jié)構(gòu)的計(jì)算模式是當(dāng)下業(yè)界的主流。

4 結(jié)論

綜上所述，在我國當(dāng)下的流程工業(yè)中，綜合自動(dòng)化技術(shù)的采用能夠在很大程度上促進(jìn)其本身的相關(guān)進(jìn)步，而為了這種進(jìn)步的步伐拉大，筆者結(jié)合自身工作經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行了本文的相關(guān)研究，希望能夠以此推動(dòng)我國流程工業(yè)的相關(guān)發(fā)展。

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作者簡介

王金爽，男，遼寧省丹東市人。現(xiàn)就讀于沈陽理工大學(xué)自動(dòng)化專業(yè)。

作者單位

沈陽理工大學(xué) 遼寧省沈陽市 110159