1 引言

　　1973年，美國的Joseph Harrington博士在《Computer Integrated Manufacturing》一書中提出了一種組織企業(yè)生產的理論——CIM，直譯為計算機集成制造。CIM是一種組織管理和運行企業(yè)生產技術的新哲理。

　　CIMS（Computer Integrated Manufacturing System）是基于CIM哲理而組成的系統(tǒng)，即它是通過計算機硬軟件，并綜合運用現代管理技術、制造技術、信息技術、自動化技術、系統(tǒng)工程技術，將企業(yè)生產全部過程中有關的人、技術、經營管理三要素及其信息流與物質流有機集成并優(yōu)化運行的復雜大系統(tǒng)。這一定義是針對離散型工業(yè)而言，其實以石化、化工、冶金、能源、造紙為代表的流程工業(yè)也在向CIMS方向發(fā)展。把CIMS概念擴展至流程工業(yè)，即形成了流程工業(yè)綜合自動化系統(tǒng)CIPS（Computer Integrated Process System）概念，也可稱為流程工業(yè)計算機集成制造系統(tǒng)（CIMS in process industry）。

　　流程工業(yè)集成自動化大致經歷了以下五個階段：（1）早期的過程控制階段;（2）70年代以前的直接數字控制階段DDC（Direct Digit Control）;（3）70～80年代的集散控制階段DCS（Distributed Control System）;（4）80年代以后的DCS+優(yōu)化階段;（5）流程工業(yè)綜合自動化（CIPS）階段。集成化分散控制系統(tǒng)向信息管理系統(tǒng)及計算機網絡控制方向擴展，將過程控制和信息管理系統(tǒng)緊密結合起來，便構成了計算機集成過程系統(tǒng)（CIPS）。90年代開始將生產調度、計劃優(yōu)化、經營管理與決策等引入計算機控制系統(tǒng)，使市場意識與優(yōu)化控制相結合，促使計算機控制系統(tǒng)走向更加完善的CIPS階段，產生更大的經濟效益與技術進步。可見，CIPS是流程工業(yè)自動化發(fā)展的必然趨勢。

2 制漿造紙工業(yè)生產流程特點及對CIPS的需求

　　制漿造紙全過程工藝流程（如圖1）可以描述為：麥草、蘆葦等造紙原料經干、濕法備料，同蒸煮液（黑液和白液）混合后被送往蒸煮部進行高溫蒸煮，通過蒸煮反應生成粗漿;粗漿經過洗滌和篩選，除去其中的黑液、渣質和粗大纖維，變成良漿，然后被送往漂白工段，經過CEH三段連續(xù)漂白變成紙漿;從洗篩漂車間過來的紙漿，與其它漿種按一定比例配合，并與填料、膠料和染料等添加物料混合，形成混合漿;混合漿被打入成漿池，被清水和白水稀釋成規(guī)定濃度的紙漿，再與明礬等填料混合，經調漿箱、除砂器、穩(wěn)漿箱和流漿箱上網，再經壓榨、烘干、施膠、壓光和卷取變形成成品紙。

　　由此可見，制漿造紙工業(yè)屬于少品種、大批量的連續(xù)型生產方式，另外，制漿造紙業(yè)是造成環(huán)境污染最嚴重的行業(yè)之一，同時還是木材、化學品、水、電等原材料和能源的消耗大戶。因此，為了增強制漿造紙企業(yè)的市場應變能力、適應激烈的市場競爭，保證生產過程的連續(xù)、穩(wěn)定、優(yōu)質和安全，還要在生產的過程中盡可能的減少污染、降低消耗、保護環(huán)境，這就需要將現代管理技術、生產技術、信息技術、自動化技術和系統(tǒng)工程技術有效地集成起來，也就是需要在流程工業(yè)CIPS理論的指導下,針對制漿造紙企業(yè)的生產特點,研究制漿造紙企業(yè)CIPS結構和實施方法。

3 制漿造紙工業(yè)CIPS的三層體系結構

　　流程工業(yè)CIPS的體系結構

　　流程工業(yè)CIPS的理論和技術經過多年的研究發(fā)展，特別是經過實際應用的考驗，已逐步趨向合理的體系結構。其層次結構的框架已由5層結構的Prudue模型（如圖2）為ERPMESPCS 3層結構（如圖3）。在Prudue模型中，流程工業(yè)CIPS自上而下從功能上被分為了經營決策、企業(yè)管理、生產調度、過程監(jiān)控和過程控制5個層次，將管理過程和生產過程明顯分開。但在其網絡信息系統(tǒng)的設計和應用實踐中，如何處理既有生產性質又有管理性質的信息，是一個較大的問題，造成了流程工業(yè)CIPS研究與開發(fā)過程中混亂和標準的難以統(tǒng)一。ERPMESPCS 3層結構將流程工業(yè)系統(tǒng)分為以財務分析/決策為核心的企業(yè)資源管理系統(tǒng)（ERP）和以優(yōu)化管理、以優(yōu)化運行為核心的生產執(zhí)行系統(tǒng)（MES）和設備綜合控制為核心的過程控制系統(tǒng)（PCS）。這一結構較好地解決了企業(yè)管理和生產中一些共性的問題，也為管理和控制鏈接中各企業(yè)的個性問題提供了解決方法。