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智能制造“炼金术”--信息物理系统（CPS）

2017/3/2 20:23:01 人评论次浏览来源：鼎捷软件分类：其他

导读

工业4.0的战略指向，就是智能制造。如果把智能制造视作制造业的“大熔炉”，那么，最具点石成金魔力的智能化技术就是CPS(信息物理系统)。

无论是德国工业4.0、美国工业互联网、还是中国制造2025的两化深度融合战略，其共同点、核心均是CPS信息物理系统。

2017年3月1日，《信息物理系统白皮书（2017）》发布会在北京召开，工信部信息化和软件服务业司安筱鹏副司长、国家标准委工业标准二部戴红主任、中国工程院李伯虎院士等出席会议并讲话。

会上，安筱鹏副司长强调，信息物理系统是支撑信息化和工业化深度融合的一套综合技术体系，以“一硬、一软、一网、一平台”新四基为核心技术要素，打造了状态感知、实施分析、科学决策、精准执行的数据闭环。他指出，CPS的建设应围绕资源优化是目标、数据自动流动是关键、工业软件是核心、新型能力培育是主线、系统解决方案是重点。

CPS：智能制造的“炼金术”

《中国制造2025》提出，“基于信息物理系统的智能装备、智能工厂等智能制造正在引领制造方式变革”，要围绕控制系统、工业软件、工业网络、工业云服务和工业大数据平台等，加强信息物理系统的研发与应用。

1一个总体定位

CPS是支撑两化深度融合的一套综合技术体系

面对从制造大国向制造强国转变的战略任务，迫切需要构建支撑两化深度融合的技术体系。信息物理系统通过集成先进的信息通信和自动控制等技术，构建了物理空间与信息空间中人、机、物、环境、信息等要素相互映射、适时交互、高效协同的复杂系统，实现系统内资源配置和运行的按需响应、快速迭代、动态优化。从新一轮产业变革的全局出发，结合多年来推动两化融合的实践，我们认为，信息物理系统是支撑信息化和工业化深度融合的综合技术体系。

2四大技术要素

“一硬、一软、一网、一平台”

是CPS的四大核心技术要素

一硬”（感知和自动控制）、“一软”（工业软件）、“一网”（工业网络）、“一平台”（工业云和智能服务平台），即“新四基”。

感知和自动控制是数据闭环流动的起点和终点。感知的本质是物理世界的数字化，通过各种芯片、传感器等智能硬件实现生产制造全流程中人、设备、物料、环境等隐性信息的显性化，是信息物理系统实现实时分析、科学决策的基础，是数据闭环流动的起点。

工业软件是对工业研发设计、生产制造、经营管理、服务等全生命周期环节规律的模型化、代码化、工具化，是工业知识、技术积累和经验体系的载体，是实现工业数字化、网络化、智能化的核心。工业软件定义了信息物理系统，其本质是要打造“状态感知-实时分析-科学决策-精准执行”的数据闭环，构筑数据自动流动的规则体系，应对制造系统的不确定性，实现制造资源的高效配置。

工业网络是连接工业生产系统和工业产品各要素的信息网络，通过工业现场总线、工业以太网、工业无线网络和异构网络集成等技术，能够实现工厂内各类装备、控制系统和信息系统的互联互通，以及物料、产品与人的无缝集成，并呈现扁平化、无线化、灵活组网的发展趋势。工业网络主要用于支撑工业数据的采集交换、集成处理、建模分析和反馈执行，是实现从单个机器、产线、车间到工厂的工业全系统互联互通的重要基础工具，是支撑数据流动的通道。

工业云和智能服务平台是高度集成、开放和共享的数据服务平台，是跨系统、跨平台、跨领域的数据集散中心、数据存储中心、数据分析中心和数据共享中心，实现生产全要素、全流程、全产业链、全生命周期管理的资源配置优化，以提升生产效率、创新模式业态，构建全新产业生态。这将带来产品、机器、人、业务从封闭走向开放，从独立走向系统，将重组客户、供应商、销售商以及企业内部组织的关系，重构生产体系中信息流、产品流、资金流的运行模式，重建新的产业价值链和竞争格局。

3CPS应用：实现生产工艺与信息系统融合

“工业4.0”通过CPS实现生产工艺与信息系统融合，体现了生产模式从“集中型”到“分散型”的范式转变。在未来的制造业中，CPS对涵盖自动化、生产技术、汽车、机械工程、能源、运输以及远程医疗等众多工业部门和应用领域，具有非常重要的意义。在生产系统方面，智能工厂的产品、资源及处理过程因CPS的存在，将具有非常高水平的实时性，同时在资源、成本节约中也颇具优势。

实际案例应用：

青岛海尔模具率先实施CPS系统并取得了良好的应用效果。系统实现了生产设备的互联互通，如：设备联网、网络通讯、远程实时监控、生产过程的协同生产准备、故障智能提醒、可视化展示、决策支持等功能。现在，车间成功地实现了少人化，1个操作工可以照看5台设备，设备利用率平均在75%以上，这是离散行业全国最高的效率(国内离散行业机床利用率大多在30-40%之间)。

如果说CPS是“炼金术”，能够点石成金，那鼎捷现在就把这块金子送到你手上来了！

总结来说，信息物理系统（CPS）即是实现IT和OT技术的顺畅串接以及支撑智能制造的应用平台。那整个过程如何串联，怎样来呈现呢？

听起来不可思议，但鼎捷却真的将智能工厂搬到制造企业的眼前。