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聊聊信息物理系统(CPS)

发布时间:2017/08/16 点击量:

百度百科把信息物理系统(CPS,Cyber-PhysicalSystems)定义为“一个综合计算、网络和物理环境的多维复杂系统,通过3C技术的有机融合与深度协作,实现大型工程系统的实时感知、动态控制和信息服务。

信息物理系统作为多领域、跨学科不同技术融合发展的结果,大家对其概念的理解也不尽不同,众说纷纭。

这里我们从信息物理系统术语的起源,来聊聊其内涵。

信息物理系统这一概念,被广为流传的起源是由美国国家航空航天局于1992年提出,其后被美国政府高度重视。美国国家科学基金会科学家海伦·吉尔于2006年的国际研讨会上第一次将其进行详细描述。

但事实上,信息物理系统的术语的来源可以追溯到更早,1948年诺伯特·维纳创造了“Cybernetics”这个单词。1954年钱学森所著《Engineering Cybernetics》第一次在工程设计和实验应用中使用这一名词。1958年其中文版《工程控制论》发布,“Cybernetics”被翻译为“控制论”。1982年美国作家威廉·吉布森发表的短篇小说《燃烧的铬合金》中首次创造出“Cyberspace”一词,并在后来的小说《神经漫游者》中普及。

 

 

 

随着2006年美国国家科学基金会对信息物理系统这一概念进行详细的描述,其认为信息物理系统是通过计算核心(嵌入式系统)实现感知、控制、集成的物理、生物和工程系统。在系统中,计算被“深深嵌入”到每一个相互连通的物理组件中,甚至可能嵌入到物料中。信息物理系统的功能由计算和物理过程交互实现。此后得到了美国政府和学界的高度重视。

为了在新一轮的制造业技术革命中不落于人后,各国国家都提出类似的技术框架和相应的标准。其中最有代表性为德国的工业4.0和中国制造2025。

2013年德国就将信息物理系统作为工业4.0的核心技术,并在标准制定、技术研发、验证测试平台建设等方面做出了一系列战略部署。

我国也提出了中国制造2025的两化深度融合战略,其概念正是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。

无论是德国的工业4.0还是中国制造2025的两化深度融合战略,其共同点、核心均是信息物理系统。


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