百度百科把信息物理系統(tǒng)(CPS,Cyber-PhysicalSystems)定義為“一個綜合計算、網(wǎng)絡(luò)和物理環(huán)境的多維復(fù)雜系統(tǒng),通過3C技術(shù)的有機融合與深度協(xié)作,實現(xiàn)大型工程系統(tǒng)的實時感知、動態(tài)控制和信息服務(wù)。
信息物理系統(tǒng)作為多領(lǐng)域、跨學(xué)科不同技術(shù)融合發(fā)展的結(jié)果,大家對其概念的理解也不盡不同,眾說紛紜。
這里我們從信息物理系統(tǒng)術(shù)語的起源,來聊聊其內(nèi)涵。
信息物理系統(tǒng)這一概念,被廣為流傳的起源是由美國國家航空航天局于1992年提出,其后被美國政府高度重視。美國國家科學(xué)基金會科學(xué)家海倫·吉爾于2006年的國際研討會上第一次將其進行詳細描述。
但事實上,信息物理系統(tǒng)的術(shù)語的來源可以追溯到更早,1948年諾伯特·維納創(chuàng)造了“Cybernetics”這個單詞。1954年錢學(xué)森所著《EngineeringCybernetics》第一次在工程設(shè)計和實驗應(yīng)用中使用這一名詞。1958年其中文版《工程控制論》發(fā)布,“Cybernetics”被翻譯為“控制論”。1982年美國作家威廉·吉布森發(fā)表的短篇小說《燃燒的鉻合金》中首次創(chuàng)造出“Cyberspace”一詞,并在后來的小說《神經(jīng)漫游者》中普及。
隨著2006年美國國家科學(xué)基金會對信息物理系統(tǒng)這一概念進行詳細的描述,其認為信息物理系統(tǒng)是通過計算核心(嵌入式系統(tǒng))實現(xiàn)感知、控制、集成的物理、生物和工程系統(tǒng)。在系統(tǒng)中,計算被“深深嵌入”到每一個相互連通的物理組件中,甚至可能嵌入到物料中。信息物理系統(tǒng)的功能由計算和物理過程交互實現(xiàn)。此后得到了美國政府和學(xué)界的高度重視。
為了在新一輪的制造業(yè)技術(shù)革命中不落于人后,各國國家都提出類似的技術(shù)框架和相應(yīng)的標準。其中最有代表性為德國的工業(yè)4.0和中國制造2025。
2013年德國就將信息物理系統(tǒng)作為工業(yè)4.0的核心技術(shù),并在標準制定、技術(shù)研發(fā)、驗證測試平臺建設(shè)等方面做出了一系列戰(zhàn)略部署。
我國也提出了中國制造2025的兩化深度融合戰(zhàn)略,其概念正是基于信息物理系統(tǒng)的智能裝備、智能工廠等智能制造正在引領(lǐng)制造方式變革”,要圍繞控制系統(tǒng)、工業(yè)軟件、工業(yè)網(wǎng)絡(luò)、工業(yè)云服務(wù)和工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺等,加強信息物理系統(tǒng)的研發(fā)與應(yīng)用。
無論是德國的工業(yè)4.0還是中國制造2025的兩化深度融合戰(zhàn)略,其共同點、核心均是信息物理系統(tǒng)。
接下來幾期智匯珺主接將以信息物理系統(tǒng)為基礎(chǔ),介紹其體系結(jié)構(gòu),國內(nèi)外相關(guān)的標準化的工作,以及其應(yīng)用到的相關(guān)技術(shù)以及具體的場景。
文中圖片及部分文字引用自《信息物理系統(tǒng)白皮書》
(審核編輯: 智匯張瑜)
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