制造业是欧洲的重要资产,信息物理系统(CPS)被认为将会在欧洲再工业化过程中中起到关键的作用,这些基础技术正在促进智能工厂的智能生产方式的建立。德国工业4.0战略的核心就是建立一个系统,也就是CPS系统。针对CPS系统的定义,目前有多个版本,更加权威的是《美国国家科学基金会(NSF)对CPS的描述:CPS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。CPS的功能由计算和物理过程交互实现。
中航工业集团信息技术中心首席顾问宁振波认为,CPS既有软件,又有硬件;合二为一才为CPS系统。而且,数字孪生(Digital Twin)可以是一对多,一对一,多对一,多对多的关系。在制造业中,理解这个概念极为重要。它反映的是:一个虚拟的产品设计可以映射到一个生产实体中,一个虚拟的产品设计也可以映射到多个生产实体中;当然多个虚拟的产品设计可以映射到一个生产实体中,多个虚拟的产品设计可以映射到多个生产实体中。这才是数字孪生的真实含义。
宁振波强调,CPS一定是一个软硬结合的物理、生物和工程系统。系统可小可大,当然应该有最小单元。CPS应用有三层架构,第一层是应用于设备,这就是单元级的。第二层是应用于智能生产线,或者智能车间,这是系统级。第三层是CPS应用于研制体系,这就是复杂的系统之系统SoS。
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