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将Cyber和Physical融合就是赛博-物理系统,简称CPS。CPS的初始阶段就是我国所讲的工业化和信息化两化融合。当然,随着技术的发展和深入应用,目前叫工业化和信息化两化深度融合。
未来智能制造业
通过通信网络,将工厂内所有设备互联的“智能工厂”就是其中最好的一个体现。德国制造业中的所有行业正在实施该项目有关的研究,并计划为此投入2亿欧元。智能工厂或者“工业4.0”,是从嵌入式系统向信息物理融合系统(CPS)发展的技术进化。作为未来第四次工业革命的代表,工业4.0不断向实现物体、数据以及服务等无缝连接的互联网(物联网、数据网和服务互联网)的方向发展。
工业革命4.0:未来10年,第四次工业革命将步入“分散化”生产的新时代。工业4.0通过决定生产制造过程等的网络技术,实现实时管理。
在未来的智能制造业中,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、应用领域,具有非常重要的意义。因CPS而实现的许多应用,将产生新附加价值链和业务模式。CPS不仅可以降低实际成本,提高能源、时间等的效率,还能降低CO2排放水平,在保护环境上发挥重大作用。
因为CPS的存在,智能工厂的生产系统、产品、资源及处理过程都将具有非常高水平的实时性,同时在资源、成本节约中更具优势。智能工厂将按照重视可持续性的中心原则来设计,因此,服从性、灵活性、自适应性、学习能力、容错能力甚至风险管理都是其中不可或缺的要素。智能工厂设备的高级自动化,主要是由基于自动观察生产过程中CPS生产系统的灵活网络来实现的。通过可实时应对的灵活的生产系统,能够实现生产工程的彻底优化。同时,生产优势不仅仅是在特定生产条件下的一次性体现,还可以实现多家工厂、多个生产单元所形成的世界级网络的最优化。
相对于传统制造工业,以智能工厂为代表的未来智能制造业是一种理想的生产系统,能够智能编辑产品特性、成本、物流管理、安全、信赖性、时间以及可持续性等要素,从而为各个顾客进行最优化的产品制造。这样一种“自下而上”型的生产模式革命,不但能节约创新技术、成本与时间,还拥有培育新市场机会的网络容量。
基于高性能软件的嵌入式系统与融合在数字网络中的专业用户接口之间发生的相互作用,将诞生全新的系统功能性世界。举一个简单的例子,智能手机囊括许多应用和服务,已经远远超出设备本身通话功能。由于全新的划时代应用和服务的提供商将不断涌现,渐渐形成新的价值链,所以,CPS也将对现有业务与市场模式带来范式转变。汽车工业、能源经济,还有包括诸如工业4.0的生产技术的各个工业部门,将同步因这些新价值链发生巨变。
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