劉棣斐　田洪川　劉賀賀

摘要：認(rèn)為信息物理系統(tǒng)（CPS）是傳統(tǒng)自動(dòng)化控制系統(tǒng)和新型信息技術(shù)融合的產(chǎn)物，是工業(yè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)智能制造的必要基礎(chǔ)。在研究智能制造實(shí)施過(guò)程中所面臨的設(shè)備聯(lián)通、信息集成和分析優(yōu)化等需求的基礎(chǔ)上，提出了涵蓋不同層級(jí)的、能夠描述工業(yè)信息物理系統(tǒng)特征的通用架構(gòu)體系，并重點(diǎn)闡述架構(gòu)體系實(shí)施過(guò)程中需要關(guān)注的關(guān)鍵技術(shù)要素。認(rèn)為中國(guó)應(yīng)該把握發(fā)展機(jī)遇，積極布局相關(guān)技術(shù)和應(yīng)用，穩(wěn)步推進(jìn)CPS在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞： 信息物理系統(tǒng)；智能制造；架構(gòu)體系；關(guān)鍵技術(shù)；策略建議

Abstract： Cyber physical system （CPS） is the integration of traditional automation control systems and novel information technologies， and it is the essential foundation for implementing intelligent manufacturing. In this paper， we propose a universal architecture covering different levels to present the features of industrial cyber physical system， and focus on the main technologies that should be concerned during architecture implementation. China should take the development opportunities， and actively arrange related technologies and applications， and steadily promote the application of CPS in the industrial field.

Key words： cyber physical system； intelligent manufacturing； architecture system； main technologies； suggestions

隨著嵌入式系統(tǒng)、自動(dòng)控制技術(shù)和傳感器技術(shù)的深入發(fā)展，以及物聯(lián)網(wǎng)和新型信息技術(shù)的迅速興起，信息物理系統(tǒng)（CPS）[1]應(yīng)運(yùn)而生。CPS的概念最早在2006年由美國(guó)自然基金委提出[2-3]：CPS是一種計(jì)算資源和物理資源緊密結(jié)合和協(xié)作的系統(tǒng)，能通過(guò)計(jì)算智能、通信和控制的深度融合以及相關(guān)技術(shù)的新發(fā)展來(lái)改變我們的世界。此概念一經(jīng)提出，就因其多學(xué)科融合的前沿性和廣闊的應(yīng)用前景而得到廣泛關(guān)注和高度重視。

尤其在工業(yè)領(lǐng)域，德國(guó)“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略[4]、美國(guó)“先進(jìn)制造”戰(zhàn)略[5]和“中國(guó)制造2025”戰(zhàn)略[6]都強(qiáng)調(diào)通過(guò)信息技術(shù)和傳統(tǒng)制造業(yè)的深度融合來(lái)實(shí)現(xiàn)智能制造，而實(shí)現(xiàn)融合的核心則是能夠連接虛擬數(shù)字世界和現(xiàn)實(shí)物理世界的CPS。換而言之，CPS是智能制造的關(guān)鍵技術(shù)，是促進(jìn)工業(yè)化與信息化融合的重要抓手，是當(dāng)前工業(yè)革命戰(zhàn)略布局的主要方向。

盡管目前關(guān)于CPS的定義尚未統(tǒng)一，不同定義所采用的描述方法和關(guān)注重點(diǎn)各不相同[7-9]，但對(duì)于工業(yè)領(lǐng)域來(lái)說(shuō)，CPS可以被視為一個(gè)由嵌入式系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)、軟件、數(shù)據(jù)平臺(tái)等信息要素與生產(chǎn)設(shè)備、傳感器件、操作人員等物理實(shí)體所構(gòu)成的“智能聯(lián)網(wǎng)閉環(huán)系統(tǒng)”。CPS的本質(zhì)是借助先進(jìn)的傳感、通信、計(jì)算和控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程中信息單元和物理實(shí)體在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的高度集成和交互，構(gòu)建從數(shù)據(jù)感知到數(shù)據(jù)處理的自下而上的信息流和從分析決策到精準(zhǔn)執(zhí)行的自上而下的控制流[10]，最終達(dá)到自主協(xié)調(diào)、效率提升、性能優(yōu)化和安全保障的智能制造目標(biāo)。

文章中面向工業(yè)領(lǐng)域的CPS，我們重點(diǎn)研究如下幾個(gè)方面內(nèi)容：（1）分析在智能制造實(shí)施過(guò)程中CPS所能解決的關(guān)鍵問(wèn)題；（2）提出一個(gè)涵蓋企業(yè)不同層級(jí)的，能夠描述工業(yè)領(lǐng)域CPS應(yīng)用特征的通用架構(gòu)體系，并分析架構(gòu)體系中所涉及的關(guān)鍵技術(shù)要素；（3）針對(duì)典型企業(yè)應(yīng)用案例進(jìn)行剖析，展示CPS在智能制造領(lǐng)域中的應(yīng)用模式和具體場(chǎng)景；（4）中國(guó)推進(jìn)工業(yè)領(lǐng)域CPS實(shí)施應(yīng)用的策略和方法。

1 CPS解決的問(wèn)題

智能制造是對(duì)基于新一代信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)信息深度感知、智能優(yōu)化決策和精準(zhǔn)控制執(zhí)行功能的制造過(guò)程和生產(chǎn)模式的總稱(chēng)。實(shí)施智能制造能有效地縮短產(chǎn)品研制的周期，提高生產(chǎn)效率，提升產(chǎn)品質(zhì)量，同時(shí)降低成本和消耗。

但是，在當(dāng)前智能制造的實(shí)施過(guò)程中，制造業(yè)仍面臨不少問(wèn)題亟需解決。在工業(yè)領(lǐng)域開(kāi)展CPS研究和應(yīng)用，則能夠有效解決這些問(wèn)題。

（1）CPS能夠解決當(dāng)前工業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)、裝備數(shù)據(jù)和產(chǎn)品數(shù)據(jù)采集的完整性、及時(shí)性和準(zhǔn)確性問(wèn)題。由于傳感器部署不足，裝備智能化水平低等因素制約，當(dāng)前工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)采集存在著數(shù)據(jù)量不夠，數(shù)據(jù)類(lèi)型不豐富，數(shù)據(jù)精度不高等問(wèn)題，無(wú)法形成支撐高級(jí)分析和智能優(yōu)化的底層海量數(shù)據(jù)源。CPS能夠借助先進(jìn)的嵌入式系統(tǒng)和傳感器技術(shù)，增強(qiáng)對(duì)底層數(shù)據(jù)的采集能力，支撐工業(yè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)智能深度感知。

（2）CPS能夠解決當(dāng)前工業(yè)信息的橫向和縱向集成問(wèn)題。受制于數(shù)據(jù)接口標(biāo)準(zhǔn)的不統(tǒng)一，數(shù)據(jù)運(yùn)營(yíng)的相對(duì)孤立封閉，以及數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)的異構(gòu)問(wèn)題，工業(yè)數(shù)據(jù)難以實(shí)現(xiàn)橫向集成。而工業(yè)數(shù)據(jù)的縱向集成則主要受制于企業(yè)管理層和生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)層之間的網(wǎng)絡(luò)隔離和企業(yè)內(nèi)部尚未形成統(tǒng)一化網(wǎng)絡(luò)接口，導(dǎo)致生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的管理平臺(tái)間無(wú)法實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的雙向傳遞。CPS可以通過(guò)構(gòu)建新型工業(yè)數(shù)據(jù)集成平臺(tái)，能夠按照統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)對(duì)不同來(lái)源和不同類(lèi)型數(shù)據(jù)進(jìn)行集成處理，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的橫向、縱向連通和共享。

（3）CPS能夠解決當(dāng)前工業(yè)數(shù)據(jù)計(jì)算分析能力和應(yīng)用能力不足的問(wèn)題。一方面，現(xiàn)有工業(yè)計(jì)算工具和分析方法長(zhǎng)期停滯在較為初級(jí)的水平；另一方面，當(dāng)前工業(yè)大數(shù)據(jù)分析的應(yīng)用能力不足，無(wú)法基于海量的工業(yè)數(shù)據(jù)形成更深層次的運(yùn)營(yíng)決策優(yōu)化、生產(chǎn)效率優(yōu)化和設(shè)備運(yùn)行優(yōu)化等。CPS能夠提供數(shù)據(jù)分析應(yīng)用軟件并打造新型工業(yè)數(shù)據(jù)分析平臺(tái)，從而提升對(duì)工業(yè)數(shù)據(jù)的計(jì)算分析水平，促進(jìn)行業(yè)內(nèi)的生產(chǎn)智能化應(yīng)用。

在解決上述3個(gè)問(wèn)題的基礎(chǔ)上，CPS的深入應(yīng)用還可以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的全面優(yōu)化，例如基于工業(yè)裝備和產(chǎn)品的監(jiān)測(cè)控制感知和分析反饋，實(shí)現(xiàn)能夠提升效率的企業(yè)資產(chǎn)優(yōu)化，以及基于大數(shù)據(jù)分析決策，實(shí)現(xiàn)能夠創(chuàng)造服務(wù)新價(jià)值的運(yùn)營(yíng)優(yōu)化等。

2 CPS的架構(gòu)體系和關(guān)鍵

技術(shù)

2.1 企業(yè)實(shí)施CPS的架構(gòu)體系

從定義可知，CPS中既包含物理實(shí)體又包含信息要素，對(duì)應(yīng)到企業(yè)或工廠之中，就囊括了從生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)控制、運(yùn)營(yíng)管理、企業(yè)管理到企業(yè)外部服務(wù)的不同層級(jí)。一個(gè)通用的企業(yè)CPS實(shí)施架構(gòu)就是由這些層級(jí)中的相關(guān)實(shí)體要素和功能要素以及它們之間的相互關(guān)系共同構(gòu)成的，如圖1所示。

架構(gòu)體系中的物理實(shí)體部分位于最底層，由企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)控制層中的含有傳感器、控制器和執(zhí)行器的各類(lèi)生產(chǎn)設(shè)備構(gòu)成。它們是整個(gè)信息物理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)環(huán)境感知的數(shù)據(jù)采集源頭，也是與物理世界進(jìn)行交互的決策執(zhí)行終點(diǎn)。而架構(gòu)體系中的信息要素部分則覆蓋了更廣泛的范圍，從生產(chǎn)控制層的分布式控制系統(tǒng)到運(yùn)營(yíng)管理層的虛擬仿真軟件和制造執(zhí)行系統(tǒng)，再到企業(yè)管理層的各類(lèi)信息化業(yè)務(wù)系統(tǒng)以及更高層次的企業(yè)外大數(shù)據(jù)應(yīng)用服務(wù)，來(lái)自底層的數(shù)據(jù)信息在不同層級(jí)間傳遞、處理和分析，形成相應(yīng)的決策結(jié)果并反饋到物理實(shí)體去執(zhí)行。另外，為了保證信息的連通性和安全性，在架構(gòu)體系中還應(yīng)該貫穿始終地關(guān)注網(wǎng)絡(luò)連通和安全防護(hù)兩部分內(nèi)容。

另外，在圖1中還展示出了架構(gòu)體系中所包含的3種類(lèi)型的CPS：首先是結(jié)合嵌入式系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)感知、計(jì)算、決策和執(zhí)行能力集成的單個(gè)信息物理設(shè)備，例如新一代的智能工業(yè)機(jī)器人；其次是利用網(wǎng)絡(luò)連接各類(lèi)物理設(shè)備（可包括單個(gè)信息物理設(shè)備）和分析軟件以實(shí)現(xiàn)智能閉環(huán)控制的信息物理系統(tǒng)，例如車(chē)間內(nèi)的分布式控制系統(tǒng)和智能物流配送系統(tǒng)；最后是由不同信息物理系統(tǒng)通過(guò)信息連接和行為交互實(shí)現(xiàn)協(xié)同的“系統(tǒng)的系統(tǒng)”，例如一個(gè)容納了各類(lèi)智慧業(yè)務(wù)系統(tǒng)的智能工廠。

2.2 實(shí)現(xiàn)CPS的關(guān)鍵技術(shù)

（1）工業(yè)設(shè)備智能化技術(shù)

在工業(yè)領(lǐng)域，信息系統(tǒng)與物理系統(tǒng)交互的基礎(chǔ)是智能化的工業(yè)設(shè)備，包括傳感器、執(zhí)行器、可編程邏輯控制器（PLC）等。實(shí)現(xiàn)設(shè)備智能化的關(guān)鍵依托是嵌入式技術(shù)，既包括傳統(tǒng)的實(shí)時(shí)嵌入式系統(tǒng)，又包括新興的物聯(lián)網(wǎng)嵌入式系統(tǒng)和設(shè)備廠商的自定義嵌入式系統(tǒng)。利用嵌入式技術(shù)實(shí)現(xiàn)工業(yè)設(shè)備的集成化，使其在數(shù)據(jù)采集、計(jì)算處理和指令響應(yīng)等方面的功能得到持續(xù)增強(qiáng)。

（2）工業(yè)軟件智能化技術(shù)

工業(yè)軟件是信息物理系統(tǒng)中構(gòu)建信息世界的載體，包括設(shè)計(jì)研發(fā)、生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)和企業(yè)管理等各類(lèi)工具軟件。工業(yè)軟件智能化是指實(shí)現(xiàn)軟件的云端化、集成化和仿真化，例如依托云平臺(tái)構(gòu)建軟件即服務(wù)（SaaS）以大幅降低企業(yè)信息化成本；以企業(yè)資源計(jì)劃（ERP）為中心實(shí)施管理軟件集成化來(lái)提升系統(tǒng)間的互操作能力；能夠覆蓋產(chǎn)品設(shè)計(jì)到制造全流程的仿真建模和虛擬運(yùn)行實(shí)現(xiàn)從信息世界到物理世界的優(yōu)化等。

（3）數(shù)據(jù)集成和分析技術(shù)

數(shù)據(jù)的集成和分析是信息物理系統(tǒng)決策生成的關(guān)鍵。當(dāng)前的數(shù)據(jù)集成和分析主要實(shí)現(xiàn)方法有工業(yè)云平臺(tái)、大數(shù)據(jù)平臺(tái)以及相應(yīng)的大數(shù)據(jù)分析軟件，主要涉及大容量存儲(chǔ)、高速處理芯片、海量異構(gòu)數(shù)據(jù)的組織和融合，以及基于模型和迭代分析的數(shù)據(jù)處理和分析等技術(shù)。通過(guò)數(shù)據(jù)的集成和分析來(lái)促進(jìn)企業(yè)能力的提升，并形成智能制造的開(kāi)放生態(tài)系統(tǒng)。

（4）高性能網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)

網(wǎng)絡(luò)是信息物理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)泛在連接的核心支撐。高性能網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)要解決不確定信息信號(hào)、異構(gòu)系統(tǒng)模塊的實(shí)時(shí)可靠通信與處理問(wèn)題。從實(shí)時(shí)通信的技術(shù)構(gòu)成來(lái)看，可以分為有線網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)和工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的藍(lán)牙、WiFi、Zigbee等近場(chǎng)通信技術(shù)和LTE/5G移動(dòng)通信技術(shù)；從互聯(lián)互通的技術(shù)構(gòu)成來(lái)看，包括異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)、異構(gòu)系統(tǒng)集成和跨平臺(tái)互通等技術(shù)。

（5）安全防護(hù)技術(shù)

安全防護(hù)是信息物理系統(tǒng)的本質(zhì)要求。安全防護(hù)核心技術(shù)主要涉及工業(yè)以太網(wǎng)入侵檢測(cè)技術(shù)、兼容多類(lèi)型嵌入式系統(tǒng)的安全防護(hù)技術(shù)、適合工業(yè)安全隔離要求的現(xiàn)場(chǎng)認(rèn)證與密碼技術(shù)、面向工業(yè)協(xié)議和工業(yè)設(shè)備的漏洞挖掘技術(shù)等。

3 CPS應(yīng)用案例分析

當(dāng)前，工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)有越來(lái)越多的企業(yè)開(kāi)始進(jìn)行CPS的探索和應(yīng)用，并在不同的應(yīng)用場(chǎng)景中形成了一批具有代表性和示范性的應(yīng)用成果。

（1）信息物理設(shè)備——ABB人機(jī)協(xié)作機(jī)器人

ABB于2015年正式推出了代號(hào)為YuMi的人機(jī)協(xié)作機(jī)器人以滿足電子消費(fèi)品行業(yè)對(duì)柔性和靈活制造的需求[11]。相比于傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人而言，YuMi最大的特點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)了與人類(lèi)的近距離協(xié)作。這得首先得益于機(jī)器視覺(jué)和新型力傳感器的應(yīng)用，使得YuMi具備了視覺(jué)和觸覺(jué)，大大提升了它對(duì)周邊環(huán)境的感知能力。在環(huán)境信息獲取的基礎(chǔ)上，嵌入式安全系統(tǒng)和智能控制算法的應(yīng)用則賦予了YuMi“思考”和“決策”的能力，能夠自動(dòng)適應(yīng)環(huán)境變化并進(jìn)行安全的軌跡規(guī)劃。最后，借助一流的精密運(yùn)動(dòng)控制部件，YuMi能夠精確靈活地執(zhí)行自身所做出的“決策”，從而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程中的人機(jī)協(xié)作。新型傳感器技術(shù)、嵌入式技術(shù)、智能算法和控制技術(shù)的集成促進(jìn)機(jī)器人外部物理現(xiàn)實(shí)環(huán)境和內(nèi)部信息分析決策空間的深度融合，使人機(jī)協(xié)作機(jī)器人表現(xiàn)出典型的信息物理設(shè)備特征。

（2）信息物理系統(tǒng)——GE航空發(fā)動(dòng)機(jī)的預(yù)測(cè)性維護(hù)系統(tǒng)

美國(guó)GE公司在出廠的航空發(fā)動(dòng)機(jī)中布置了大量傳感器以實(shí)現(xiàn)飛行過(guò)程中發(fā)動(dòng)機(jī)工作數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集，具備了對(duì)物理世界的感知能力；通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳回GE自身推出的工業(yè)數(shù)據(jù)集成和分析平臺(tái)Predix，然后基于大量歷史數(shù)據(jù)的積累來(lái)尋找規(guī)律，通過(guò)數(shù)據(jù)擬合和建模的方法判斷發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行趨勢(shì)，進(jìn)而制訂出精準(zhǔn)的預(yù)測(cè)性維護(hù)策略[12]，具備了信息世界中的分析決策能力；最后根據(jù)決策結(jié)果進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)的維護(hù)工作，有效增加發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行時(shí)間、降低維護(hù)成本并提高安全性，具備信息世界對(duì)物理世界的優(yōu)化能力。在預(yù)測(cè)性維護(hù)系統(tǒng)中，互聯(lián)互通網(wǎng)絡(luò)是基礎(chǔ)，Predix平臺(tái)中的數(shù)據(jù)分析軟件是核心，形成了從感知、決策到執(zhí)行閉環(huán)的信息物理系統(tǒng)。

（3）“系統(tǒng)的系統(tǒng)”——西門(mén)子安貝格工廠

在德國(guó)西門(mén)子公司的安貝格電子制造工廠中，智能物流配送系統(tǒng)利用射頻識(shí)別（RFID）實(shí)現(xiàn)物料信息識(shí)別并將信息傳遞到中央物流區(qū)，經(jīng)過(guò)分析處理后能夠準(zhǔn)確地將相關(guān)物流進(jìn)行配送；生產(chǎn)管理系統(tǒng)基于SIMATIC平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)狀態(tài)的實(shí)時(shí)展示并利用統(tǒng)一的分析管理工具對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中每個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)控制；質(zhì)量管控系統(tǒng)則借助實(shí)時(shí)在線的質(zhì)量檢測(cè)和進(jìn)一步的相關(guān)性分析來(lái)降低產(chǎn)品的缺陷率。這些不同場(chǎng)景中的信息物理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了信息的交互和各類(lèi)資源的合理分配，并對(duì)工廠中物理實(shí)體進(jìn)行高效實(shí)施控制，共同構(gòu)建出“系統(tǒng)的系統(tǒng)”式的智能工廠，生產(chǎn)效率提升至每秒鐘就能生產(chǎn)一個(gè)產(chǎn)品，產(chǎn)品合格率高達(dá)99.9988%[13]。

4 工業(yè)CPS應(yīng)用的推進(jìn)策略

相比于其他國(guó)家，中國(guó)工業(yè)領(lǐng)域的CPS研究和應(yīng)用雖然仍處于起步階段，但并未存在明顯差距。因此，中國(guó)應(yīng)該把握機(jī)遇，積極布局相關(guān)技術(shù)和應(yīng)用，穩(wěn)步推進(jìn)CPS在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，搶占新一輪工業(yè)革命的制高點(diǎn)。總體思路上，中國(guó)應(yīng)以突破關(guān)鍵軟硬件技術(shù)為基礎(chǔ)，構(gòu)建綜合標(biāo)準(zhǔn)化體系為主線，開(kāi)展行業(yè)內(nèi)應(yīng)用試點(diǎn)示范為牽引。

在突破關(guān)鍵技術(shù)方面，可借鑒美國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟（IIC）的經(jīng)驗(yàn)[14-15]，以企業(yè)為主體聯(lián)合相關(guān)研究機(jī)構(gòu)，通過(guò)聯(lián)合體的方式整合產(chǎn)學(xué)研用資源，共同搭建測(cè)試驗(yàn)證平臺(tái)，開(kāi)展嵌入式系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)分析、高端工業(yè)軟件、工業(yè)以太網(wǎng)和安全防護(hù)等方面的研究與驗(yàn)證。在加強(qiáng)基礎(chǔ)共性理論和技術(shù)研究力度的基礎(chǔ)上，通過(guò)搭建模擬仿真驗(yàn)證環(huán)境，開(kāi)展各項(xiàng)技術(shù)的測(cè)試驗(yàn)證服務(wù)，推動(dòng)相關(guān)技術(shù)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，培養(yǎng)應(yīng)用型技術(shù)人才。借助測(cè)試驗(yàn)證平臺(tái)對(duì)信息物理系統(tǒng)研究的催化作用，提升底層計(jì)算和控制能力，提升數(shù)據(jù)分析和軟件工具應(yīng)用能力，提升工業(yè)網(wǎng)絡(luò)性能和系統(tǒng)安全水平。

在綜合化標(biāo)準(zhǔn)體系中應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注6類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)：

（1）總體標(biāo)準(zhǔn)，包括信息物理系統(tǒng)術(shù)語(yǔ)、參考模型、總體架構(gòu)等；

（2）平臺(tái)和軟件標(biāo)準(zhǔn)，包括平臺(tái)架構(gòu)、軟件架構(gòu)和質(zhì)量評(píng)價(jià)等；

（3）數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，包括數(shù)據(jù)接口、標(biāo)識(shí)和存儲(chǔ)管理等；

（4）網(wǎng)絡(luò)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，包括網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)、新型標(biāo)識(shí)解析等；

（5）安全標(biāo)準(zhǔn)，包括安全管理、監(jiān)測(cè)、評(píng)估和智能裝備安全保障等；

（6）系統(tǒng)實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)，包括系統(tǒng)的研發(fā)設(shè)計(jì)、集成實(shí)施、運(yùn)行維護(hù)等。在標(biāo)準(zhǔn)體系的構(gòu)建過(guò)程中，應(yīng)通過(guò)推動(dòng)成立信息物理系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)推進(jìn)聯(lián)盟的方法來(lái)充分調(diào)動(dòng)各方積極性，尋求標(biāo)準(zhǔn)“最大公約數(shù)”，加速相關(guān)成果的落地實(shí)施。

行業(yè)應(yīng)用試點(diǎn)示范是牽引技術(shù)應(yīng)用測(cè)試和標(biāo)準(zhǔn)體系建立的有效手段，應(yīng)從特定行業(yè)選擇、特定應(yīng)用場(chǎng)景兩個(gè)角度來(lái)考慮試點(diǎn)示范工作的推進(jìn)思路：一是在工控自動(dòng)化基礎(chǔ)較好、虛擬仿真應(yīng)用成熟、工業(yè)大數(shù)據(jù)分析需求迫切的重點(diǎn)行業(yè)，如鋼鐵、石化、機(jī)械、汽車(chē)、航空、電子等行業(yè)，組織開(kāi)展新型嵌入式工業(yè)控制系統(tǒng)、工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺(tái)、高端工業(yè)軟件三大核心技術(shù)應(yīng)用試點(diǎn)示范；二是以智能車(chē)間的生產(chǎn)過(guò)程智能控制、智能工廠的研發(fā)運(yùn)營(yíng)虛擬仿真、智慧園區(qū)的企業(yè)間協(xié)同制造為重點(diǎn)，開(kāi)展信息物理系統(tǒng)應(yīng)用場(chǎng)景試點(diǎn)示范。

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