自2006年美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)研討CPS（信息物理系統(tǒng)）之后，CPS就成為美、德等工業(yè)強(qiáng)國(guó)搶占技術(shù)制高點(diǎn)的優(yōu)先議題，并陸續(xù)作出戰(zhàn)略部署。基于信息物理系統(tǒng)的新型技術(shù)體系，正成為新一代信息技術(shù)革命的最重要潮流。
信息物理系統(tǒng)是推動(dòng)制造業(yè)與互聯(lián)網(wǎng)融合發(fā)展的重要抓手。《中國(guó)制造2025》與《國(guó)務(wù)院關(guān)于深化制造業(yè)與互聯(lián)網(wǎng)融合發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》都要求加強(qiáng)信息物理系統(tǒng)的研發(fā)與應(yīng)用。工信部信軟司指導(dǎo)中國(guó)電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究院，聯(lián)合國(guó)內(nèi)相關(guān)單位，編撰形成了《信息物理系統(tǒng)白皮書(shū)（2017）》。3月1日，安筱鵬副司長(zhǎng)在白皮書(shū)發(fā)布會(huì)上闡述了書(shū)中所凝聚的我國(guó)學(xué)術(shù)界產(chǎn)業(yè)界對(duì)CPS的內(nèi)涵、前景的總體認(rèn)識(shí)，并對(duì)下一步推動(dòng)和發(fā)展CPS的思路作了說(shuō)明。
資源優(yōu)化是目標(biāo)
信息物理系統(tǒng)通過(guò)信息技術(shù)與制造要素的深度融合，構(gòu)建一個(gè)信息空間與物理空間數(shù)據(jù)自動(dòng)流動(dòng)的閉環(huán)賦能體系，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)制造的自主協(xié)調(diào)、智能優(yōu)化和持續(xù)創(chuàng)新，推動(dòng)制造業(yè)與互聯(lián)網(wǎng)融合發(fā)展。總的來(lái)看，要圍繞以下五個(gè)方面建設(shè)信息物理系統(tǒng)。
安筱鵬強(qiáng)調(diào)，制造效率、成本、質(zhì)量是工業(yè)永恒的追求。信息物理系統(tǒng)通過(guò)將研發(fā)設(shè)計(jì)、試驗(yàn)、制造、服務(wù)在虛擬空間的仿真測(cè)試和生產(chǎn)，形成人類認(rèn)識(shí)和改造世界新方法，實(shí)現(xiàn)資源優(yōu)化的新模式。企業(yè)面對(duì)個(gè)性需求帶來(lái)生產(chǎn)批次越來(lái)越多、批量越來(lái)越少的新形勢(shì)，面對(duì)制造環(huán)節(jié)柔性生產(chǎn)、追求零庫(kù)存等新要求，面對(duì)從全局優(yōu)化的新目標(biāo)，面對(duì)從傳統(tǒng)的“試錯(cuò)法”到基于數(shù)字仿真的“模擬擇優(yōu)法”的演變，應(yīng)對(duì)方式就是制造范式的遷移，通過(guò)構(gòu)建制造業(yè)快速迭代、持續(xù)優(yōu)化、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的新方式，重建制造效率、成本和質(zhì)量管控新體系，實(shí)現(xiàn)更短的研發(fā)周期、更低的制造成本、更高的產(chǎn)品質(zhì)量和更好的客戶體驗(yàn)。
數(shù)據(jù)自動(dòng)流動(dòng)是關(guān)鍵
當(dāng)感知無(wú)所不在，連接無(wú)所不在，數(shù)據(jù)一定無(wú)所不在。安筱鵬認(rèn)為，信息物理系統(tǒng)的本質(zhì)就是構(gòu)建一套數(shù)據(jù)自動(dòng)流動(dòng)的運(yùn)行體系，即將正確的數(shù)據(jù)（所承載知識(shí)）、在正確的時(shí)間、傳遞給正確的人和機(jī)器，以信息流帶動(dòng)技術(shù)流、資金流、人才流、物資流，進(jìn)而不斷優(yōu)化制造資源的配置效率。
新一代信息技術(shù)的發(fā)展帶來(lái)最本質(zhì)的變化是實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)全流程、全產(chǎn)業(yè)鏈、全生命周期管理數(shù)據(jù)的可獲取、可分析、可執(zhí)行。這帶來(lái)了數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的服務(wù)，智能互聯(lián)產(chǎn)品正演變?yōu)橐粋€(gè)客戶需求數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)感知的平臺(tái)，演變?yōu)榛趯?shí)時(shí)數(shù)據(jù)的客戶服務(wù)平臺(tái)。帶來(lái)了數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的創(chuàng)新，企業(yè)對(duì)客戶現(xiàn)實(shí)需求和潛在需求的深度挖掘、實(shí)時(shí)感知、快速響應(yīng)、及時(shí)滿足，越來(lái)越依賴于需求-功能-創(chuàng)意-產(chǎn)品鏈條數(shù)據(jù)聯(lián)動(dòng)的速度、節(jié)奏和效率。帶來(lái)了數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的新模式，數(shù)字化模型普遍存在于生產(chǎn)體系各個(gè)環(huán)節(jié)，構(gòu)建了面向設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、運(yùn)營(yíng)、服務(wù)和管理的產(chǎn)品庫(kù)、知識(shí)庫(kù)、專家?guī)欤苌鰝€(gè)性化定制、極少量生產(chǎn)、服務(wù)型制造和云制造等新的生產(chǎn)模式。帶來(lái)了數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的決策，企業(yè)內(nèi)部的橫向集成和企業(yè)間的縱向集成實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的及時(shí)性、完整性、準(zhǔn)確性和可執(zhí)行性，推動(dòng)數(shù)據(jù)-信息-知識(shí)-決策持續(xù)轉(zhuǎn)化，構(gòu)建企業(yè)運(yùn)營(yíng)新機(jī)制。
工業(yè)軟件是核心
工業(yè)軟件是一種以數(shù)據(jù)與指令集合對(duì)知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)、控制邏輯等進(jìn)行固化封裝的數(shù)字化（代碼化）技術(shù)，構(gòu)建了工業(yè)領(lǐng)域中數(shù)據(jù)自動(dòng)流動(dòng)的規(guī)則體系，是業(yè)務(wù)、流程、組織的賦能工具和載體，解決了復(fù)雜制造系統(tǒng)的不確定性、多樣性等問(wèn)題。工業(yè)軟件作為一種工具、要素和載體，為制造業(yè)建立了一套信息空間與物理空間的閉環(huán)賦能體系，實(shí)現(xiàn)了物質(zhì)生產(chǎn)運(yùn)行規(guī)律的模型化、代碼化、軟件化，使制造過(guò)程在虛擬世界實(shí)現(xiàn)快速迭代和持續(xù)優(yōu)化，并不斷優(yōu)化物質(zhì)世界的運(yùn)行。產(chǎn)品設(shè)計(jì)和全生命周期管理軟件（如CAX、PLM等）建立了高度集成的數(shù)字化模型以及研發(fā)工藝仿真體系，生產(chǎn)制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）是企業(yè)實(shí)現(xiàn)縱向整合的核心，聯(lián)通了設(shè)備、原料、訂單、排產(chǎn)、配送等各主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)和生產(chǎn)資源，企業(yè)管理系統(tǒng)（如ERP、WMS、CRM）為企業(yè)的業(yè)務(wù)活動(dòng)進(jìn)行科學(xué)管理，改變了企業(yè)管理模式和管理理念。在網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同生產(chǎn)、個(gè)性化定制、服務(wù)型制造等生產(chǎn)新模式的驅(qū)動(dòng)下，工業(yè)軟件定制化、平臺(tái)化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化已成為工業(yè)軟件巨頭推動(dòng)產(chǎn)品變革的重要方向。
新型能力培育是主線
信息物理系統(tǒng)作為支撐兩化深度融合的一套綜合技術(shù)體系，落到企業(yè)具體實(shí)踐上，其最終目的是打造企業(yè)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代背景下的新型能力。安筱鵬認(rèn)為，歷次技術(shù)進(jìn)步引發(fā)的工業(yè)革命，不僅推動(dòng)了制造范式的變革，也伴隨著企業(yè)核心能力體系的變遷。當(dāng)前，伴隨著制造業(yè)新產(chǎn)品、新需求、新模式的快速發(fā)展，伴隨著制造系統(tǒng)越來(lái)越復(fù)雜及生產(chǎn)全流程不確定性增加，迫切需要CPS系統(tǒng)更廣泛地應(yīng)用和普及。CPS的出現(xiàn)和應(yīng)用，它不僅僅是CPS部件、單元、數(shù)控機(jī)床、智能機(jī)器人、自動(dòng)化生產(chǎn)線的引入，也不僅僅是企業(yè)內(nèi)部的流程再造、組織優(yōu)化，最終都要落實(shí)到企業(yè)核心能力提升上來(lái)，并不斷推動(dòng)從傳統(tǒng)能力拓展到新型能力。因此，企業(yè)推進(jìn)信息物理系統(tǒng)建設(shè)，不能只單純強(qiáng)調(diào)信息技術(shù)的先進(jìn)性，而要圍繞企業(yè)新型能力打造不斷推進(jìn)數(shù)據(jù)、技術(shù)、業(yè)務(wù)流程、組織結(jié)構(gòu)的互動(dòng)創(chuàng)新和持續(xù)優(yōu)化，將技術(shù)的進(jìn)步、組織結(jié)構(gòu)的變革、業(yè)務(wù)流程的優(yōu)化轉(zhuǎn)化成企業(yè)的新型能力，諸如個(gè)性化定制、精益管理、風(fēng)險(xiǎn)管控、供應(yīng)鏈協(xié)同、市場(chǎng)快速響應(yīng)等新型能力，進(jìn)而重構(gòu)企業(yè)生產(chǎn)方式、服務(wù)模式和組織形態(tài)，不斷獲取差異化的可持續(xù)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。
系統(tǒng)解決方案是重點(diǎn)
推動(dòng)信息物理系統(tǒng)的應(yīng)用與發(fā)展既需要核心關(guān)鍵技術(shù)的突破，也需要一批具有廣泛應(yīng)用前景的行業(yè)系統(tǒng)解決方案。美德日等發(fā)達(dá)國(guó)家從各自發(fā)展特點(diǎn)出發(fā)，圍繞信息物理系統(tǒng)的建設(shè)、使用和推廣，組建產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟、研制參考架構(gòu)、研發(fā)共性技術(shù)、建設(shè)試驗(yàn)環(huán)境，逐步摸索出一套方法、路徑和模式，形成了多種解決方案。率先打造基于信息物理系統(tǒng)的成熟、完整、可復(fù)制的解決方案，正成為國(guó)際巨頭競(jìng)爭(zhēng)的制高點(diǎn)和引領(lǐng)行業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展的風(fēng)向標(biāo)。在實(shí)踐中，迫切需要抓住制造資源碎片化、在線化、再重組、再優(yōu)化的機(jī)遇，在打造信息物理系統(tǒng)共性平臺(tái)的基礎(chǔ)上，要圍繞產(chǎn)品、裝備、工具、客戶、供應(yīng)鏈、第三方應(yīng)用等要素的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化，逐步構(gòu)建跨設(shè)備、跨產(chǎn)線、跨車間、跨工廠、跨企業(yè)的信息物理系統(tǒng)解決方案。
聚焦六項(xiàng)重點(diǎn)任務(wù)
信息物理系統(tǒng)是工業(yè)和信息技術(shù)跨界交織、深度融合的新型技術(shù)體系，涉及多技術(shù)、多標(biāo)準(zhǔn)、多領(lǐng)域，需要加大統(tǒng)籌協(xié)調(diào)力度，加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)。測(cè)試驗(yàn)證平臺(tái)是實(shí)現(xiàn)信息物理系統(tǒng)高效適配、安全可靠的關(guān)鍵載體，是整合產(chǎn)業(yè)鏈創(chuàng)新資源的重要手段，是當(dāng)前階段推廣普及信息物理系統(tǒng)的重要抓手。
安筱鵬強(qiáng)調(diào)，當(dāng)前，信息物理系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)仍處在起步期，應(yīng)搶抓機(jī)遇、提早布局、整合資源、重點(diǎn)突破，搶占發(fā)展主動(dòng)權(quán)。當(dāng)前，要將基于CPS的產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)培育和構(gòu)建作為新一輪產(chǎn)業(yè)變革的制高點(diǎn)，將技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展、測(cè)試平臺(tái)建設(shè)、解決方案推廣作為生態(tài)建設(shè)的三大環(huán)節(jié)。具體地，要以加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)，以突破技術(shù)和產(chǎn)業(yè)瓶頸為關(guān)鍵，以強(qiáng)化工業(yè)信息安全為保障，加強(qiáng)國(guó)際合作，通過(guò)搭建測(cè)試驗(yàn)證公共服務(wù)平臺(tái)推進(jìn)相關(guān)技術(shù)應(yīng)用的測(cè)試驗(yàn)證，以面向特定行業(yè)的應(yīng)用示范帶動(dòng)相關(guān)技術(shù)和系統(tǒng)解決方案的產(chǎn)業(yè)化。簡(jiǎn)而言之，就是：加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)、夯實(shí)技術(shù)基礎(chǔ)、推動(dòng)測(cè)試驗(yàn)證、組織試點(diǎn)示范、強(qiáng)化信息安全、深化國(guó)際合作。
來(lái)源：中國(guó)郵電報(bào)
