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CPS信息物理融合系统简介

产业政策：

《中国制造2025》提出，“基于信息物理系统的智能装备、智能工厂等智能制造正在引领制造方式变革”，要围绕控制系统、工业软件、工业网络、工业云服务和工业大数据平台等，加强信息物理系统的研发与应用。

《国务院关于深化制造业与互联网融合发展的指导意见》提出，“构建信息物理系统参考模型和综合技术标准体系，建设测试验证平台和综合验证试验床，支持开展兼容适配、互联互通和互操作测试验证。”

具体概念：

信息物理系统（CPS, Cyber-Physical Systems）是一个综合计算、网络和物理环境的多维复杂系统，通过3C（Computer、Communication、Control）技术的有机融合与深度协作，实现大型工程系统的实时感知、动态控制和信息服务。CPS实现计算、通信与物理系统的一体化设计，可使系统更加可靠、高效、实时协同，是工业4.0、工业互联网以及中国智能制造2025的核心技术。

CPS的本质是构建一套信息空间与物理空间之间基于数据自动流动的状态感知、实时分析、科学决策、精准执行的闭环赋能体系，解决生产制造过程中的复杂性和不确定性问题，实现资源优化。

体系架构：

CPS作为支撑两化深度融合的综合技术体系，典型特征是通过异构集成为各环节的深度融合打通交互通道，实现数据在信息空间与物理空间的自动流动。

目前国内外对CPS标准的研究还处于起步阶段，有待解决的核心问题是解决互联互通、异构集成、互操作等复杂技术问题。

发展趋势：

信息物理系统（Cyber-Physical Systems，CPS）是支撑信息化和工业化深度融合的综合技术体系，在世界主要国家纷纷发布制造业转型升级、“再工业化”战略的驱动下，发展CPS已成为支撑和引领全球制造业新一轮技术革命和产业革命的重要举措。

智能网联汽车信息物理系统发展趋势

2025年

确立中国方案智能网联汽车发展战略，形成跨部门协同管理机制；

PA、CA级智能网联汽车销量占当年汽车总销量的比例超过50%，HA级智能网联汽车开始进入时长，C-V2X终端新车装配率达50%；

网联协同感知技术在高速公路、城市道路节点和封闭区域成熟应用，具备网联协同决策功能的车辆进入市场。HA级智能网联汽车实现限定区域和特定场景商业化应用。

2030年：

中国方案智能网联汽车成为国际汽车发展体系重要组成部分；

PA、CA级智能网联汽车销量占当年汽车总销量的比例超过70%，HA级车辆占比达20%，C-V2X终端新车装配基本普及；

具备车路云一体化协同决策与控制功能的车辆进入市场，HA级智能网联汽车在高速公路广泛应用，在部分城市道路规模化应用。

2035年：

中国方案智能网联汽车产业体系更加完善，与智能交通、智慧城市产业生态深度融合，打造共享和谐、绿色环保、互联高效、智能安全的智能社会，支撑我国实现汽车强国、步入汽车社会，各类网联式高度自动驾驶车辆广泛运行于中国广大地区。

6大核心技术： 协议包装器：协议包装器负责将异构协议进行统一标准化封装 管理壳模型：管理壳信息模型负责建立统一的信息交换标准 参数化适配模型：参数化适配器模型负责建立与异构系统的接入通道 数字孪生模型：数字孪生模型负责在数字空间建立物理设备、产线的数字映射 信息交换模型：信息交换模型是工业互联网消息交换的报文标准 联邦互联技术：联邦互联技术是实现分层互联目标的具体模型

CPS融通互联引擎体系由应用层、网络层、平台层、融通层和基础层组成：

1) 应用层为IT、OT多源异构系统，是CPS融通互联平台互联互通、互操作的连接对象；

2) 网络层将IT域/OT域/互联网域上的多源异构系统通过分层互联模型的分层互联能力，实现物理连接多源异构系统的分层连接；

3) 平台层由工业要素标识解析、设备服务总线、应用服务总线和开放服务总线构成，以融通层为支撑负责实现融通互联引擎中对外提供的管理平台和运行环境；

4)融通层是整个融通互联引擎的核心，主要用于平台层工业要素标识解析、设备服务总线、应用服务总线和开放服务总线功能的逻辑运算的能力实现，并通过定义的融通互联模型完成互联互通、互操作计算逻辑的处理：

a)参数化协议适配器模型：参数化协议适配器是对异构系统的接口协议进行统一封装转换的逻辑，将多源异构系统间访问的差异性进行规避；

b)信息管理壳模型：管理壳是虚拟的信息模型定义，管理壳信息模型决定了通过包装器发布服务的报文标准格式，定义了消息报文数据结构；

c)协议包装器模型：协议包装器是对已有IT系统、OT系统、硬件功能的能力封装，并对其提供的服务抽象化的信息结构，通过协议包装器三个组件的组合形成抽象的能力发布；

d)信息交换模型：针对多源异构系统交易的报文，通过信息交换模型中标准的语义、语境和语法的封装，解耦多源异构系统间访问的复杂程度。

4) 基础层内含有丰富的基础平台技术框架资源，其具体包含消息队列、消息流引擎、容器服务组件等相关的技术，是实现平台层工业要素标识解析、设备服务总线、应用服务总线和开放服务总线使用的技术。

应用场景：

广泛应用于现代工业制造、智能网联汽车、工业互联网、智慧城市、智慧物流、智慧医疗、智慧政务等场景，解决IT域ERP/PLM/MES等信息系统、OT域相关生产设施/设备和互联网域云端应用间互联互通的智慧连接问题，显著降低企业数字化互联成本，同时作为企业构建CPS应用的核心技术底座，助力企业向智能制造转型。

关键特性：

斯欧面向工业互联、智能制造时代推出CPS 融通互联平台，其具备自主知识产权且符合国家标准。

具备以下关键特性：

语言智能：支持不同设备和系统间通信协议的兼容适配和自动转换，实现互联互通和异构集成； 语义智能：支持信息交互过程中工业要素的智能识别和解析，实现互操作； 数据智能：支持工业数据的自动累积和智能标识，实现大数据智能分析。

产品构成：

应用服务总线（ASB）：用于对接IT域的各类信息系统 主要通过 webservice、REST API、MQ、DB、FTP等IT 层面的协议，将工厂系统和数据发布为一个虚拟的数据服务层，便于实现异构系统的数据集成和数据交换 开放服务总线（OSB）：用于对接跨网域的云端应用及外部系统 主要通过webservice、REST API协议，将企业内部各个系统的数据发布为外网可以访问的服务，便于移动端应用APP 调用，同时实现数据的安全性管理 设备服务总线（devBus）：用于对接OT域的生产设备，进行数据采集和边缘计算 主要通过Modbus，OPC UA ,MQTT等协议采集OT 层面的数据，定义产线、设备的数字孪生体模型，数据感知计算，形成数据湖，并把数据发布为标准的 REST API，供应用系统，BI分析使用 工业要素标识解析（MDM）：用于将IT域或OT域中的要素对象信息，进行标识管理解析服务 对工厂涉及到的工业要素：人、机、料、法、环等进行标准的定义和标识解析，便于用统一的标识为生产过程中产生的数据打标签，以便于能够对数据进行溯源