項目二

智能制造系統(tǒng)任務四

信息物理系統(tǒng)(CPS)系統(tǒng)智能制造技術(shù)基礎(chǔ)主講：仝源

單位：南京科技職業(yè)學院導入在現(xiàn)代化城市中，交通擁堵現(xiàn)象十分普遍。要想在現(xiàn)存的交通基礎(chǔ)設(shè)施上改善交通擁堵狀況，提高道路的運行效率是行之有效的方法。這時專家學者想到可以結(jié)合計算技術(shù)和網(wǎng)絡技術(shù)，應用信息物理系統(tǒng)（CPS）的理論和設(shè)計方法研究出新一代交通系統(tǒng)。與現(xiàn)有交通系統(tǒng)相比，新一代交通系統(tǒng)具有更大的運輸能力，更少的交通擁擠、油料消耗和廢氣排放，且更安全可靠。那么，什么是信息物理系統(tǒng)（CPS）呢？信息物理系統(tǒng)（CPS）的概念01CPS是一種基于嵌入式技術(shù)與人工智能技術(shù)的智能化信息管理系統(tǒng)，它能將物理空間里面的物理規(guī)律以信息的方式表達出來，即將物理設(shè)備連接到互聯(lián)網(wǎng)上，從而讓整個世界互聯(lián)起來。本質(zhì)上CPS又稱人-機-物融合系統(tǒng)，旨在實現(xiàn)人、機、物的有機融合，進而在時間、空間等方面延伸人的控制。1微觀上2宏觀上3CPS通過在物理系統(tǒng)中嵌入計算與通信內(nèi)核，實現(xiàn)了計算進程與物理系統(tǒng)的一體化。信息物理系統(tǒng)（CPS）的概念01CPS是由運行在不同時間和空間范圍的、分布式的、異構(gòu)的系統(tǒng)組成的動態(tài)混合系統(tǒng)信息物理系統(tǒng)（CPS）的結(jié)構(gòu)層次02

CPS的5C技術(shù)體系架構(gòu)信息物理系統(tǒng)（CPS）的結(jié)構(gòu)層次021．智能連接層智能連接層的核心在于按照活動目標和信息分析的需求進行數(shù)據(jù)采集，但采集的數(shù)據(jù)要有選擇性和有所側(cè)重。智能連接層的工作流程信息物理系統(tǒng)（CPS）的結(jié)構(gòu)層次0202智能分析層可以將來自不同資源的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成可用于實際應用程序的信息，其核心是記憶與分析，并形成自記憶能力。03智能網(wǎng)絡層智能網(wǎng)絡層的實現(xiàn)內(nèi)容包括空間模型的建立和知識發(fā)現(xiàn)與應用體系的建立兩個部分。04智能認知層智能認知層可對所獲得的有效信息進行進一步的分析和挖掘，以做出更加有效、科學的決策活動。05智能配置與執(zhí)行層能夠?qū)Q策信息轉(zhuǎn)化成各個執(zhí)行機構(gòu)的控制邏輯，以產(chǎn)生新的感知并將其傳回智能連接層，從而實現(xiàn)從決策到控制器的直接連接，形成CPS五層架構(gòu)的循環(huán)與迭代成長。信息物理系統(tǒng)（CPS）的結(jié)構(gòu)層次025C體系的目標與技術(shù)信息物理系統(tǒng)（CPS）的應用031．信息物理系統(tǒng)（CPS）的應用領(lǐng)域01分布式能源系統(tǒng)02新一代交通系統(tǒng)03健康醫(yī)療系統(tǒng)信息物理系統(tǒng)（CPS）的應用03信息物理系統(tǒng)（CPS）的應用案例豐田汽車公司在進行軸承健康管理和故障預測的課題研究時，發(fā)現(xiàn)軸承在服役過程中和損壞前均發(fā)生了數(shù)次非常劇烈的振動，對根本原因進行分析后發(fā)現(xiàn)振動的來源是壓縮機自身的喘振現(xiàn)象。為解決這一問題，豐田汽車公司將集成了預測分析工具和智能控制單元的CPS應用于汽車壓縮機的控制系統(tǒng)，使壓縮機具有了在線激流監(jiān)控和優(yōu)化控制能力，從而提升了壓縮機的工作效率信息物理系統(tǒng)（CPS）軟件04捷訊CPS軟件功能模塊CDEF設(shè)備物