信息物理系統(tǒng)

第五章信息物理系統(tǒng)5.1

信息物理系統(tǒng)概述5.2信息物理系統(tǒng)的實現(xiàn)5.3研究展望5.4案例高級人工智能人才培養(yǎng)叢書之一of311習(xí)題5.5實驗5.1信息物理系統(tǒng)概述第五章信息物理系統(tǒng)of312信息物理系統(tǒng)是集計算、通信與控制于一體的智能系統(tǒng)，信息物理系統(tǒng)通過人機交互接口實現(xiàn)和物理進程的交互，通過網(wǎng)絡(luò)空間以遠程的、可靠的、實時的、安全的、協(xié)作的方式操控一個物理實體。在實際應(yīng)用中，信息物理系統(tǒng)是構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)空間與物理空間之間基于數(shù)據(jù)自動流轉(zhuǎn)的狀態(tài)感知、實時分析、科學(xué)決策、精準執(zhí)行的閉環(huán)系統(tǒng)，可以解決生產(chǎn)制造、應(yīng)用過程中的復(fù)雜性和不確定性問題，提高資源配置效率，實現(xiàn)資源優(yōu)化，提高生產(chǎn)效率，提升產(chǎn)能。其中，狀態(tài)感知通過傳感器感知系統(tǒng)中設(shè)備的運行狀態(tài)，實時分析通過軟件系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)可視化，科學(xué)決策通過大數(shù)據(jù)平臺實現(xiàn)異構(gòu)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的流轉(zhuǎn)并以數(shù)據(jù)支撐決策，精準執(zhí)行通過控制器、執(zhí)行器等硬件實現(xiàn)對決策的響應(yīng)，這些功能的實現(xiàn)依賴于一個實時、可靠、安全的網(wǎng)絡(luò)。人們把這一閉環(huán)系統(tǒng)概括為“一硬”（感知和自動控制）、“一軟”（工業(yè)軟件）、“一網(wǎng)”（工業(yè)網(wǎng)絡(luò)）、“一平臺”（工業(yè)云和智能服務(wù)平臺）。5.1信息物理系統(tǒng)概述5.1.1信息物理系統(tǒng)的概念5.1信息物理系統(tǒng)概述第五章信息物理系統(tǒng)of313海量運算是信息物理系統(tǒng)接入設(shè)備的基本特征，因此接入設(shè)備通常具有強大的計算能力。從計算性能的角度出發(fā)，一些高端的信息物理系統(tǒng)應(yīng)用要求較高的計算能力，物聯(lián)網(wǎng)中的終端設(shè)備不具備控制和自治能力，通信大都發(fā)生在終端設(shè)備與服務(wù)器之間，終端設(shè)備之間無法進行協(xié)同，因此物聯(lián)網(wǎng)可以看作信息物理系統(tǒng)的一種簡約應(yīng)用。在物聯(lián)網(wǎng)中，采用短距離通信技術(shù)（如藍牙）或遠距離通信技術(shù)（如NB-IoT）實現(xiàn)終端設(shè)備和平臺之間的通信。5.1信息物理系統(tǒng)概述5.1.2信息物理系統(tǒng)的特征1.海量運算5.1信息物理系統(tǒng)概述第五章信息物理系統(tǒng)of314感知在信息物理系統(tǒng)中十分重要。自然界中物理量的變化基本上是連續(xù)的，是模擬量，而信息空間數(shù)據(jù)則具有離散性的特征。從物理空間到信息空間的信息流轉(zhuǎn)，首先必須通過傳感器將物理量轉(zhuǎn)換成模擬量，再通過A/D（模擬/數(shù)字）轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，成為信息空間所能識別的數(shù)據(jù)格式?；诖耍瑐鞲衅骶W(wǎng)絡(luò)也可作為信息物理系統(tǒng)的組成部分。5.1信息物理系統(tǒng)概述5.1.2信息物理系統(tǒng)的特征2.感知信托是依照一定的目的,將自己的財產(chǎn)、資金委托他人代為管理和處理的行為。信托行為是以設(shè)定信托為目的而發(fā)生的一種法律上的行為,是合法設(shè)定信托的行為。信托關(guān)系是因人們的信托行為建立起來的相互間的特定關(guān)系。

本章導(dǎo)讀本章學(xué)習(xí)目標

掌握信托設(shè)立的構(gòu)成要素。理解受托人的權(quán)利、義務(wù)、資格和地位。理解委托人的權(quán)利、義務(wù)、資格。理解受益人的權(quán)利、義務(wù)、資格。第一節(jié)信托設(shè)立的構(gòu)成要素

一、信托行為(一)信托行為。信托行為是指以信托為目的的法律行為?；蛘哒f是合法地設(shè)定信托的行為。(二)信托約定信托約定是信托行為的依據(jù)，即信托關(guān)系的成立必須有相應(yīng)的信托關(guān)系文件作保證。約定的方式有：1.信托合同（信托契約）。即由委托人和受托人之間書面簽署的信托證明。2.個人遺囑。一般是指委托人個人的行為，不需要簽訂信托合同。如果遺囑指定的受托人不同意接管，則由法院指定其他人為受托人。3.信托宣言。依信托宣言所形成的信托稱為宣言信托，這種宣言信托通常由財產(chǎn)所有人自己發(fā)表宣言，自某時起其財產(chǎn)專為某人即受益人謀利益，但仍以自己來管理財產(chǎn)并以自己為委托人，這種信托關(guān)系是委托人和受托人同為一人。4.法院命令。是以法律規(guī)定信托行為的成立。5.協(xié)議章程。以協(xié)議章程的形式而形成的信托關(guān)系。.二、信托目的(一)合法的信托目的。信托合法的目的有：以財產(chǎn)轉(zhuǎn)移為目的（如遺囑信托、公益信托等）、以財產(chǎn)保管為目的、以財產(chǎn)增值為目的、以代辦事務(wù)為目的、以食利為目的等。(二)非法的信托目的。法律常規(guī)定某些信托行為是非法的，究其根本該信托目的是非法的。.三、信托主體(一)委托人委托人就是進行信托的人，亦即通常所說的信托財產(chǎn)的所有人。在法律上，委托人的資格沒有專門規(guī)定。一般來講，凡具有簽訂合同能力的人不問其國籍等都可以成為委托人。(二)受益人由于受益人不是簽訂信托合同的當事人，因此，他無須具備有行為能力的條件。法律上對受益人的資格沒有專門規(guī)定，凡是具備權(quán)利能力的人都可以擔當。(三)受托人受托人必須由具有法律上的完全民事行為能力的自然人或法人擔任，不具備法律上的行為能力的人。從要求上看，受托人的資格比起委托人和受益人的資格要嚴格得多，比代理人的資格也要嚴格。四、信托客體(一)信托財產(chǎn)的范圍信托財產(chǎn)的具體范圍，不同的國家有不同的規(guī)定，即使在同一國家，不同時期、不同法律所作的規(guī)定也不盡一致。(二)信托財產(chǎn)的特性1.轉(zhuǎn)讓性。2.獨立性。3.有限性。(三)信托財產(chǎn)的管理1.分別管理。2.信托公告。五、信托報酬信托作為經(jīng)濟行為，必然帶來收益分配問題，這就產(chǎn)生了信托報酬。信托報酬是指受托人承辦信托業(yè)務(wù)所取得的報酬，它通常是按信托財產(chǎn)或信托收益的一定比率計算的。信托報酬可以向受益人收取，也可以從信托財產(chǎn)中提取，均依信托合同而定。

六、信托結(jié)束信托的結(jié)束是指信托行為的終止。信托不因委托人或者受托人的死亡、喪失民事行為能力、依法解散、被依法撤消或者被宣告破產(chǎn)而終止，也不因受托人的辭任而終止。但信托文件等另有規(guī)定的除外。有下列情形之一的，信托將終止：(1)信托文件規(guī)定的終止事由發(fā)生；(2)信托的存續(xù)違反信托目的；(3)信托目的已經(jīng)實現(xiàn)或者不能實現(xiàn)；(4)信托當事人協(xié)商同意；(5)信托被撤銷；(6)信托被解除。第二節(jié)受托人及其權(quán)利與義務(wù)

一、受托人的資格受托人可以是自然人，也可以是法人。無民事行為能力人、限制行為能力人、破產(chǎn)人，不得作為受托人。除法律法規(guī)另有規(guī)定的外自然人作為受托人只能接受自然人的委托，且不得超過三人。自然人作為受托人還要求：未成年人、法律上沒有行為能力的人如酒鬼、賭徒等，不能成為受托人。二、受托人的地位受托人是委托人信任的人，所以別人不能代替他的地位，因此也不能繼承他的地位。受托人死亡、喪失民事行為能力、解散、破產(chǎn)或被撤銷，其責任終止，但并不意味著信托結(jié)束。信托是以財產(chǎn)為中心的法律關(guān)系，在受托人死后或辭任時，信托不因此結(jié)束。三、受托人的權(quán)利信托銀行或信托公司取得從事信托的信托權(quán)的同時，也就擁有了受托人的權(quán)利。受托人的權(quán)利是指得到信托權(quán)的信托銀行、信托投資公司具備的從事或不應(yīng)從事哪些活動的法定權(quán)利。具體地講，這些權(quán)利包括銷售權(quán)、購買權(quán)、借款權(quán)、抵押權(quán)和租賃權(quán)等，這是法律授予的。.四、受托人的義務(wù)受托人最基本的義務(wù)是：按信托行為的規(guī)定，進行信托財產(chǎn)的管理或處理。如果委托人僅僅把財產(chǎn)權(quán)名義上過戶給受托人，受托人承受財產(chǎn)，對財產(chǎn)的管理和處理仍由委托人進行，這樣的信托行為是不允許的。但受托人從委托人手里承受信托財產(chǎn)以后，要很好地加以管理和運用。除此之外，各國一般在信托法中規(guī)定受托人在對信托財產(chǎn)進行管理處理中具體的義務(wù)：(一)忠實服務(wù)的義務(wù)。(二)分別管理的義務(wù)。(三)善于管理的義務(wù)。(四)親自執(zhí)行的義務(wù)。(五)負責賠償?shù)牧x務(wù)。

(六)分配收益的義務(wù)。第三節(jié)委托人及其權(quán)利與義務(wù)一、委托人的資格一般來說，委托人應(yīng)當是具有完全民事行為能力的自然人、法人和其他組織。亦即凡具有簽訂合同能力的人都可以成為委托人。未成年人不能采取法律行為，不能簽訂合同，因而不能成為委托人。除未成年人外，個人、法人、甚至不具備法人資格的團體，均可以成為委托人，同時也不限國籍。同時，兩人以上的共有者和合有者也可將財產(chǎn)共同委托。一般共有財產(chǎn)中若能劃分每人持有多少，并能分割，本人有權(quán)處理屬于自己的部分。因此，每個共有人對共有財產(chǎn)中屬于自己支配的那個部分可以單獨信托。二、委托人的權(quán)利由于委托人作為設(shè)定信托人對整個信托有利害關(guān)系，因此給予委托人以權(quán)利，委托人擁有的權(quán)力最主要的是授予權(quán)，即委托人可以對受托人授權(quán)，要求其遵從一定目的，對信托財產(chǎn)進行管理或處理。對整個信托有利害關(guān)系，故法律上允許委托人保留下列權(quán)利：(1)對受托人管理不當或違反信托目的時，有權(quán)要求補償信托財產(chǎn)損失以及復(fù)原，提出異議；(2)有權(quán)查閱有關(guān)處理信托事務(wù)的文件和詢問信托事務(wù)；(3)有權(quán)要求法院選出信托管理人，要求法院免去受托人；(4)有權(quán)準許受托人辭職；(5)有權(quán)向法院提出變更信托財產(chǎn)管理方法；(6)當委托人是信托利益的全部受益人時（自益信托）可以有權(quán)解除信托；(7)當信托結(jié)束，沒有信托財產(chǎn)的歸屬人時，有權(quán)得到信托財產(chǎn)；(8)有權(quán)對信托財產(chǎn)的強制執(zhí)行提出異議。.三、委托人的義務(wù)委托人的就是讓渡一定的財產(chǎn)權(quán)，及委托人對受托人授以一定的權(quán)利，要求其遵從一定的目的，對信托財產(chǎn)進行管理與處分，并從信托財產(chǎn)及其收益中支付一定的傭金和費用給受托人，當然也可額外支付傭金和費用。信托關(guān)系一經(jīng)確立，委托人相當于游離信托關(guān)系之外，不應(yīng)過多干預(yù)信托活動，以確保受益人利益，這也是信托關(guān)系中“受益人利益核心”原則的體現(xiàn)。第四節(jié)受益人及其權(quán)利與義務(wù)

一、受益人的資格受益人是在信托中享有信托利益的人，和委托人一樣，受益人的資格在信托法上一般也有比較明確的規(guī)定。凡是具備權(quán)利能力的人都可以承當。5.1信息物理系統(tǒng)概述第五章信息物理系統(tǒng)of3119數(shù)據(jù)存在于生產(chǎn)制造的各領(lǐng)域，大量的數(shù)據(jù)是隱性的，沒有被充分利用并發(fā)揮其價值。信息物理系統(tǒng)通過構(gòu)建“狀態(tài)感知—實時分析—科學(xué)決策—精準執(zhí)行”的數(shù)據(jù)自動流轉(zhuǎn)閉環(huán)賦能體系，將數(shù)據(jù)從物理空間中的隱性形態(tài)轉(zhuǎn)換為信息空間的顯性形態(tài)，并不斷迭代優(yōu)化，形成知識庫。在此過程中，狀態(tài)感知的結(jié)果、實時分析的對象、科學(xué)決策的基礎(chǔ)及精準執(zhí)行的輸出都是數(shù)據(jù)。因此，數(shù)據(jù)是信息物理系統(tǒng)的核心所在，數(shù)據(jù)在自動生成、自動流轉(zhuǎn)、自動分析、自動執(zhí)行及不斷迭代優(yōu)化中累積，不斷產(chǎn)生更為優(yōu)化的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對外部環(huán)境的資源優(yōu)化配置。5.1信息物理系統(tǒng)概述5.1.2信息物理系統(tǒng)的特征3.數(shù)據(jù)驅(qū)動5.1信息物理系統(tǒng)概述第五章信息物理系統(tǒng)of3120軟件正和芯片、傳感與控制設(shè)備等一起對傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)、存儲、設(shè)備等進行定義，并正在從IT領(lǐng)域向工業(yè)領(lǐng)域延伸。工業(yè)軟件對各類工業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)規(guī)律進行代碼化，支撐了絕大多數(shù)的生產(chǎn)制造過程。作為面向制造業(yè)的信息物理系統(tǒng)，軟件就成了實現(xiàn)信息物理系統(tǒng)功能的核心載體之一。從生產(chǎn)流程的角度看，信息物理系統(tǒng)會全面應(yīng)用到研發(fā)設(shè)計、生產(chǎn)制造、管理服務(wù)等方方面面，通過對人、機、物、法、環(huán)全面的感知和控制，實現(xiàn)各類資源的優(yōu)化配置。這一過程需要依靠對工業(yè)技術(shù)模塊化、代碼化、數(shù)字化并不斷軟件化來被廣泛利用。從產(chǎn)品裝備的角度看，一些產(chǎn)品和裝備本身就是信息物理系統(tǒng)。軟件不但可以控制產(chǎn)品和裝備運行，而且可以把產(chǎn)品和裝備運行的狀態(tài)實時展現(xiàn)出來，通過分析、優(yōu)化，作用到產(chǎn)品、裝備的運行，甚至是設(shè)計環(huán)節(jié)，實現(xiàn)迭代優(yōu)化。5.1信息物理系統(tǒng)概述5.1.2信息物理系統(tǒng)的特征4.軟件定義5.1信息物理系統(tǒng)概述第五章信息物理系統(tǒng)of3121網(wǎng)絡(luò)通信是信息物理系統(tǒng)的基礎(chǔ)保障，能夠?qū)崿F(xiàn)信息物理系統(tǒng)內(nèi)部單元之間及與其他信息物理系統(tǒng)之間的互聯(lián)互通。應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)場景時，信息物理系統(tǒng)對網(wǎng)絡(luò)連接的時延、可靠性等網(wǎng)絡(luò)性能和組網(wǎng)靈活性、功耗都有特殊要求，還必須解決異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合、業(yè)務(wù)支撐的高效性和智能性等挑戰(zhàn)。隨著無線寬帶、射頻識別、信息傳感及網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)等信息通信技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)通信將會更加全面深入地融合信息空間與物理空間，表現(xiàn)出明顯的泛在連接特征，實現(xiàn)任何時間、任何地點、任何人、任何物都能順暢通信。構(gòu)成信息物理系統(tǒng)的各器件、模塊、單元、企業(yè)等實體都要具備泛在連接能力，并實現(xiàn)跨網(wǎng)絡(luò)、跨行業(yè)、異構(gòu)多技術(shù)的融合與協(xié)同，從而保障數(shù)據(jù)在系統(tǒng)內(nèi)的自由流動。泛在連接通過對物理世界狀態(tài)的實時采集、傳輸，以及信息世界控制指令的實時反饋下達，提供無處不在的優(yōu)化決策和智能服務(wù)。5.1信息物理系統(tǒng)概述5.1.2信息物理系統(tǒng)的特征5.泛在連接5.1信息物理系統(tǒng)概述第五章信息物理系統(tǒng)of3122信息物理系統(tǒng)構(gòu)筑信息空間與物理空間數(shù)據(jù)交互的閉環(huán)通道，能夠?qū)崿F(xiàn)信息虛體與物理實體之間的交互聯(lián)動。其以物理實體建模產(chǎn)生的靜態(tài)模型為基礎(chǔ)，通過實時數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)集成和監(jiān)控，動態(tài)跟蹤物理實體的工作狀態(tài)和工作進展（如采集測量結(jié)果、追溯信息等），將物理空間中的物理實體在信息空間進行全要素重建，形成具有感知、分析、決策、執(zhí)行能力的數(shù)字孿生（也稱為數(shù)字化映射、數(shù)字鏡像、數(shù)字雙胞胎）；同時借助信息空間對數(shù)據(jù)綜合分析處理的能力，形成對外部復(fù)雜環(huán)境變化的有效決策，并通過虛控實的方式作用到物理實體。在這一過程中，物理實體與信息虛體之間交互聯(lián)動，虛實映射，共同作用提升資源優(yōu)化配置效率。5.1信息物理系統(tǒng)概述5.1.2信息物理系統(tǒng)的特征6.虛實映射5.1信息物理系統(tǒng)概述第五章信息物理系統(tǒng)of3123軟件、硬件、網(wǎng)絡(luò)、工業(yè)云等一系列技術(shù)的有機組合構(gòu)建了一個信息空間與物理空間之間數(shù)據(jù)自動流動的閉環(huán)“賦能”體系。尤其在高層次的信息物理系統(tǒng)，如SoS級信息物理系統(tǒng)中，往往存在大量不同類型的硬件、軟件、數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)。信息物理系統(tǒng)能夠?qū)⑦@些異構(gòu)硬件（如CISCCPU、RISCCPU、FPGA等）、異構(gòu)軟件（如PLM、MES、PDM、SCM等）、異構(gòu)數(shù)據(jù)（如模擬量、數(shù)字量、開關(guān)量、音頻、視頻、特定格式文件等）及異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)（如現(xiàn)場總線、工業(yè)以太網(wǎng)等）集成起來，實現(xiàn)數(shù)據(jù)在信息空間與物理空間不同環(huán)節(jié)的自動流動，實現(xiàn)信息技術(shù)與工業(yè)技術(shù)的深度融合，因此，信息物理系統(tǒng)必定是一個對多方異構(gòu)環(huán)節(jié)集成的綜合體。異構(gòu)集成能夠為各環(huán)節(jié)的深度融合打通交互的通道，為實現(xiàn)融合提供重要保障。5.1信息物理系統(tǒng)概述5.1.2信息物理系統(tǒng)的特征7.異構(gòu)集成5.1信息物理系統(tǒng)概述第五章信息物理系統(tǒng)of3124信息物理系統(tǒng)能夠根據(jù)感知到的環(huán)境變化信息，在信息空間進行處理分析，自適應(yīng)地對外部變化做出有效響應(yīng)。同時在更高層級的信息物理系統(tǒng)中（系統(tǒng)級、SoS級），多個信息物理系統(tǒng)之間通過網(wǎng)絡(luò)平臺互聯(lián)（如CPS總線、智能服務(wù)平臺）實現(xiàn)信息物理系統(tǒng)之間的自組織。多個單元級信息物理系統(tǒng)統(tǒng)一調(diào)度，編組協(xié)作，在生產(chǎn)與設(shè)備運行、原材料配送、訂單變化之間自組織、自配置、自優(yōu)化，實現(xiàn)生產(chǎn)運行效率的提升，以及訂單需求的快速響應(yīng)等；多個系統(tǒng)級信息物理系統(tǒng)通過統(tǒng)一的智能服務(wù)平臺連接在一起，在企業(yè)級層面實現(xiàn)生產(chǎn)運營能力調(diào)配、企業(yè)經(jīng)營高效管理、供應(yīng)鏈變化響應(yīng)等更大范圍的系統(tǒng)自治。在自優(yōu)化、自配置的過程中，大量現(xiàn)場運行數(shù)據(jù)及控制參數(shù)被固化在系統(tǒng)中，形成知識庫、模型庫、資源庫，使得系統(tǒng)能夠不斷自我演進與學(xué)習(xí)提升，提高應(yīng)對復(fù)雜環(huán)境變化的能力。5.1信息物理系統(tǒng)概述5.1.2信息物理系統(tǒng)的特征8.系統(tǒng)自治5.1信息物理系統(tǒng)概述第五章信息物理系統(tǒng)of31255.1信息物理系統(tǒng)概述5.1.3常見的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)1.嵌入式系統(tǒng)2.物聯(lián)網(wǎng)3.傳感網(wǎng)4.信息物理系統(tǒng)5.1信息物理系統(tǒng)概述第五章信息物理系統(tǒng)of31265.1信息物理系統(tǒng)概述5.1.4信息物理系統(tǒng)的發(fā)展信息物理系統(tǒng)是在嵌入式系統(tǒng)、傳感器技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，尤其是前兩者的發(fā)展直接導(dǎo)致了信息物理系統(tǒng)概念的提出。2006年2月，美國發(fā)布的《美國競爭力計劃》將信息物理系統(tǒng)列為重要的研究項目。2007年7月，美國總統(tǒng)科學(xué)技術(shù)顧問委員會（PCAST）在題為《挑戰(zhàn)下的領(lǐng)先——競爭世界中的信息技術(shù)研發(fā)》的報告中列出了八大關(guān)鍵的信息技術(shù)，其中信息物理系統(tǒng)位列首位，其余分別是軟件、數(shù)據(jù)/數(shù)據(jù)存儲與數(shù)據(jù)流、網(wǎng)絡(luò)、高端計算、網(wǎng)絡(luò)與信息安全、人機界面、NIT與社會科學(xué)。2007年，歐盟啟動了ARTEMIS和EPoSS項目，在信息物理系統(tǒng)研究領(lǐng)域投入超過70億美元；2015年，歐盟又發(fā)布《CyPhERSCPS歐洲路線圖和戰(zhàn)略》，期望在信息物理系統(tǒng)研究方面取得國際領(lǐng)先地位。第五章信息物理系統(tǒng)5.2信息物理系統(tǒng)的實現(xiàn)5.1信息物理系統(tǒng)概述5.3研究展望5.4案例高級人工智能人才培養(yǎng)叢書之一of3127習(xí)題5.5實驗5.2信息物理系統(tǒng)的實現(xiàn)第五章信息物理系統(tǒng)of31285.2信息物理系統(tǒng)的實現(xiàn)5.2.1信息物理系統(tǒng)的體系架構(gòu)1.單元級體系架構(gòu)單元級信息物理系統(tǒng)體系架構(gòu)5.2信息物理系統(tǒng)的實現(xiàn)第五章信息物理系統(tǒng)of31295.2信息物理系統(tǒng)的實現(xiàn)5.2.1信息物理系統(tǒng)的體系架構(gòu)1.單元級體系架構(gòu)

1）物理裝置物理裝置主要包括人、機、物等物理實體和傳感器、執(zhí)行器、與外界進行交互的裝置等，是物理過程的實際操作部分。物理裝置通過傳感器能夠監(jiān)測、感知外界的信號、物理條件（如光、熱）或化學(xué)組成（如煙霧）等，同時經(jīng)過執(zhí)行器能夠接收控制指令并對物理實體施加控制作用。2）信息接口信息接口主要包括感知、計算、控制和通信等功能，是物理世界中的物理裝置與信息世界交互的接口。物理裝置通過信息接口實現(xiàn)物理實體的“數(shù)字化”，信息世界可以通過信息接口對物理實體“以虛控實”。信息接口是物理裝置對外進行信息交互的橋梁，通過信息接口可使物理裝置與信息世界聯(lián)系在一起，從而使物理空間和信息空間走向融合。5.2信息物理系統(tǒng)的實現(xiàn)第五章信息物理系統(tǒng)of31305.2信息物理系統(tǒng)的實現(xiàn)5.2.1信息物理系統(tǒng)的體系架構(gòu)2.系統(tǒng)級體系架構(gòu)系統(tǒng)級信息物理系統(tǒng)體系架構(gòu)5.2信息物理系統(tǒng)的實現(xiàn)第五章信息物理系統(tǒng)of31315.2信息物理系統(tǒng)的實現(xiàn)5.2.1信息物理系統(tǒng)的體系架構(gòu)2.系統(tǒng)級體系架構(gòu)多個最小單元（單元級）通過工業(yè)網(wǎng)絡(luò)（如工業(yè)現(xiàn)場總線、工業(yè)以太網(wǎng)等）實現(xiàn)更大范圍、更寬領(lǐng)域的數(shù)據(jù)自動傳遞，實現(xiàn)了多個單元級信息物理系統(tǒng)的互聯(lián)、互通和互操作，進一步提高了制造資源優(yōu)化配置的廣度、深度和精度。系統(tǒng)級信息物理系統(tǒng)基于多個單元級信息物理系統(tǒng)的狀態(tài)感知、信息交互、實時分析，實現(xiàn)了局部制造資源的自組織、自配置、自決策、自優(yōu)化。在單元級信息物理系統(tǒng)功能的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)級信息物理系統(tǒng)還主要包含互聯(lián)互通、即插即用、邊緣網(wǎng)關(guān)、數(shù)據(jù)互操作、協(xié)同控制、監(jiān)視與診斷等功能。其中，互聯(lián)互通、邊緣網(wǎng)關(guān)和數(shù)據(jù)互操作主要實現(xiàn)單元級信息物理系統(tǒng)的異構(gòu)集成；即插即用主要在系統(tǒng)級信息物理系統(tǒng)實現(xiàn)組件管理，包括組件（單元級信息物理系統(tǒng)）的識別、配置、更新和刪除等功能；協(xié)同控制指對多個單元級信息物理系統(tǒng)的聯(lián)動和協(xié)同控制等；監(jiān)視與診斷主要對單元級信息物理系統(tǒng)的狀態(tài)進行實時監(jiān)控和診斷5.2信息物理系統(tǒng)的實現(xiàn)第五章信息物理系統(tǒng)of31325.2信息物理系統(tǒng)的實現(xiàn)5.2.1信息物理系統(tǒng)的體系架構(gòu)3.SoS級體系架構(gòu)SoS級信息物理系統(tǒng)體系架構(gòu)5.2信息物理系統(tǒng)的實現(xiàn)第五章信息物理系統(tǒng)of31335.2信息物理系統(tǒng)的實現(xiàn)5.2.1信息物理系統(tǒng)的體系架構(gòu)3.SoS級體系架構(gòu)多個系統(tǒng)級信息物理系統(tǒng)的有機組合構(gòu)成SoS級信息物理系統(tǒng)。SoS級信息物理系統(tǒng)主要實現(xiàn)數(shù)據(jù)的匯聚，從而對內(nèi)進行資產(chǎn)的優(yōu)化，對外形成運營優(yōu)化服務(wù)。其主要功能包括數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)融合、分布式計算、大數(shù)據(jù)分析等數(shù)據(jù)服務(wù)，并在數(shù)據(jù)服務(wù)的基礎(chǔ)上形成資產(chǎn)性能管理和運營優(yōu)化管理。SoS級信息物理系統(tǒng)可以通過大數(shù)據(jù)平臺實現(xiàn)跨系統(tǒng)、跨平臺的互聯(lián)、互通和互操作，促成多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的集成、交換和共享的閉環(huán)自動流動，在全局范圍內(nèi)實現(xiàn)信息全面感知、深度分析、科學(xué)決策和精準執(zhí)行。這些數(shù)據(jù)部分存儲在信息物理系統(tǒng)智能服務(wù)平臺，部分分散在各組成的組件內(nèi)。對這些數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一管理和融合，并對這些數(shù)據(jù)進行分布式計算和大數(shù)據(jù)分析，這是這些數(shù)據(jù)能夠提供數(shù)據(jù)服務(wù)并有效支撐高級應(yīng)用的基礎(chǔ)。5.2信息物理系統(tǒng)的實現(xiàn)第五章信息物理系統(tǒng)of31345.2信息物理系統(tǒng)的實現(xiàn)5.2.2信息物理系統(tǒng)的技術(shù)需求1.單元級單元級信息物理系統(tǒng)技術(shù)需求是構(gòu)建一個最基本的信息物理系統(tǒng)單元時需要滿足的技術(shù)需求。從單元級信息物理系統(tǒng)的體系架構(gòu)看，傳感器是信息物理系統(tǒng)獲取相關(guān)數(shù)據(jù)信息的來源，是實現(xiàn)自動檢測和自動控制的首要環(huán)節(jié)。信息物理系統(tǒng)需要進一步對獲取的數(shù)據(jù)進行計算分析并使其在信息虛體中流通，執(zhí)行器則根據(jù)計算結(jié)果實現(xiàn)對物理實體的控制與優(yōu)化，所以可梳理出其技術(shù)需求主要包括：狀態(tài)感知能力；對物理實體的控制執(zhí)行能力；對數(shù)據(jù)的計算處理能力；對外交互和通信的能力。5.2信息物理系統(tǒng)的實現(xiàn)第五章信息物理系統(tǒng)of31355.2信息物理系統(tǒng)的實現(xiàn)5.2.2信息物理系統(tǒng)的技術(shù)需求2.系統(tǒng)級在單元級信息物理系統(tǒng)的技術(shù)需求基礎(chǔ)上，參考系統(tǒng)級信息物理系統(tǒng)的體系架構(gòu)，強調(diào)組件之間的互聯(lián)互通，并在此基礎(chǔ)上著眼于對不同組件的實時、動態(tài)信息控制，實現(xiàn)信息空間與物理空間的協(xié)同和統(tǒng)一，同時對集成的計算系統(tǒng)、感知系統(tǒng)、控制系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進行統(tǒng)一管理，可歸納得出，系統(tǒng)級信息物理系統(tǒng)除了包含單元級信息物理系統(tǒng)的技術(shù)需求，還需關(guān)注：信息物理系統(tǒng)之間的互聯(lián)互通能力；系統(tǒng)內(nèi)各組成信息物理系統(tǒng)的管理和檢測能力；系統(tǒng)內(nèi)各組成信息物理系統(tǒng)的協(xié)同控制能力。5.2信息物理系統(tǒng)的實現(xiàn)第五章信息物理系統(tǒng)of31365.2信息物理系統(tǒng)的實現(xiàn)5.2.2信息物理系統(tǒng)的技術(shù)需求3.SoS級

SoS級信息物理系統(tǒng)所感知的數(shù)據(jù)更為真實、豐富多樣、種類繁多，因此需要新的處理模式對數(shù)據(jù)進行融合分析，提取其中潛在價值，從而提供更強的決策力、洞察力和流程優(yōu)化能力。通過數(shù)據(jù)服務(wù)可進行信息物理系統(tǒng)的資源控制和信息物理系統(tǒng)能力的獲取。在系統(tǒng)級信息物理系統(tǒng)技術(shù)需求基礎(chǔ)上，參考SoS級信息物理系統(tǒng)的體系架構(gòu)，綜合歸納得到SoS級信息物理系統(tǒng)相對系統(tǒng)級信息物理系統(tǒng)增加的技術(shù)需求：數(shù)據(jù)存儲和分布式處理能力；對外可提供數(shù)據(jù)和智能服務(wù)的能力。5.2信息物理系統(tǒng)的實現(xiàn)第五章信息物理系統(tǒng)of31375.2信息物理系統(tǒng)的實現(xiàn)5.2.3信息物理系統(tǒng)的技術(shù)體系信息物理系統(tǒng)技術(shù)體系5.2信息物理系統(tǒng)的實現(xiàn)第五章信息物理系統(tǒng)of31385.2信息物理系統(tǒng)的實現(xiàn)5.2.3信息物理系統(tǒng)的技術(shù)體系信息物理系統(tǒng)技術(shù)體系主要分為信息物理系統(tǒng)總體技術(shù)、信息物理系統(tǒng)支撐技術(shù)、信息物理系統(tǒng)核心技術(shù)。信息物理系統(tǒng)總體技術(shù)主要包括系統(tǒng)架構(gòu)、異構(gòu)系統(tǒng)集成、安全技術(shù)、試驗驗證技術(shù)等，是信息物理系統(tǒng)的頂層設(shè)計技術(shù)；信息物理系統(tǒng)支撐技術(shù)主要包括智能感知、嵌入式軟件、數(shù)據(jù)庫、人機交互、中間件、SDN（軟件定義網(wǎng)絡(luò)）、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等，是信息物理系統(tǒng)應(yīng)用的支撐；信息物理系統(tǒng)核心技術(shù)主要包括虛實融合控制技術(shù)、智能裝備技術(shù)、MBD、數(shù)字孿生、CAX/MES/ERP/PLM/CRM/SCM、現(xiàn)場總線、工業(yè)以太網(wǎng)等，是信息物理系統(tǒng)的基礎(chǔ)技術(shù)。5.2信息物理系統(tǒng)的實現(xiàn)第五章信息物理系統(tǒng)of31395.2信息物理系統(tǒng)的實現(xiàn)5.2.4信息物理系統(tǒng)的核心技術(shù)要素基于信息物理系統(tǒng)的“一硬”（感知和自動控制）、“一軟”（工業(yè)軟件）、“一網(wǎng)”（工業(yè)網(wǎng)絡(luò)）、“一平臺”（工業(yè)云和智能服務(wù)平臺）四大核心技術(shù)要素。5.2信息物理系統(tǒng)的實現(xiàn)第五章信息物理系統(tǒng)of31405.2信息物理系統(tǒng)的實現(xiàn)5.2.4信息物理系統(tǒng)的核心技術(shù)要素1.感知和自動控制（1）智能感知技術(shù)感知和自動控制5.2信息物理系統(tǒng)的實現(xiàn)第五章信息物理系統(tǒng)of31415.2信息物理系統(tǒng)的實現(xiàn)5.2.4信息物理系統(tǒng)的核心技術(shù)要素（2）虛實融合控制技術(shù)虛擬融合控制技術(shù)5.2信息物理系統(tǒng)的實現(xiàn)第五章信息物理系統(tǒng)of31425.2信息物理系統(tǒng)的實現(xiàn)5.2.4信息物理系統(tǒng)的核心技術(shù)要素（2）虛實融合控制技術(shù)①嵌入控制。②虛體控制。③集控控制。④目標控制。5.2信息物理系統(tǒng)的實現(xiàn)第五章信息物理系統(tǒng)of31435.2信息物理系統(tǒng)的實現(xiàn)5.2.4信息物理系統(tǒng)的核心技術(shù)要素2.工業(yè)軟件工業(yè)軟件是專用于工業(yè)領(lǐng)域，為提高工業(yè)企業(yè)研發(fā)、制造、生產(chǎn)、服務(wù)與管理水平及工業(yè)產(chǎn)品使用價值的軟件。工業(yè)軟件通過應(yīng)用集成能夠使機械化、電氣化、自動化的生產(chǎn)系統(tǒng)具備數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化特征，從而為工業(yè)領(lǐng)域提供一個面向產(chǎn)品全生命周期的網(wǎng)絡(luò)化、協(xié)同化、開放式的產(chǎn)品設(shè)計、制造和服務(wù)環(huán)境。信息物理系統(tǒng)應(yīng)用的工業(yè)軟件技術(shù)主要包括嵌入式軟件技術(shù)、MBD和CAX/MES/ERP等。（1）嵌入式軟件技術(shù)。（2）MBD。（3）CAX/MES/ERP。5.2信息物理系統(tǒng)的實現(xiàn)第五章信息物理系統(tǒng)of31445.2信息物理系統(tǒng)的實現(xiàn)5.2.4信息物理系統(tǒng)的核心技術(shù)要素2.工業(yè)軟件嵌入式軟件技術(shù)在單元級信息物理系統(tǒng)的作用5.2信息物理系統(tǒng)的實現(xiàn)第五章信息物理系統(tǒng)of31455.2信息物理系統(tǒng)的實現(xiàn)5.2.4信息物理系統(tǒng)的核心技術(shù)要素2.工業(yè)軟件MBD在制造業(yè)的應(yīng)用5.2信息物理系統(tǒng)的實現(xiàn)第五章信息物理系統(tǒng)of31465.2信息物理系統(tǒng)的實現(xiàn)5.2.4信息物理系統(tǒng)的核心技術(shù)要素3.工業(yè)網(wǎng)絡(luò)信息物理系統(tǒng)的網(wǎng)狀互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)5.2信息物理系統(tǒng)的實現(xiàn)第五章信息物理系統(tǒng)of31475.2信息物理系統(tǒng)的實現(xiàn)5.2.4信息物理系統(tǒng)的核心技術(shù)要素3.工業(yè)網(wǎng)絡(luò)（1）現(xiàn)場總線技術(shù)。（2）工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)。（3）無線技術(shù)。（4）SDN。5.2信息物理系統(tǒng)的實現(xiàn)第五章信息物理系統(tǒng)of31485.2信息物理系統(tǒng)的實現(xiàn)5.2.4信息物理系統(tǒng)的核心技術(shù)要素4.工業(yè)云和智能服務(wù)平臺構(gòu)建信息物理系統(tǒng)平臺需要的計算技術(shù)5.2信息物理系統(tǒng)的實現(xiàn)第五章信息物理系統(tǒng)of31495.2信息物理系統(tǒng)的實現(xiàn)5.2.4信息物理系統(tǒng)的核心技術(shù)要素4.工業(yè)云和智能服務(wù)平臺（1）邊緣計算。（2）霧計算。（3）大數(shù)據(jù)分析。5.2信息物理系統(tǒng)的實現(xiàn)第五章信息物理系統(tǒng)of31505.2信息物理系統(tǒng)的實現(xiàn)5.2.5信息物理系統(tǒng)的標準化1.國內(nèi)外已開展的標準化工作目前美國NIST、IEEE及我國信息物理系統(tǒng)發(fā)展論壇已先行開展了信息物理系統(tǒng)標準化研究工作。美國NIST于2014年6月成立了信息物理系統(tǒng)公共工作組（CPSPWG），聯(lián)合相關(guān)高校和企業(yè)專家共同開展了信息物理系統(tǒng)標準化研究，并于2016年5月發(fā)布了《信息物理系統(tǒng)框架》。該框架分析了信息物理系統(tǒng)的起源、應(yīng)用、特點和相關(guān)標準，并從概念、實現(xiàn)和運維3個視角給出了信息物理系統(tǒng)在功能、商業(yè)、安全、數(shù)據(jù)、實時、生命周期等方面的特征。美國IEEE于2008年成立了信息物理系統(tǒng)技術(shù)委員會（TC-CPS），致力于信息物理系統(tǒng)領(lǐng)域的交叉學(xué)科研究和教育。TC-CPS每年都舉辦CPSWeeks等學(xué)術(shù)活動及涉及信息物理系統(tǒng)各方面研究的研討會。中國電子技術(shù)標準化研究院于2016年9月聯(lián)合國內(nèi)百余家企事業(yè)單位發(fā)起成立了信息物理系統(tǒng)發(fā)展論壇，以期共同研究信息物理系統(tǒng)的發(fā)展戰(zhàn)略、技術(shù)和標準等。5.2信息物理系統(tǒng)的實現(xiàn)第五章信息物理系統(tǒng)of31515.2信息物理系統(tǒng)的實現(xiàn)5.2.5信息物理系統(tǒng)的標準化2.有待解決的信息物理系統(tǒng)標準化問題目前有待解決的信息物理系統(tǒng)標準化問題如下。（1）統(tǒng)籌信息物理系統(tǒng)設(shè)計、實現(xiàn)、應(yīng)用等多方面的標準化任務(wù)，整體布局，分段實施。（2）統(tǒng)一信息物理系統(tǒng)標準化語言，減少理解和認識的差異。（3）解決互聯(lián)互通、異構(gòu)集成、互操作等復(fù)雜技術(shù)問題。（4）規(guī)范信息物理系統(tǒng)應(yīng)用模式，營造良好的應(yīng)用氛圍。（5）構(gòu)建信息物理系統(tǒng)安全環(huán)境，預(yù)防控制安全問題。5.2信息物理系統(tǒng)的實現(xiàn)第五章信息物理系統(tǒng)of31525.2信息物理系統(tǒng)的實現(xiàn)5.2.5信息物理系統(tǒng)的標準化3.信息物理系統(tǒng)標準化的重點方向從頂層設(shè)計、基礎(chǔ)共性類標準、關(guān)鍵技術(shù)類標準、應(yīng)用類標準和安全類標準5個方面進行信息物理系統(tǒng)標準化研究。（1）頂層設(shè)計。（2）基礎(chǔ)共性類標準。（3）關(guān)鍵技術(shù)類標準。（4）應(yīng)用類標準。（5）安全類標準。第五章信息物理系統(tǒng)5.3研究展望5.1信息物理系統(tǒng)概述5.2信息物理系統(tǒng)的實現(xiàn)5.4案例高級人工智能人才培養(yǎng)叢書之一of3153習(xí)題5.5實驗5.3研究展望第五章信息物理系統(tǒng)of31545.3研究展望5.3.1國外研究現(xiàn)狀各國/地區(qū)研究機構(gòu)對信息物理系統(tǒng)的研究及成果國際上，有關(guān)信息物理系統(tǒng)的研究大多集中在美國、德國、日本、韓國、歐盟等國家和地區(qū)。5.3研究展望第五章信息物理系統(tǒng)of31555.3研究展望5.3.2國內(nèi)研究現(xiàn)狀在CPS明確提出之前，我國已經(jīng)開展了類似的研究，這些研究與政府在工業(yè)領(lǐng)域的政策緊密聯(lián)系在一起。2016年，中國政府提出了深化制造業(yè)與互聯(lián)網(wǎng)融合發(fā)展的要求，其中在強化融合發(fā)展基礎(chǔ)支撐中，對CPS的未來發(fā)展做出了進一步要求。政策的延續(xù)和支持使得我國的CPS發(fā)展駛?cè)肟燔嚨?。高校和科研單位也紛紛進行CPS技術(shù)研究和應(yīng)用。2010年，科技部啟動了“面向信息—物理融合的系統(tǒng)平臺”等項目。2012年，浙江大學(xué)、清華大學(xué)、上海交通大學(xué)聯(lián)合成立了賽博（Cyber）協(xié)同創(chuàng)新中心，開展工業(yè)信息物理融合系統(tǒng)（iCPS）的基礎(chǔ)理論和關(guān)鍵技術(shù)方面的前沿研究。2016年3月，中山大學(xué)成立了信息物理系統(tǒng)研究所，致力于CPS核心技術(shù)和特色應(yīng)用研究。2016年9月，中國電子技術(shù)標準化研究院（工業(yè)和信息化部電子工業(yè)標準化研究院）聯(lián)合國內(nèi)百余家企事業(yè)單位發(fā)起成立了信息物理系統(tǒng)發(fā)展論壇，共同研究CPS的發(fā)展戰(zhàn)略、技術(shù)和標準，開展試點示范，推廣優(yōu)秀的技術(shù)、產(chǎn)品和系統(tǒng)解決方案等活動。此外，在工業(yè)和信息化部的支持下，中國電子技術(shù)標準化研究院開展了CPS共性關(guān)鍵技術(shù)測試驗證平臺建設(shè)與應(yīng)用推廣等項目的研究。5.3研究展望第五章信息物理系統(tǒng)of31565.3研究展望5.3.2國內(nèi)研究現(xiàn)狀在CPS應(yīng)用實踐方面，國內(nèi)也進行了較多的有益探索。2013年，中船集團與美國NSF-IMS中心聯(lián)合成立了海洋智能技術(shù)中心（OITC），開展CPS技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用研究。該中心研制的CPS智能信息平臺和智能船舶運行與維護系統(tǒng)（SOMS）作為國產(chǎn)智能船舶的兩大核心系統(tǒng)在散貨船、集裝箱船和VLCC船上廣泛應(yīng)用。廣東工業(yè)大學(xué)2015年5月建立了廣東省信息物理融合系統(tǒng)重點實驗室，2016年6月進一步建立了智能制造信息物理融合系統(tǒng)集成技術(shù)國家地方聯(lián)合工程研究中心，初步構(gòu)建了智能制造信息物理融合系統(tǒng)集成應(yīng)用體系架構(gòu)，并在船舶制造、汽車零配件制造等領(lǐng)域開展了集成應(yīng)用示范工作。5.3研究展望第五章信息物理系統(tǒng)of31575.3研究展望5.3.3CPS網(wǎng)絡(luò)研究展望

CPS網(wǎng)絡(luò)是一種全新的局部操控、全局控制、具有多學(xué)科交叉應(yīng)用的混合網(wǎng)絡(luò)，作為一種全新的組網(wǎng)方式，CPS網(wǎng)絡(luò)在眾多領(lǐng)域（如個人醫(yī)療救助、智能交通、環(huán)境監(jiān)測等）具有巨大的應(yīng)用潛力，并對未來人們的生活方式產(chǎn)生了深遠的影響。預(yù)計未來一段時間內(nèi)CPS網(wǎng)絡(luò)研究的重點方向包括以下幾方面。（1）網(wǎng)絡(luò)控制與中間件。（2）網(wǎng)絡(luò)連接向多層次發(fā)展。（3）網(wǎng)絡(luò)層次模型多樣化。（4）可供實驗的完整網(wǎng)絡(luò)實驗平臺。（5）完整可實現(xiàn)的CPS系統(tǒng)

。第五章信息物理系統(tǒng)5.4案例5.1信息物理系統(tǒng)概述5.2信息物理系統(tǒng)的實現(xiàn)5.3研究展望高級人工智能人才培養(yǎng)叢書之一of3158習(xí)題5.5實驗5.4案例第五章信息物理系統(tǒng)of31595.4案例5.4.1案例名稱中國船舶工業(yè)系統(tǒng)工程研究院CPS應(yīng)用探索，項目規(guī)模屬于SoS級CPS。5.4.2建設(shè)背景船舶工業(yè)是為航運業(yè)、海洋開發(fā)及國防建設(shè)提供技術(shù)裝備的綜合性產(chǎn)業(yè)，對鋼鐵、石化、輕工、紡織、裝備制造、電子信息等重點產(chǎn)業(yè)發(fā)展和擴大出口具有較強的帶動作用。但是在全球經(jīng)濟增長乏力的大背景下，航運業(yè)市場持續(xù)低迷，過度在船舶設(shè)計制造端追求產(chǎn)品性能的提升已經(jīng)無法打動船東，需要創(chuàng)造新的行業(yè)合作形態(tài)，令產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)共同參與到船舶價值創(chuàng)造中，創(chuàng)造新的用戶價值。中國船舶工業(yè)系統(tǒng)工程研究院利用自身的系統(tǒng)工程理論優(yōu)勢和海軍體系工程理論基礎(chǔ)，于2010年成立了海洋智能技術(shù)中心，這是我國船舶領(lǐng)域最早的信息物理系統(tǒng)專門研究機構(gòu)。海洋智能技術(shù)中心為了探索適應(yīng)中國船舶制造業(yè)和遠洋航運業(yè)的轉(zhuǎn)型發(fā)展方案，以工業(yè)智能為核心突破點，從根本上解決了船廠、船東和船員之間的矛盾，率先開展了基于CPS船舶產(chǎn)業(yè)的SoS解決方案，并積極開展了實船實踐驗證工作，共創(chuàng)了“無憂船舶”和“無憂運營”。5.4案例第五章信息物理系統(tǒng)of31605.4案例5.4.3實施情況海洋智能技術(shù)中心針對SoS級CPS的體系架構(gòu)，結(jié)合我國海洋裝備技術(shù)和應(yīng)用特點，在國內(nèi)首次研制了以裝備全壽命周期視情使用、視情管理和視情維護為核心，面向船舶與航運智能化的智能船舶運行與維護系統(tǒng)（Smart-vesselOperationandMaintenanceSystem，SOMS），并進一步面向船隊、船東和船舶產(chǎn)業(yè)鏈，分別設(shè)計了船舶（個體）、船隊（群體）和產(chǎn)業(yè)鏈（社區(qū)）的CPS應(yīng)用解決方案，為整個船舶產(chǎn)業(yè)鏈提供了面向環(huán)境、狀態(tài)、集群、任務(wù)的智能能力支撐。海洋智能技術(shù)中心在北京設(shè)置了工業(yè)大數(shù)據(jù)認知中心與智能信息服務(wù)平臺，通過具有自主知識產(chǎn)權(quán)的CPS認知與決策系統(tǒng)（CPSCognitionandDecisionSystem，CCDS），將船舶工業(yè)數(shù)據(jù)異構(gòu)融合，在信息空間進行映射，在機器自主學(xué)習(xí)的認知計算環(huán)境中，完成了船舶設(shè)計、制造、運營流程的知識發(fā)現(xiàn)與行為預(yù)測，并通過智能信息服務(wù)平臺以數(shù)據(jù)驅(qū)動的模型訓(xùn)練技術(shù)對外提供面向