加快发展信息物理系统夯实融合发展基础

——专家解读《国务院关于深化制造业与互联网融合发展的指导意见》（八）

中国电子技术标准化研究院软件工程与评估中心周平

日前，国务院印发《关于深化制造业与互联网融合发展的指导意见》（以下简称《指导意见》），明确提出“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”。当前，基于信息物理系统（CPS）的智能制造正在引领制造方式变革，欧美制造业发达国家加快发展CPS，以期抢占全球新一轮产业竞争的制高点。为夯实制造业与互联网融合发展基础，国务院适时出台《指导意见》，指明了CPS的发展方向和发展目标，对提升我国智能制造水平和增强制造业国际竞争力具有重要的里程碑意义。

一、CPS是融合发展的重要基础支撑

CPS是深度融合了智能感知、计算、通信和控制技术的安全物理设备系统。从德国的工业4.0和美国的先进制造对CPS的定位来看，CPS是构建智能制造单元、智能车间、智能工厂的核心基础支撑，是实现信息物联网、服务互联网与制造业融合的平台，其普及应用是第四次工业革命的标志。目前，国内外已出现了大量基于CPS的产品和服务。在产品方面，有智能机器人、3D打印机、无人机等。在服务方面，CPS的应用正在推动传统制造向服务型制造转型，例如英国罗尔斯－罗伊斯航空发动机服务、沈阳机床集团I5智能机床加工中心服务，均是通过应用CPS，使企业由单纯卖产品向卖服务转变，大幅提升了客户黏度，增强了企业的核心竞争力。从国内外研究现状来看，CPS将能有效集成自动控制与感知技术、工业互联网、核心工业软硬件、工业云与智能服务平台，是制造业与互联网融合发展解决方案的核心，对推动制造企业跨越“综合集成”困境具有重要的加速作用。

二、加快发展CPS是实现融合发展必经之路

制造业与互联网融合发展的内涵是以互联网为代表的新一代信息技术与制造业的全面深度融合，具体表现形式是依托CPS实现研发设计、生产制造、经营管理、营销服务等制造全流程的创新。当前，我国制造业与互联网融合步伐不断加快，开始迈向全面普及、深度集成、创新引领、加速转型的新阶段，但仍存在平台支撑不足、核心技术薄弱、应用水平不高、安全保障有待加强、体制机制亟需完善等问题。《指导意见》提出面向重点行业智能制造单元、智能生产线、智能车间、智能工厂建设，推进制造过程智能化，即利用物联网、云计算、大数据、移动互联网等新一代信息技术实现物理制造过程与信息世界的融合。总的来看，以CPS为基础的智能制造能有效实现网络化协同、个性化定制和服务型制造，推动制造业从劳动密集向技术密集转型，催生出新的工业，甚至重新排列现有产业布局，是实现融合发展的必经之路。

三、构建发展生态是推动CPS发展重要抓手

纵观当今世界，构建发展生态已成为推动新一轮产业发展的重要抓手。例如，美国政府通过支持加州大学伯克利分校开展CPS设计方法、模拟仿真、安全等基础理论研究，以及依托NIST组织制定CPS框架标准等方式，加快构建CPS发展生态；工业4.0战略以来，德国通过工程院加快CPS理论研究、依托人工智能研究中心建成了世界上第一个投入运营的信息物理生产系统（CPPS）实验室、推动西门子公司及时发布CPS平台等方式，正在形成新的发展生态。《指导意见》提出构建CPS参考模型和综合技术标准体系，目的是通过标准化手段凝聚行业共识、引导企业向标准靠拢，避免方向走偏，降低融合发展的风险，是构建我国CPS发展生态的基础。另外，《指导意见》提出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，目的是为CPS的研发、试验应用和产业化推广提供技术基础保障，是构建CPS发展生态的关键环节。

今年4月19日，习近平总书记在网络安全和信息化工作座谈会上发表的重要讲话中明确提出要在核心技术上尽快取得突破。下一步工作中，建议抓住CPS在全球尚处于起步阶段的重要机遇期，尽快组建发展联盟，推动强强联合、协同攻关，充分发挥标准的引领作用。综合利用传感器、云计算、大数据、人工智能等新一代信息技术，培育形成支撑融合发展的CPS解决方案，努力实现从跟跑并跑到并跑领跑的转变。

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