進入21世紀以來，信息與通信技術取得了突破性進展。為了將控製技術融入互聯網
，2006年美國國家基金會（NSF）科學家Helen Gill提出了信息物理融合係統（Cyber-Physical System,簡稱CPS）的概念，將互聯網技術的發展推向了一個新的高度。信息物理融合係統是集成計算、通信與控製於一體的下一代智能係統
，是計算進程和物理進程的統一體。CPS包含了無處不在的環境感知、嵌入式計算、網絡通信和網絡控製等係統工程，使物理係統具有計算、通信、精確控製
、遠程協作和自治功能。智能的網絡世界與物理世界融合產生的CPS亦稱“工業物聯網”。

　　德國是高度工業化的並以製造業為導向的出口型經濟技術強國。為了確保製造業世界領先地位，從實際國情出發，德國於2012年首先將CPS技術創新地應用於製造工業，提出了基於信息物理融合係統的第四次工業革命戰略計劃“工業4.0”。由於CPS信息物理融合係統進入製造和物流的技術集成，以及在工業流程中使用物聯網及其服務

，從而產生了創新的工廠係統——智能工廠（SmartFactory ）。在“工業4.0”時代，每個工廠企業都將建立“數字企業平台“
，通過開放接口將虛擬環境與基礎架構融為一體，從而構成信息物理融合係統（CPS）, 生產自動化係統將升級為信息物理融合生產係統（CPPS）。智能工廠係統完全不同於傳統的工廠自動化係統，智能工廠采用麵向服務的體係架構
，具體體係架構如圖1所示 。從圖中可以看出，對應於傳統自動化係統的現場級使用物聯網技術；對應於控製級采用CPPS信息物理融合生產係統
；同時
，對應的監控管理級連接到安全可靠和可信的雲網絡主幹網，采用服務互聯網提供的服務。

　　基於嵌入式Internet技術、無線有組織的M2M通信網絡

　　機器對機器通信（Machine-to-Machine，簡稱M2M）是基於特定終端行業，以公共無線網絡為接入手段
，為客戶提供機器到機器的通信解決方案
，滿足客戶對生產過程監控、指揮調度、遠程數據采集和測量
、遠程診斷等方麵的信息化需求。M2M不是簡單的數據在機器和機器之間的傳輸
，它是機器之間的一種智能化、jiaohushitongxin
，jishirenmenmeiyoushishifaxinhao
，jiqiyehuigenjujidingchengxuzhudongjinxingtongxin



，binggenjusuodedaodeshujuzhinenghuadizuochuxuanze，duixiangguanshebeifachuzhengquedezhiling。gongyekongzhixuyaoshixianzhinenghua
、遠程化和實時化，隨著無線寬帶的突破
，具有高數據傳輸速率
、低占空比
、IP網絡支持、以及泛在移動性的M2M通信提供了更佳的承載基礎。

　　CPPS信息物理融合生產係統

　　由於工業控製的可靠性要求非常高，所以生產流程控製采用靠近工廠機器設備的CPPS係統。按照Edward A. Lee教授的定義：CPS是(shi)計(ji)算(suan)過(guo)程(cheng)和(he)物(wu)理(li)過(guo)程(cheng)的(de)集(ji)成(cheng)係(xi)統(tong)
，利(li)用(yong)嵌(qian)入(ru)式(shi)計(ji)算(suan)機(ji)和(he)網(wang)絡(luo)對(dui)物(wu)理(li)過(guo)程(cheng)進(jin)行(xing)監(jian)測(ce)和(he)控(kong)製(zhi)
，並(bing)通(tong)過(guo)反(fan)饋(kui)環(huan)實(shi)現(xian)計(ji)算(suan)過(guo)程(cheng)和(he)物(wu)理(li)過(guo)程(cheng)的(de)相(xiang)互(hu)影(ying)響(xiang)。CPPS係統是一種網絡型嵌入式係統
，它將打破在PC機時代建立的傳統自動化係統的體係架構，從而全麵實現分布式智能。

　　安全可靠和可信的雲網絡

　　智能工廠的ITsheshijianlizaiyunjisuanwangluojichushang，yunjisuandebenzhishiyizhongjiyuhulianwangdefuwumoshi，taleisiyuyuanchengshujuzhongxin。kongzhishikeyilijieweisiyouyun
，kaolvdaokongzhidekekaoxingyaoqiufeichanggao，weiCPPS信息物理融合生產係統提供服務的Apps平台建立在工廠企業的私有雲上。但是一些營運和生產管理,例如PLM、SCM
、CRM、QMS、ERP
，以及MES的一些功能可以通過雲計算網絡提供服務，從而降低創建和優化基礎架構的成本、提升生產管理的智能化水平、高效的跨地域協同、以及提高快速響應市場需求的能力等。

　　基於CPS的高級工廠輔助係統

　　由西門子公司、菲尼克斯電氣公司，以及SAP公司等23家公司組成的“智能工廠創新聯盟”十分重視將各種無線技術、平板電腦、智能手機、移動通信技術、新型人機互動技術，以及室內精確定位等很多IT領ling域yu成cheng熟shu的de最zui新xin技ji術shu
，創chuang新xin地di引yin入ru新xin一yi代dai工gong廠chang係xi統tong，製zhi成cheng高gao級ji工gong廠chang輔fu助zhu係xi統tong。這zhe些xie高gao級ji工gong廠chang輔fu助zhu係xi統tong可ke以yi大da大da提ti高gao生sheng產chan效xiao率lv和he維wei護hu效xiao率lv
，降jiang低di管guan理li成cheng本ben，同tong時shi應ying對dui社she會hui老lao齡ling化hua等deng帶dai來lai的de問wen題ti。利li用yong這zhe些xie高gao級ji工gong廠chang輔fu助zhu係xi統tong還hai可ke以yi支zhi持chi、幫助和培訓新一代工作人員。　

　　最新技術提高資源利用率

　　智能工廠由集中控製的生產架構層級轉向分散型自組織的生產方式。分散型生產流程提供一種更為有效的使用資源的方法。由M2M通信構成的分布式網絡化係統，在考慮資源哪些相關參數應由管理者、組件單元和單個產品規範設置時
，會根據總體情況做出決定。資源浪費成為一個單元的故障
，基於詳細的記錄（包括判斷準則），該資源浪費情況能夠迅速地被診斷。這就使得材料和能源的效益達到最佳化，達到節能減排、綠色環保的目的。

　　當dang前qian，我wo國guo裝zhuang備bei製zhi造zao業ye與yu世shi界jie先xian進jin水shui平ping相xiang比bi存cun在zai較jiao大da差cha距ju，產chan業ye的de效xiao率lv和he效xiao益yi較jiao低di，單dan位wei產chan值zhi的de能neng耗hao居ju高gao不bu下xia，人ren均jun水shui平ping差cha距ju巨ju大da
，創chuang新xin能neng力li薄bo弱ruo。長chang期qi以yi來lai，高gao投tou入ru、高消耗、高汙染的生產模式已無法延續。為了提升競爭力，保持可持續發展，實現從“中國製造”向“中國創造”轉型升級，就必須采用CPS信息物理融合係統、物聯網與服務網技術，向智能、lvsehegaoxiaodezhinenggongchangzhuanxingshengji。xinyidaizhinenggongchangxitongyaoqiuchuantongdegongyezidonghuajishubixuxiangxinyidaixinxiyutongxinjishukaifang。zidonghuajishuyinggaizhuanhuantadeyanjiujujiaodian，congzaigegedulidexueke（如分散係統或通信）開展漸近的局部改善性研究
，走向整體係統功能的再工程化研究。我們正處在由PC技術向工業物聯網技術的重大轉型期，我們應該借鑒德國提出的新工業革命理念
、mubiaohezhidingdeluxiantu，dapochuantonglinian
，jianchijinxingchixudijishuzhuanxing
，zhongshijianggongyehulianwanglingyuchengshudezuixinjishuyinruzhuangbeizhizaoyelingyu，yongyuchuangxin，jiakuaiwoguozhuangbeizhizaoyezhuanxingshengji。