cps的含義

　　信息物理系統（CPS，Cyber-Physical Systems）是一個綜合計算、網絡和物理環境的多維復雜系統，通過3C（Computation、Communication、Control）技術的有機融合與深度協作，實現大型工程系統的實時感知、動態控制和信息服務。CPS實現計算、通信與物理系統的一體化設計，可使系統更加可靠、高效、實時協同，具有重要而廣泛的應用前景。

　　信息物理系統（cyber physical systems，簡稱CPS）作為計算進程和物理進程的統一體，是集成計算、通信與控制于一體的下一代智能系統。信息物理系統通過人機交互接口實現和物理進程的交互，使用網絡化空間以遠程的、可靠的、實時的、安全的、協作的方式操控一個物理實體。

　　信息物理系統包含了將來無處不在的環境感知、嵌入式計算、網絡通信和網絡控制等系統工程，使物理系統具有計算、通信、精確控制、遠程協作和自治功能。它注重計算資源與物理資源的緊密結合與協調，主要用于一些智能系統上如設備互聯，物聯傳感，智能家居，機器人，智能導航等。

　　cps的特征

　　與物聯網相比，CPS在物與物互聯的基礎上，還強調對物的實時、動態的信息控制與信息服務。何積豐院士認為，CPS的意義在于將物理設備聯網，特別是連接到互聯網上，使得物理設備具有計算、通信、精確控制、遠程協調和自治五大功能。

　　與軟件系統相比，軟件系統是一組狀態轉換的序列，其目標是實現變換數據。而CPS更加注重功能性需求，最終目標是協調物理進程，即實現信息處理和物理控制，強調實時性、可靠性、安全性、私密性、可適應性等。

　　與嵌入式系統相比，嵌入式系統側重在處理器上運行，是一種在有限資源環境下的優化技術。CPS是計算與物理成分的集成，相當于嵌入式系統+網絡+控制，是嵌入式系統的發展方向和研究熱點。CPS將計算和通信能力嵌入到傳統的物理系統之中，導致了計算對象的變化。它將計算對象從數字的變為模擬的，從離散的變為連續的，從靜態的變為動態的。它作為計算進程和物理進程的統一體，是集成計算、通信與控制于一體的下一代智能系統。

　　CPS系統的發展與挑戰

　　從上述中，我們不難看到，CPS系統的價值與當前炙手可熱的物聯網一樣，具有廣闊的應用領域，如可用在智能交通系統、醫療設備系統、能源保護、環境監控、航空航天軟件、關鍵基礎設施（電力、水）、普適自適應通信、節能建筑，生物系統等。

　　何積豐院士在有關會議上指出CPS的重大意義，他認為CPS不僅會催生出新的工業，甚至會重新排列現有產業布局。下一代工業將建立在CPS之上，隨著CPS技術的發展和普及，使用計算機和網絡實現功能擴展的物理設備無處不在，并將推動工業產品和技術的升級換代，極大地提高汽車、航空航天、國防、工業自動化、健康/醫療設備、重大基礎設施等主要工業領域的競爭力。

　　專家分析都認為，到2020年前后，信息技術將會遭遇到漸進是改進難以持續發展的重大障礙，而在應用當中，新的模式所帶來的重大規模的應用技術和集成性技術或者是系統集群技術的突破，CPS技術概念的應用將成為重要突破口。

　　但是，傳統的方法并不能滿足CPS系統的開發需求。CPS系統的開發需求包括：輸入/輸出的內在聯系，從執行指令到實現意圖，人與系統交互，信息系統的深度嵌入。傳統的系統預定 I/O 結構，而CPS系統I/O取決于場景；傳統系統“執行指令”，CPS系統“實現意圖”；傳統系統進行信息反饋，CPS系統實現“物理反饋”；傳統系統實現閉環控制，CPS系統實現開放控制（與物理系統多層次交互）。

　　如何突破發展的瓶頸，這就需要我們繼續做一些探索性的研究工作，進行技術創新。當然，這種創新不是標新立異，而是以應用需求為原動力，以科學理論為奠基石，理論與實際相結合。

　　國家科技部高新司副司長楊咸武表示，為了將技術應用造福于社會、造福于人民，我們不能停留在炒概念上，要面向社會發展的需求，利用信息技術真正解決我們現實生產生活中遇到的問題，隨著應用量的擴大，應用場景的變化，應用環境的變化又會給技術發展帶來推動作用。

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