第四次工業革命是德國人提出來的，工業4.0是基于CPS的工業革命。第一次工業革命是蒸汽機驅動的機械化，第二次工業革命是電力驅動的基于勞動分工的大批量生產，第三次工業革命是使用了電子與IT技術的更高程度的自動化，第四次工業革命則基于CPS。 更確切地說，CPS技術不是新事物。在從事嵌入式系統的工業控制行業，在從事PLC應用或基于微處理器應用的自動化行業，CPS早就存在了。只不過這一次，CPS技術成為一個必要條件，應用領域遍及農業、樓宇、能源、制造、交通運輸等行業。

一、CPS與數字孿生的關系

CPS是虛實融合。“實”是指人、機、物，而“虛”則指“數字孿生”。CPS是把人、機、物互聯，實體與虛擬對象雙向連接，以虛控實，虛實融合，以實現敏捷性和柔性、智能生產。

CPS內涵中的虛實雙向動態連接，有兩個步驟，一是虛擬的實體化，如設計一件東西，先進行模擬、仿真，仿真再制作出來；二是實體的虛擬化，實體在使用、運行的過程中，把狀態反映到虛擬端去，通過虛擬方式進行判斷、分析、預測和優化。

CPS可以視為數據輸入+數字孿生承載體+數據輸出的一個有機整體，大體上與嚴格意義下的智能產品、智能設備等同。技術實現上，CPS是一種通過網絡或接口實時采集到物理世界對象狀態數據，并作為數據孿生承載對象的輸入，經過數據孿生承載對象的加工處理，將結果再通過網絡或接口實時地，直接作用到物理對象上的特殊的數字孿生承載對象。

數字孿生的核心是模型和數據，但虛擬模型創建和數據分析需要專業的知識，對于不具備相關知識的人員，構建和使用數字孿生任重道遠，工業互聯網恰恰可以解決上述問題，通過平臺實現數據分析外包、模型共享等業務。數字孿生（Digital Twin）作為物理實體的數字化影像，從設計/仿真，延伸到產品全生命周期，賦予工業互聯網新的生命力。

總結一下，CPS和數字孿生都有數字形態傳承，但最大的區別是，CPS提供數物融合控制，數字孿生僅僅作為物理世界的數字化映射的過程，提供模型+數據+軟件。

優锘ThingJS利用在線3D引擎，可以搭建3D場景并在平臺中調用JS開發交互功能，4個組件全部完成用戶數據統一，輕松實現物聯網3D可視化項目開發，是數字孿生在物聯網行業的成功技術實踐。

二、基于CPS的數字孿生智能裝備

在整個的數字孿生體的建設過程當中，智能設備尤為重要。它基于CPS的技術一個實體的工廠建設，實體工廠的管理我們就有基礎有數據，那我們把我們的管理的基礎和數據我們變成了虛擬的工廠，我們右上角這個數字的車間就是我們實時采集數據，狀態感知，虛實映射，把他們倆之間對比，對比之后下面的要把數字車間，整臺設備變這個數字設備，他有數字的標簽，數字的鏈條，數字的標準，最后反饋過來我們的管理者，我們的管理者再給他實時的進行調優監視，為他提供服務。

同樣地，數字孿生的突出優點在工業領域各個階段得到了廣泛應用。

產品研發階段

通過數字3D模型，我們可以看到汽車在運行過程中發動機內部的每一個零部件、線路、各種接頭的每一次變化，從而大幅降低產品的驗證工作和工期成本。

制造生產階段

在制造生產中，建立一個生產環境的虛擬版本，用數字化方式描敘整個制造環境，在虛擬數字空間中進行設備診斷、過程模擬等仿真預測，可以有效防止現場故障、生產異常產生的嚴重后果。

設備維護階段

當設備生產流水線的仿真模型搭建完成后，通過對運行數據進行連續采集和智能分析，可以預測維護工作的最佳時間點，提供維護周期的參考依據。不僅能夠及時預測相應風險，同時還能做出高效迅速的反應，有效提升產品的可靠性和可用性，降低產品研發和制造風險。

隨著制造業不斷發展，數字孿生盡管尚未成為主流，卻成為每一個數字化企業都要關注的技術。在控制生產和智慧工廠等智能制造場景應用上，工業4.0要求采用計算機行業通行的即插即用的方法，來大幅提高工廠設備、生產線等基礎設施的柔性化水平。

數字孿生通過數字化方式來進行模擬、分析、預測，指導物理實體的精準運行，更大范圍提升企業參與到工業4.0時代產品動態價值鏈的能力。
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