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日本学者怎么看CPS(信息物理系统)?

 宋洋sy 2017-12-26

        某种程度上,也可以说,德国工业4.0重点是建设“智能工厂”。“智能工厂”到底是什么样的工厂呢?简而言之,就是“接入互联网的互联工厂”。

而实现互联工厂所需的技术,被工业4.0称为基于人工智能的信息物理系统(CPS:Cyber Physical System)。

        信息主要是指,包括人工智能在内的新一代信息技术;物理主要是指现实世界,也就是工厂里面的车间。简单而言,将现实世界工厂用信息世界的数据来替换,将信息都反映到计算机之中,充分应用人工智能等新一代信息技术的作用,得到更高效率,实现更快速,理想式的生产方式。


        通过传感器、RFID等物联网标识,使得生产设备与产品之间可以自动通信,将智能工厂(物理领域)的生产数据都采集汇总到信息系统(信息领域)之中。

        目前,在德国,将这些生产数据汇集整理过程中,大多采用云计算模式进行。

        然后,利用信息技术进行制造模拟,直到得出与生产车间完全一致的极高精度的数据信息,由此使得设计、生产计划、物流、零部件采购等各个环节,都以最高的效率、最快的速度进行,实现智能制造。如果实现了这种程度的智能工厂,就可以针对高附加价值产品,即便是进行小批量生产,也能非常灵活,也能控制成本。

        物联网代表着物与物互联。可以举一个我们生活的应用例子。

        例如,我们日常使用的录像机,通常是人按下开关,它才开始录制。而如果录像机联网了的话,即便是人没有携带录像机,也可以通过智能手机联网,操作录制。智能手机这样一个“物”通过互联网联结了录像机另一个“物”,传达录像命令,使录像机执行录制工作。录制的视频,还可以通过智能手机,直接上传到互联网,进行观看。

        因此,作为“物”的录像机通过联网之后的远程操作,对“物”的状态进行监控和驱动。这就是物联网模式。

        同时,这些动作未必一定要人来操作,甚至可以自动进行。因此,“物”开始自己会自动地采集海量数据(大数据),会使用人工智能,进行分析。

        因此,工业4.0的工厂可以提前进行思考。智能工厂之中,机器人、制造机械都将互联。同时,生产出来的产品也具备与传感器、机器人之间进行通信的功能。智能工厂之中,智能产品以及生产它们的机器人,也就是“生产设备”与“生产产品”实现了互联,可以为满足最高效生产,而进行动态的配置。

        在智能工厂中,将最匹配的制造方案传递给机器人的过程,就用到了人工智能技术。但是,德国眼中的智能工厂,并非是以完全无人化为前提的。也就是说,并非将工人赶出工厂,而是让工人利用工厂中的各种传感器感知的大数据,再利用人工智能技术进行分析,来实现高效智能制造的管理工作。


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