智能制造的CPS融合层方案

1、智能制造CPS单元融合层Cell fusion layer1月2日第1页目 录国内外CPS研究进展美国、欧盟信通院、电子标准院、金航数码+软测中心+625日本进展智能制造最小单元表示管理壳（shell）与单元融合层 cell fusion layer结论第2页NIST CPS框架辛辛那提大学李杰教授五层模型DARPA AVM项目OpenMETA集成框架3CPS研究与应用进展-美国第3页NIST CPS框架辛辛那提大学李杰教授五层模型DARPA AVM项目OpenMETA集成框架4CPS研究与应用进展-美国DARPA AVM项目OpenMETA集成框架含有一定实操价值，该项目最终转入到美国数字化

2、制造创新机构DMDII中第4页5CPS研究与应用进展-德国德国：萨尔大学希尔教授，工业4.0实施提议 CPS平台参考架构示例第5页6CPS研究与应用进展-德国工业4.0组件第6页7CPS研究与应用进展-欧盟欧盟：CPS技术体系，基于CPS产品-工厂生命期自动化愿景第7页电子标准院信息物理系统标准化白皮书信通院工业CPS技术、架构及应用策略研究8CPS研究与应用进展-国内第8页金航数码+软测中心+中航625所CPS共性关键技术测试验证平台建设与应用推广行业CPS测试验证处理方案应用推广9CPS研究与应用进展-国内第9页日本IVRA从智能制造单元SMU到GFB通用功效模块10第10页PLU插拔式加

3、载单元 =德国管理壳11第11页CPS实现：PLU12第12页目 录国内外CPS研究进展美国、欧盟信通院、电子标准院、金航数码+软测中心+625智能制造最小单元管理壳（shell）是CPS定影剂结论第13页CPS/工业4.0组件智能系统最小单元控制对象（人机物）反馈器C2比较器C3控制器C5C1C4状态感知实时分析科学决议精准执行学习提升实际值期望值i智能系统最小单元从工业4.0组件模型图来看，硬件、软件、网络等一定都要有一个“总线”概念，来跑数据这个shell非常好解释了，不一样物理实体，何以实现数据相连、实体互通和互驱动智能系统最小单元，揭示了智能制造最小单元运作机理。但需要深入阐述它怎样

4、在感知、反馈等对外交互时，怎样实现互编译、互了解第14页目 录国内外CPS研究进展美国、欧盟信通院、电子标准院、金航数码+软测中心+625日本进展CPS是智能制造最小单元管理壳（shell）是CPS定影剂结论第15页管理壳（shell）是CPS定影剂shell是研究CPS融合机制，是抽象模型研究；是赛博部分抽象单元，全部物理实体都需要进行交互，需要一个“融合机制”（shell）赛博空间是硬件支持下数字逻辑空间，硬件边界就是融合赛博数字皮肤这个融合机制最主要特征是：需要加一个语义层 semantic，这么不一样thing就能够连成 things了物联网必须有shell，才能互联。所以必须有语义层

5、，才有互操作可能，使得机械、电气、热等能够相互连接，自然语言、机器语言、学科语言（热、机、电等）各种不一样模型、概念能够进行相互编译，从而相互了解，进而到达互联这就需要借助于语义层，完成shell封装和转换第16页Shell组成CPS意味着，未来全部物理实体（things）都是基于模型。这就意味着跨界，一是不一样要素，要交互，不但仅是集成，而且有交互和互操作；二是过去不相干科学要素（光电机磁），提炼共性，方便不一样学科范围，能够相互了解。这才是CPS，是要考虑物理实体复杂性（机器动作和状态） 数据要完成有意义流动，从控制论讲，发出、传递和最终接收，要到达一致性。假如没有这种shell，许多th

6、ings改变，是提取不出来shell= 语义转换器+ 边缘计算 + 学科知识 （功效原理）+ 工程模型 + 数据池 + 业务信息 +自治 +scalable 颗粒度可变（从部件级、到大系统、到巨系统），数据在shell中流动第17页Shell是meta model元模型shell不是用来处理一个单一领域模型问题，而是强调跨领域模型，即不讲机械领域内部建模事宜，而是处理机械、电气、光学等之间建模和互操作问题。所以，这个模型要更抽象一层，上升到领域之间，即元模型meta model 不一样系统体量下，有不一样shell进行管控。一个机器能够是一个 CPS单元，一个机器中部件也能够是一个CPS单元。

7、即CPS含有没有限可分性，向上拓展和向下拓展，取决于经济性，从而形成系统复杂性有了物理系统数字化仿真，就有了数字孪生概念。在上面再有一个管理层 shell，作为虚拟部分接口，以进行数据交互。所以，Shell能够看成是融合层，是CPS形成机理第18页Shell应用价值形成数字孪生，能够解释智能单元何以能够相联、小系统能够成为复杂系统NIST认为，CPS是包含了物理交互网络和可计算部件智能系统，CPS与物联网和工业互联网是一个层级CPS再往前推演一步就是数字孪生，具备了应用层数字孪生数字部分在shell中，实体部分在thing中有了这种融合机制，就能够把人知识显性化，把专业知识嵌入软件、软件嵌入芯片、芯片嵌入控制器、再嵌入到产品中，然后以数字信息再回环，形成指令第19页目 录国内外CPS研究进展美国、欧盟信通院、电子标准院、金航数码+软测中心+625智能制造最小单元CPS需要一个数物融合层，也就是Cell fusion layer，结论第20页结论要想实现智能制造，是从局部智能到整体智能过程需要将一个物理实体（thing），建立一个 “数字融合层”（细胞膜