面向硕士研究生的信息物理系统(CPS)与智能工厂课程教学中案例教学法的应用

为了提高课程教学效果和研究生培养质量,文章研究了案例教学法的应用,以研究生专业课程信息物理系统(CPS)与智能工厂为例,阐述了课程案例的设计、课程案例的实践过程和案例库使用效果。

基于信息物理系统新特性的智能工厂部署策略研究

智能制造中离散制造过程是将计算、通信和控制融为一体的生产过程,每个生产阶段均独立,且所用生产设备和原材料均不同,这就使整个生产过程的控制和管理变得复杂化、多样化.为解决此问题,结合智能制造中过程控制和云服务的特点,提出了基于信息物理系统(CPSs)新特性的智能工厂部署模型.首先,描述了CPSs的新需求和新特性,根据新特性和新需求构建基于服务的CPSs运行模型;其次,构建了基于服务的CPSs功能需求模型,并根据功能需求模型,形成基于CPSs新特性、新需求的设备及服务的部署策略;最后,以离散制造业中智能工厂CPSs部署为例,验证构建的基于服务的CPSs模型.结果表明,研究具有可行性.

基于智能体的石化智能工厂信息物理系统实现研究

结合石化行业的特点与石化信息物理系统已有研究成果,提出了一种基于智能体(agent)的信息物理系统的构建方法。以石化主要生产领域涉及的物理对象和度量对象,以及这些要素相互关系为核心建立的工厂模型为基础,将具有感知和响应能力的智能体应用于企业工厂模型工作节点,使得工厂模型对象具有计算、预测、知识学习能力,实现基于智能体的智能分析、预测预警、生产监测以及可视化的石化信息物理系统。描述了工厂模型构建方法、基于工厂模型的智能体工作模式以及基于智能体的石化智能工厂信息物理系统架构,并通过展示中国石化智能工厂试点企业应用实践,论证该方法的实用效果。

信息物理系统在石化智能工厂建设中的应用

随着世界经济体制改革,我国《中国制造2025》提出智能工厂建设的战略部署是推动石化行业生产改革前行的重要动力。认为智能工厂建设是一项系统工程,基于信息物理系统(CPS),综合运用信息技术、工业技术、管理技术等手段,建成企业统一的集中集成平台,可以实现生产全业务流程闭环优化管理,实现动态平衡、最优生产、效益最佳的卓越运营目标。本文浅谈了石化CPS含义及智能工厂建设情况,并举例给出当前全球石化行业智能工厂建设实例。

配电网信息物理系统(CPS)的初步探讨

物理信息融合系统是融合了计算系统、物理系统、通信网络的多维复合系统,能够实现电力系统与信息系统的深度融合。本文首先阐述了配电网CPS的概念、组成以及功能,最后讨论了要构建配电网CPS系统还需继续研究的若干问题。

基于人工智能应用驱动的信息物理系统课程教学改革研究

随着人们所在社会不如机器与机器通信、机器与人通信的新时代,信息物理技术将被逐步集成到制造业、交通、航空、健康和社会等多个行业领域当中。本文针对在当今信息化和人工智能技术的飞速发展背景下,研究如何采用人工智能技术在不同行业领域中的应用环节和关键思想技术驱动以信息物理系统课程的教学改革,从而培养符合时代应用背景的、高质量的、创新型及应用型人才。

智能工厂全链路信息物理融合可视交互系统

针对多品种大批量混线加工生产线中存在的仿真虚实融合困难的问题,研究了全链路信息物理融合模型的可视交互方法。面向虚实融合仿真的可视交互技术,实现了信息物理模型的几何信息、属性信息和仿真过程信息的VR/AR呈现及可视交互,支持了智能工厂全链路仿真及生产过程的动态重构。基于智能工厂全链路信息物理融合与多模式的可视交互,实现了全链路虚实融合建模、系统仿真运行与动态重构和可视化展示,满足了调度结果的合理性。

智能制造信息物理系统安全研究

信息物理系统(cyber physical systems,CPS)安全是智能制造的重要技术基础之一,作为一个新型的、尚处在发展阶段的研究领域,CPS安全在关键技术和基础理论的研究上还有很多问题亟待解决.智能制造CPS具有数据驱动、软件定义、泛在连接、虚实映射、异构集成和系统自治的特征,应采用"自治"和"共治"相结合的策略,从感知、传输、计算、控制和服务等层次建立其安全框架.智能制造CPS的研究热点和方向包括安全防护体系架构、层级化CPS可信与控制相互作用机理与控制器设计方法、保证系统弹性的主动和入侵容忍防御技术、区块链技术应用等.

智能配电网信息物理融合保护系统的研究

为了实现智能配电网中继电保护系统信息在更深层次上的融合,引入信息物理融合系统(Cyber-Physical System,CPS)的概念,借助其计算机网络与物理系统紧密结合特点,提出了由嵌入式计算设备,实时通信网络、电子式互感器以及智能开关设备组成的智能配电网信息物理融合保护系统。阐述了系统各个组成部分的功能及结构,给出该系统的基本结构并讨论了其功能与关键技术。探讨了智能配电网信息物理融合保护系统中与传统继电保护系统中过流与选线保护执行方式的区别及其优势所在。

基于CPS架构的钢铁企业智能制造物理系统内涵与技术

钢铁企业智能制造系统是基于Cyber-Physical System(sCPS)的企业信息化架构,是多层CPS的有机组合,涵盖了“一硬、一软、一网、一平台"四大要素,是大的SOS(System of System)级的CPS。本文对钢铁企业智能制造物理系统进行了剖析,指出了其与钢铁企业信息系统四级架构间的关系。进一步分析了其结构、分类、功能及关键技术。为人们对基于CPS架构的钢铁企业智能制造物理系统内涵理解和应用奠定了基础。

智能工厂关键技术应用系列 第十一讲 智能工厂的CPS技术

在制造业转型升级过程中,采用物联网连接企业生产销售流程过程中的所有内容,使用信息物理系统(Cyber Physical Systems,即CPS)就能即时掌握供应链的情况,并提高竞争力。本文主要介绍智能工厂的CPS技术。

基于CPS的智能日化工厂关键技术研究

目前,国内传统日化工厂主要通过人机操作,人为控制生产流水线及产品包装与运输,该模式造成了工厂生产需要大量的人力和时间成本,极大限制了工厂生产效率和发展速度。为了紧跟《中国制造2025》计划,将CPS系统融入工厂未来发展,逐步向智能工厂转型。通过研究CPS的结构特性,融合目前先进的装备技术和信息技术,针对传统日化工厂生产模式缺陷,提出一种融合CPS的智能工厂解决方案。该方案能够帮助传统工厂实现智能化、自动化建设,智能工厂在提高生产效率、降低生产能耗以及改善产品服务质量方面均优于传统工厂。

智能时代的信息物理融合系统

2019年10月30日,在西安举办的第十八期钱学森论坛上,中国科学院院士管晓宏作了题为《智能时代的信息物理融合系统》的主题报告,详细介绍了信息物理融合系统的背景以及在智能制造、智能工厂、智能交通、智慧城市、智能航空航天系统以及能源系统中的典型应用,并分析了面临的问题和挑战。本文由《网信军民融合》杂志根据现场演讲整理。一、概述信息科学与技术的发展趋势是“两化—融合”。其中,两化是指网络化和智能化,网络化跨越装置、地域、甚至跨越天地,智能化体现为装置和系统控制与决策的高度智能化;融合是指信息物理融合,是信息系统、物理系统和人的高度融合。

基于信息物理系统的智能焊接系统设计

基于信息物理系统的智能装备、智能工厂等智能制造正在引领制造方式变革,要围绕控制系统、工业软件、工业网络、工业云服务和工业大数据平台等,加强信息物理系统的研发与应用。焊接系统如何适应智能制造需求是焊接装备行业面临的重要课题,鉴于此,探索了新型智能焊接系统的设计思路,提出了焊接机器人和焊接专用设备的智能化设计模式。

信息物理融合系统

信息物理融合系统(CPS)被认为是继计算机、互联网之后信息技术的第三次浪潮。本文围绕CPS的核心内容3Cs(计算、通信、控制),介绍CPS的研究现状,阐述嵌入式系统、物联网、传感网与CPS的区别和联系,分析CPS发展中面临的巨大挑战,阐明其中基本的科学与技术问题,并以CPS在汽车电子和智能电网上的典型应用为例,说明CPS对国民经济发展的深远影响。

面向智能棉纺生产的CPS架构及其关键技术

棉纺行业是中国纺织产业中最重要的基础行业之一,在推进其智能制造和加速产业转型升级方面必须有自己的创新.在分析了棉纺智能化发展状况和所面临的挑战后,根据信息物理系统(cyber-physical system,CPS)的特征和现代棉纺生产流程的现状,以工业大数据和信息集成技术为基础,提出了面向智能棉纺生产的"感知-通信-融合-控制"4层CPS框架结构,在此基础上探讨了该架构的关键技术.CPS架构及其关键技术将有力促进智能棉纺生产各类资源的高效配置、生产流程智能优化、质量和效率的大幅提升.

智能电网CPS及其关键技术

随着智能电网建设深入,电力信息系统日渐成为支撑智能电网的重要＂神经系统＂,未充分融合信息系统的传统电力系统架构显然已不能适应智能电网发展需求,然而单纯引入信息系统将导致一次系统和信息系统在运行、分析和控制上的相互割裂,无法实现分布式电源全局优化调度和用户满意度等需求。为此,构建实现信息系统与传统电力系统深度协作的新型智能电网架构是实现电网智能化的关键。

信息物理融合系统应用前景研究

信息系统是计算,通信和控制的集成。物理系统是指遵循特定指令和工作流程的人为系统。信息物理融合系统将信息系统和物理系统各个阶段都紧密融合、相互协作,实现更智能化的应用。CPS在很多行业都有很广泛的应用。通过因特网,人们实现了相互通信,而CPS将改变人们与物质世界的联系方式。

基于CPS理论的智能铁路大脑平台总体架构设计与实践

智能铁路大脑平台是智能铁路体系架构的重要组成部分,统一为各业务系统提供感知、互联、处理、学习、决策等能力。文章提出了智能铁路大脑平台的概念,基于DIKW(Data-Information-Knowledge-Wisdom)分析了智能铁路大脑平台的核心需求,基于信息物理系统(CPS,Cyber Physical System)理论设计了由数据层、信息层、知识层和决策接口层组成的平台总体架构,给出了由数据中枢、分析中枢、决策中枢3部分构成的平台总体功能,并介绍了智能铁路大脑平台在浩勒报吉—吉安铁路(简称:浩吉铁路)的应用。

孙优贤院士论工业信息物理融合系统

计算、控制、通信和网络技术的飞速发展,极大地延伸了信息时空演变的尺度和层次,拓展了万物之间泛在互联的方式和规模,逐渐改变了人类对万物世界的认知方式,有利促进了各类物理系统的灵活组织、有机协调和协同进化,从而孕育了信息物理融合系统CPS这一崭新的理论和技术。