在当今全球制造业迈向智能化转型的关键时期,中国航空工业集团信息技术中心原首席顾问、CPS专家宁振波先生,作为国内智能制造领域的权威专家,始终强调一个核心观点:信息物理系统不仅是实现智能制造的核心技术支撑,其背后蕴含的系统化、协同化、深度集成的思想,更是智能化转型的思想精华与灵魂所在。
一、 CPS:从技术维度定义智能制造的核心
信息物理系统,作为计算、网络与物理过程的深度融合体,是实现工业设备、系统、数据与人之间实时感知、动态控制与信息服务的核心技术架构。在宁振波先生看来,CPS是智能制造落地的“硬核”技术基础。它通过传感器网络实时采集物理世界的运行数据,通过高速网络传输至信息世界进行分析、建模与优化,再将决策指令精准反馈至物理设备执行,形成一个“感知-分析-决策-执行”的闭环。这一过程实现了物理生产过程的数字化镜像(数字孪生),使制造系统具备了前所未有的透明度、可预测性与自适应优化能力。没有CPS作为底层支撑,智能制造所追求的柔性生产、个性化定制、远程运维等高级目标将无从谈起。
二、 智能化思想精华:CPS蕴含的系统哲学
宁振波先生宣讲的核心价值,在于他深刻揭示了CPS超越单纯技术工具的层面,将其提升为一种指导智能化转型的“思想精华”。这种思想主要体现在:
- 虚实融合的系统观:CPS的精髓在于打通物理世界与信息世界的壁垒,强调“虚”与“实”的深度融合与双向互动。这要求企业必须摒弃“重硬件、轻软件”、“重生产、轻数据”的传统思维,建立起“数据驱动、软件定义”的新型制造观。
- 全局协同的集成观:CPS不是单个设备或单元的自动化,而是强调从单元、产线、车间到企业乃至产业链的全层级、全要素的互联互通与协同优化。这体现了系统工程的思维,要求打破“信息孤岛”和“部门墙”,实现研发、生产、管理、服务全流程的集成与协同。
- 模型驱动的知识观:CPS的运行高度依赖于精确的模型(物理模型、行为模型、规则模型等)。这意味着,将人类长期积累的工业知识、经验和技术诀窍进行数字化、模型化,形成可计算、可复用、可优化的核心资产,是智能化转型的关键。这是从经验驱动到模型与数据混合驱动决策的根本性转变。
- 持续迭代的演进观:CPS系统本身具备学习与演进能力。通过持续的数据反馈和模型优化,系统能够自我完善、适应变化,实现从“自动化”到“自主化”的演进。这要求企业建立起持续改进、敏捷响应的组织文化。
三、 以CPS思想引领智能化技术应用
在智能化技术(如物联网、大数据、人工智能、云计算等)蓬勃发展的今天,宁振波先生指出,必须用CPS的系统思想来统领和集成这些技术,避免陷入“为技术而技术”的碎片化应用陷阱。例如:
- 物联网(IoT) 是CPS实现全面感知的“神经末梢”。
- 工业互联网平台 是CPS中信息处理与协同的“大脑”和“枢纽”。
- 大数据与人工智能 是CPS实现深度分析、智能预测与决策优化的“智慧引擎”。
- 数字孪生 是CPS虚实映射与交互的直观体现和高级应用。
只有将这些技术有机嵌入CPS的架构和思想框架中,才能形成合力,真正赋能制造业,实现质量、效率、柔性和模式的根本性变革。
宁振波先生及其专家宣讲团的工作,不仅普及了CPS的技术知识,更重要的在于传播了一种面向未来的智能化制造哲学。他让我们深刻认识到,推进智能制造,绝不仅仅是购买先进的设备和软件,而是一场以CPS思想为引领,触及技术体系、管理模式、组织文化和商业形态的深刻变革。抓住CPS这一核心技术及其思想精华,就是抓住了中国制造业在第四次工业革命浪潮中转型升级的关键命脉。