在當今全球制造業邁向智能化轉型的關鍵時期,中國航空工業集團信息技術中心原首席顧問、CPS專家寧振波先生,作為國內智能制造領域的權威專家,始終強調一個核心觀點:信息物理系統不僅是實現智能制造的核心技術支撐,其背后蘊含的系統化、協同化、深度集成的思想,更是智能化轉型的思想精華與靈魂所在。
一、 CPS:從技術維度定義智能制造的核心
信息物理系統,作為計算、網絡與物理過程的深度融合體,是實現工業設備、系統、數據與人之間實時感知、動態控制與信息服務的核心技術架構。在寧振波先生看來,CPS是智能制造落地的“硬核”技術基礎。它通過傳感器網絡實時采集物理世界的運行數據,通過高速網絡傳輸至信息世界進行分析、建模與優化,再將決策指令精準反饋至物理設備執行,形成一個“感知-分析-決策-執行”的閉環。這一過程實現了物理生產過程的數字化鏡像(數字孿生),使制造系統具備了前所未有的透明度、可預測性與自適應優化能力。沒有CPS作為底層支撐,智能制造所追求的柔性生產、個性化定制、遠程運維等高級目標將無從談起。
二、 智能化思想精華:CPS蘊含的系統哲學
寧振波先生宣講的核心價值,在于他深刻揭示了CPS超越單純技術工具的層面,將其提升為一種指導智能化轉型的“思想精華”。這種思想主要體現在:
- 虛實融合的系統觀:CPS的精髓在于打通物理世界與信息世界的壁壘,強調“虛”與“實”的深度融合與雙向互動。這要求企業必須摒棄“重硬件、輕軟件”、“重生產、輕數據”的傳統思維,建立起“數據驅動、軟件定義”的新型制造觀。
- 全局協同的集成觀:CPS不是單個設備或單元的自動化,而是強調從單元、產線、車間到企業乃至產業鏈的全層級、全要素的互聯互通與協同優化。這體現了系統工程的思維,要求打破“信息孤島”和“部門墻”,實現研發、生產、管理、服務全流程的集成與協同。
- 模型驅動的知識觀:CPS的運行高度依賴于精確的模型(物理模型、行為模型、規則模型等)。這意味著,將人類長期積累的工業知識、經驗和技術訣竅進行數字化、模型化,形成可計算、可復用、可優化的核心資產,是智能化轉型的關鍵。這是從經驗驅動到模型與數據混合驅動決策的根本性轉變。
- 持續迭代的演進觀:CPS系統本身具備學習與演進能力。通過持續的數據反饋和模型優化,系統能夠自我完善、適應變化,實現從“自動化”到“自主化”的演進。這要求企業建立起持續改進、敏捷響應的組織文化。
三、 以CPS思想引領智能化技術應用
在智能化技術(如物聯網、大數據、人工智能、云計算等)蓬勃發展的今天,寧振波先生指出,必須用CPS的系統思想來統領和集成這些技術,避免陷入“為技術而技術”的碎片化應用陷阱。例如:
- 物聯網(IoT) 是CPS實現全面感知的“神經末梢”。
- 工業互聯網平臺 是CPS中信息處理與協同的“大腦”和“樞紐”。
- 大數據與人工智能 是CPS實現深度分析、智能預測與決策優化的“智慧引擎”。
- 數字孿生 是CPS虛實映射與交互的直觀體現和高級應用。
只有將這些技術有機嵌入CPS的架構和思想框架中,才能形成合力,真正賦能制造業,實現質量、效率、柔性和模式的根本性變革。
寧振波先生及其專家宣講團的工作,不僅普及了CPS的技術知識,更重要的在于傳播了一種面向未來的智能化制造哲學。他讓我們深刻認識到,推進智能制造,絕不僅僅是購買先進的設備和軟件,而是一場以CPS思想為引領,觸及技術體系、管理模式、組織文化和商業形態的深刻變革。抓住CPS這一核心技術及其思想精華,就是抓住了中國制造業在第四次工業革命浪潮中轉型升級的關鍵命脈。