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   一、CPS对造作业转型的关键价值

随着移动互联网、云推算、大数据等信息通讯技术的飞速发展
，传统造作业在产生颠覆式刷新
。新一代信息通讯技术扭转了造作业传统的出产方式、价值链系统、产业状态和贸易模式
。造作业是国民经济的主体
，为了在强烈的全球竞争中获得造作业的新优势
，世界多个国度纷纷施杏装再工业化」亟略
，如“中国造作2025」亟略、德国的“工业4.0」亟略、美国的“工业互联网」亟略
。在以中国、德国、美国为代表的“再工业化」亟略中
，新一代信息通讯技术与工业出产造作技术的交互镶嵌
，虚构世界与现实世界的智能结合
，成为造作业转型升级的关键
。为了实现信息化与工业化深杜仔用融合
，网络实体系统(Cyber-Physical Systems
，又译信息物理系统
，下文简称CPS)成为整合传统造作业系统的关键框架和技术
。

2006年10月
，美国国度基金会科学家Helen Gill初次提出CPS概想
，以为CPS是网络世界与实体世界融合的新一代系统
。自2006年起
，德国、美国、中国等造作业大国纷纷确立了CPS在造作业发展中的主题职位
，加快推动CPS的创新研发与多领域利用
。学者钻研和政策文件批注：新一代工业将成立在CPS基础上
，CPS与汽车、航空航天、国防、工业自动化、健全/医疗设备、沉大基础设施等重要工业领域的深度融合将会提高造作业竞争力
。因而
，无论从学术角度还是从实际角度
，CPS已成为理解、分解和领导“再工业化」亟略的关键切入点
。

钻研团队没有选取国内对CPS的通常译法“信息物理系统”
，而是选取“网络实体系统”
。重要原因是：钻研团队在理论和政策分析基础上
，发现CPS不仅仅是智能工厂中的技术系统
，更是在网络和实体空间框架下
，实现人与人、人与物、物与物、人与服务与物体交互衔接的智能系统
，是技术作为主题驱动的社会与实体交互利用的广域综合体
，其中既涉及实体空间与网络空间深度融合
，更涉及司法、政策、机造、治理、尺度、协同、生态等社会治理问题
。在对CPS概想进行系统的文件综述基础上
，我们对其的诠释是：CPS是整合推算技术、通讯技术、节造技术和实体系统的智能系统
。它强调网络空间和实体空间的深度融合
，通过信息通讯技术在网络空间实现对实体设备和运前过程的感知、数字化采集、数据化集成、智能分析及预判
，从而达到优化配置的指标
，实现网络空间与实体空间的自适应、自组织和自协调
。

目前对CPS社会特点关注较少
，出格是鄙人面四个方面：一是在理论层面
，已有钻研没有回覆基于CPS的将来造作业主导逻辑是否产生变动；二是在架构层面
，以往CPS的钻研重要集中在技术架构上
，从中德美“再工业化”行动来看
，两化融合不仅必要搭建先进的技术系统
，更沉要通过技术架构形成新型造作业的能力架构；三是在能力层面
，CPS若何驱动造作业构建关键能力
，引领将来造作业的发展方向
，理论领导尚不清澈；四是钟注德、美造作业基础分歧
，政策沉点和战术布局也不一样
，三个国度的政策和能力构建异同对预判将来造作业的竞争会产生沉要影响
。据此
，文章提出了基于CPS技术层的能力与利用层架构系统（拜见图1）
。

图1 CPS的整体架构

二、中德美针对造作业政策的一样点

当局的关键作用
。三个国度确当局在引领将来造作业的发展方向上均阐扬关键性的作用
。自2015年起
，中国国务院、工信部、发改委等重要当局机构
，萦绕“中国造作2025”颁布六大领导定见和11项执行指南
。德国自2009年起成立了“工业4.0”工作组、国度科学与工程院、电气电工信息技术委员会等当局机构
，萦绕“工业4.0”颁布12个重要的推动政策
，涵盖了CPS、智能服务、数字化发展等多个维度
。美国自2009年起
，通过总统行政办公室、总统科技照拂委员会、美国国度经济委员会、美国工业互联网联盟、美国国度尺度技术钻研院等当局机构颁布了17个重要政策
。

器沉平台的价值
。钻研发现
，创新平台成为造作业能力建设的沉要蹊径
。三个国度都十吩祺沉造作业创新平台的建设
，出格是大企业主导的平台在造作业转型中的关键职位
。中国率先建成产业技术基础公共服务平台和协同创新平台
，这类平台的定位重要是产业技术和公共服务
。德国的平台建设直接服务于造作型企业的数字化转型
，其智能服务执行平台和智能服务创新平台对任何规模、行业和特定的国际企业维持盛开
，为其数字化平台和组件提供跨企业的前期试验和原型
，一旦试验成功
，能够急剧发展为分歧业业、企业合作和分享的智能服务生态系统
，成为造作业服务化转型的孵化器
。当局与企业、钻研集体、社聚合作同伴以及民间集体之间有机遇维持亲昵互换与沟通
，出格关注中幼企业的发展
。美国为了加快工业互联网发展
，通过成立美国先进造作业照拂联盟
，协调企业对国度先进造作业优先研发的技术投入
，凭据国度利益必要确定技术优先级
，“成立国度造作创新钻研院网络
，即政企合作的同伴关系
，提供共享的高科技设施
，提升美国在新兴科技领域确当先职位”
。截止到2015年底
，美国已经成立9家造作创新钻研所
。

三、中德美针对造作业政策的分歧点

钟注德、美能力构建的沉点分歧
。钻研发现
，凭据各个国度造作业基础的差距
，三个国度在CPS五层能力架构均有布局
，但能力构建的沉点分歧（拜见表1）
，这与三个国度的造作业基础差距有关
。总体看来：中国注沉提升造作业的基础实力
，德国强调造作产业的高效荟萃
，美国看沉业界、官场与学术界共同助力造作业创新和生态的建设
。

中国当前的能力构建集中在资源液化能力和资源集成能力上
。这与我国的造作业基础相对幽微、造作业规模巨大有关
。只有将基础建设好
，才有造作业转型升级的空间
。

德国的沉点是资源集成能力
，沉点打造价值链的横向集成和纵向集成
。德国造作业有极度优良的工业基础
，也是支持德国经济出口的沉要支柱
，企业信息化和数字化过程迅速
，因而
，它必要通过工业4.0战术有效地实现服务于客户的端到端衔接
，支持德国工业高效服务于全球市场
，确保德国造作业的主题竞争力
。

美国的沉点是智能分析能力
，一方面
，美国有大量当先的互联网和软件企业
，在网络空间已经形成了当吓着势
，在新一代信息通讯技术的研发创新上处于全球垄断的职位
，充分利用技术当吓着势推动造作领域的利用钻研
，如人机智能技术和机械人技术
，构建工业领域的智能分析能力和资源调配能力
。另一方面
，美国造作业信息化水平极度高
，对价值链的信息化管控能力已经成为其运营系统的主题竞争优势
，在经历了多年造作业表包实际之后
，美国造作业会通过造作业软件化能力
，实现逾越式当先发展
，打造整体化的创新生态
。

表1 三国对比CPS能力构建

四、政策建议

治理系统建设至关沉要
。基于CPS能力架构的建设涉及到好多有关利益群体和产业生态成员之间的互联互通和合作共享
，尤其是在资源集成能力层面
，不仅对价值链的横向和纵向集成有直接影响
，同时
，也直接影响造作业转型升级的效能和速度
。因而
，技术架构是否成功取决于对整体社会资源的有效治理和治理
，这个过程涉及到尺度化、互联互通机造、网络和信息安全、数据质量和架构、司法框架等
。在这方面
，德国的治理系统最为完整和全面
。美国通过国度经济委员会、国度科技政策办公室成立国度造作创新网络的治理架构
，以确保国度造作创新网络投资者的回报
。同时美国将尺度作为其当先造作业的关键身分
，器沉造订先进造作业尺度
。如美国联国机构将人为智能的数据尺度放在工作的首要地位
，通过人为智能解决社会难题
，推进人为智能公开数据尺度的使用和最佳实际
。

加强对战术性把持型资源的研发强杜纂力度
。鉴于CPS在智能电网系统、智能交通系统、航空航天电子系统、智能医疗系统、智能家电系统、环境监测、智能构筑、工业节造、国防系统、兵器系统等领域的战术意思和宽泛利用价值
，建议利用我国整体创新资源和市场优势
，积极参加国际尺度的造订
。通过前瞻性战术钻研
，提供将实体经济与网络经济共赢发展的综合性框架
，为企业提供持久、不变的政策设计与环境营造
，将实体与网络经济的发展打造成互利互惠、共同发展的同伴关系
。

物联网将是CPS系统建设周期最长的环节
。在CPS能力架构中
，资源液化能力和数据增值能力是最基础的建设
。从出产端的设备构件到用户端的穿戴设备
，整个造作业生态的物理对象液化和自认知注定要经历相当长的功夫堆集
。资源集成能力成为两化融合的主题
，是造作业产生质变的关键能力
。以中国、德国和美国为代表的国度再工业化战术中
，资源集成能力成为列国聚力的焦点
。智能分析能力是造作业实现智能化的必要能力
，但是对智能分析能力的构建必要对有关的技术投入大量的研发资源
，并赐与司法有效的支持保险
。

以更大力度推动造作企业信息化建设
。CPS是企业信息化建设过程一连、拓展和深入
，企业信息化做不好
，在新一轮技术转型中面对的挑战与压力会更大
。在这个过程中
，企业通过信息化和数字化伎俩不休优化供给链、提升现有供给链价值
，并在此基础上逐步实现系统互联
，为价值网络的形成打下坚实的基础
。由于我国造作型企业多多、信息化和数字化水平参差不齐
，基础信息化做不好
，造作业的智能化转型就很难做到
。

课题组主题成员：董幼英
，戴亦舒
，叶丽莎
，胡燕妮
，彭泗清
，武亚军