在數字化浪潮席卷全球的今天，信息物理系統（CPS）作為實現工業智能化升級的核心技術體系，正日益成為驅動產業變革的關鍵力量。CPS專家宣講團的成員、資深專家陳繼忠，近期就CPS使能技術體系的構建及其在多個領域的深度應用，分享了其獨到的見解與實踐經驗。
一、CPS：連接物理世界與信息世界的橋梁
陳繼忠首先闡釋了CPS的核心內涵。CPS并非單一技術，而是一個深度融合了計算、通信與控制技術的復雜系統工程。它通過集成的感知、計算、通信和控制能力，實現對物理實體高可靠、高實時、高精度的感知、分析與控制，從而在信息空間與物理世界之間建立起動態、緊密的閉環交互。這使得傳統的工業設備、生產線乃至整個城市系統，都能被精準地“數字化孿生”，實現狀態可知、行為可控、過程可優。
二、CPS使能技術體系的“四梁八柱”
陳繼忠強調，構建堅實、開放的CPS使能技術體系是應用落地的基石。這一體系如同大廈的“四梁八柱”，主要包括：
- 感知與執行層： 這是CPS的“神經末梢”，涵蓋各類高精度傳感器、智能儀表、嵌入式系統與執行機構，負責全面、實時地采集物理世界的數據，并精準執行控制指令。
- 數據與連接層： 作為“信息高速公路”，它依托工業互聯網、5G、TSN（時間敏感網絡）等新型網絡技術，實現海量異構數據的可靠、實時、安全傳輸與互聯互通。
- 計算與平臺層： 這是CPS的“智慧大腦”，包括邊緣計算節點、云計算平臺及工業互聯網平臺。它負責對匯聚的數據進行存儲、處理、分析與建模，特別是通過數字孿生技術構建虛擬映射，為智能決策提供支撐。
- 智能與應用層： 這是價值實現的最終體現。基于下層提供的模型與數據，通過大數據分析、人工智能算法、先進控制策略等，實現預測性維護、能效優化、自適應生產、協同制造等智能化應用場景。
這四層技術并非孤立，而是需要通過統一的標準體系、安全防護體系以及模型與數據管理體系的貫穿與保障，形成有機整體。
三、從概念到實踐：CPS的廣泛應用圖景
陳繼忠結合實例，描繪了CPS使能技術體系落地生根的廣闊前景：
- 在智能制造領域： CPS是實現柔性生產、個性化定制的關鍵。通過將機床、機器人、AGV、倉儲系統等全面互聯并構建數字孿生體，可以實現生產全過程的動態調度、質量在線監控與工藝自優化，大幅提升生產效率和產品質量。
- 在智慧能源領域： 應用于智能電網、新能源電站，CPS可以實現發電、輸電、用電各環節的實時監測、協同控制和需求側響應，提高能源利用效率和電網運行安全性、穩定性。
- 在智慧城市領域： 交通信號燈、環境監測點、安防攝像頭、樓宇設施等城市元素通過CPS實現互聯與智能調控，能夠有效緩解交通擁堵、優化公共資源配置、提升城市管理精細化水平和應急響應能力。
- 在重大裝備健康管理領域： 這正是將“健康信息咨詢”理念融入工業場景的典范。通過對飛機發動機、高鐵轉向架、風力發電機等復雜裝備部署全面的傳感器網絡，構建其全生命周期的數字孿生健康模型，可以實時監測其“體征”數據，利用AI算法進行故障預測與健康狀態評估，變“事后維修”為“事前預警”和“預測性維護”，極大保障了運行安全，降低了運維成本。
四、挑戰與展望
陳繼忠也指出，CPS的深入應用仍面臨異構系統集成、數據安全與隱私保護、標準體系尚待完善、復合型人才短缺等挑戰。隨著邊緣智能、人工智能與CPS的深度融合，以及行業標準體系的逐步健全，CPS將使能更多行業實現更深層次的數字化轉型，催生全新的業態和商業模式。
陳繼忠的分享清晰勾勒出CPS使能技術體系的脈絡與價值。它不僅是技術工具的集合，更是一種系統性的方法論和變革引擎。從智能工廠到智慧城市，從裝備健康管理到能源系統優化，CPS正在也將持續為實體經濟的數字化、網絡化、智能化升級注入強大動力，其“健康信息咨詢”式的精準管理與預測能力，正是未來智能社會高效、可靠、安全運行的重要保障。
