关于中国CPS战略的几点小建议

在2013年，德国正式提出工业4.0的时候，信息物理系统（CPS，Cyber－Physical Systems）作为其基础技术，就成为了国内一些专家追捧工业4．0时必提关键词，但由于CPS概念的抽象，实际上在过去3年多时间几无进展，这种状况直到工信部去年开始加强白皮书编撰才得以改变。

工业4．0研究院过去四年时间一直研究工业4．0之核心技术CPS，略有一些心得，并在2015年设立了CPS研究中心，针对中国CPS战略和技术创新做了一些探索，形成了一些不成熟的小建议。

建议一CPS目前针对的是复杂行业，大部分处于TRL 1－3阶段，按照美国跟欧盟H2020科技创新合作计划BILAT USA 4．0关于CPS方面的说明，目前双方合作是处于竞争前阶段（pre－petitive）。

国内不少专家认为CPS是一个可以利用的技术，但实际上它还处于基础科学不够成熟的阶段，难以实现真正的行业应用。美国国家科学基金（NSF）的专家在CPS－VO会议上指出，CPS针对的是系统产业（Systems Industry），并不适合简单的行业（至少目前如此），由于CPS涉及到跨学科的技术，目前还未有成熟的技术体系，应用还处于探索阶段。

事实上，虽然德国工业4．0把CPS作为技术基础，在之前Acatech还组织专家研究了SPES和agendaCPS，但实际上真正推进工业4．0体系的时候，提及CPS的频度是降低的，工业4．0研究院认为是CPS作为一种技术概念，难以在工程上形成有效的工具。

基于以上原因，对于国内正在进行的CPS工作，应该对基本问题进行探讨，切实认识到CPS还处于TRL 1－3的现状，多从研究和创新角度下功夫，不应该跨越式推动试点示范。

建议二从国外经验来看，CPS应该有一个较高层面的协同，诸如科技部、教育部和中科院等加入CPS相关工作来，可能对推动我国CPS研究和创新颇有价值。

从国内跟踪研究CPS的工作来看，主要是中科院和一些高校教授主动跟进研究CPS，但后来因为相关资金支持等问题，CPS实际上经历了大约10年时间的冷落，直到国内开始追捧以CPS为基础的德国工业4．0，CPS才被发掘出来。

不过，国内关注CPS，可以联合过去十多年参与其中的一些研究力量，由于各个机构关注重点不同，完全可以形成更有效的合作推进格局。

例如，中科院更关注基础科学的研究，高校更关注相关人才的培养，科技部更关注科技创新，国家标准化管理委员会更关注标准和测量，工信部更关注产业的推进……要达到这样的格局，需要更高层面的协同，难度应该不小。

建议三由于CPS跟IoT之间的关联比较大，可以考虑中国信息物理系统发展论坛（CPS Forum）跟信通院发起的工业互联网产业联盟（I，Alliance of Industrial Inter）之间的协同，还可以考虑类似美欧协同研究组织BILAT USA 4．0一样的双边合作。

大家知道，CPS的技术工程基础是嵌入式系统（Embedded System），它们之间的网络化就形成了CPS或IoT，在美欧之间进行科技创新联合研究项目中，也是把CPS／IoT放在一起进行研究的，其根本原因是它们都是综合性非常强的新概念，至少在TRL 1－3阶段，两个概念还没有分道扬镳。

从德国的agendaCPS、SPES／SPES XT、ARAMIS、CRYSTAL和IUNO等研究与创新项目来看，都是认为CPS和IoT具有相似的研究目的。美国在CPS PWG、NSF支持的CPS－VO、DARPA支持的AVM、SIMPLEX、HACMS、MoBIES、PCES等项目中，也有类似的思路。

工业4．0研究院认为，既然CPS目前还需要大量的基础性研究，还没有任何企业可以真正从CPS概念（除了忽悠）形成工程解决方案，那么国内外相关组织联合起来共同攻关，先解决一些科学上抽象的问题，不失为多赢的做法。

据BILAT USA 4．0官方网站介绍，美国和欧洲联合进行CPS／IoT等研究与创新项目的时间周期，就是设定为3年时间，也就是大家先在3年之内进行联合研究，也许到了3年之后，相关技术已经成熟，可以作为解决方案进行应用，大家再分道扬镳参与市场竞争未尝不可。

总而言之，作为一种科学技术存在的CPS，非常值得关注，并进行深入的研究，诸如数字孪生体（Digital Tin）和数字线程（Digital Thread）等美国国防部发明的系统工程工具，就是实践CPS应用的探索。在迈向所谓第四次工业革命过程中，一定会出现一些耳目一新的新科学和新概念，这正是我们这一代人有所作为之处。