什么是CPS？数字孪生技术在工业4.0该如何应用？ThingJS

CPS与数字孪生的关系
基于CPS的数字孪生智能设备

简介：第四次工业革命是德国人提出来的，工业4.0是基于CPS的工业革命。第一次工业革命是蒸汽机驱动的机械化，第二次工业革命是电力驱动的基于劳动分工的大批量生产，第三次工业革命是使用了电子与IT技术的更高程度的自动化，第四次工业革命则基于CPS。

更确切地说，CPS技术不是新事物。在从事嵌入式系统的工业控制行业，在从事PLC应用或基于微处理器应用的自动化行业，CPS早就存在了。只不过这一次，CPS技术成为一个必要条件，应用领域遍及农业、楼宇、能源、制造、交通运输等行业。

一、CPS与数字孪生的关系

CPS是虚实融合。“实”是指人、机、物，而“虚”则指“数字孪生”。CPS是把人、机、物互联，实体与虚拟对象双向连接，以虚控实，虚实融合，以实现敏捷性和柔性、智能生产。

CPS内涵中的虚实双向动态连接，有两个步骤，一是虚拟的实体化，如设计一件东西，先进行模拟、仿真，仿真再制作出来；二是实体的虚拟化，实体在使用、运行的过程中，把状态反映到虚拟端去，通过虚拟方式进行判断、分析、预测和优化。

CPS可以视为数据输入+数字孪生承载体+数据输出的一个有机整体，大体上与严格意义下的智能产品、智能设备等同。 技术实现上，CPS是一种通过网络或接口实时采集到物理世界对象状态数据，并作为数据孪生承载对象的输入，经过数据孪生承载对象的加工处理，将结果再通过网络或接口实时地，直接作用到物理对象上的特殊的数字孪生承载对象。

数字孪生的核心是模型和数据，但虚拟模型创建和数据分析需要专业的知识，对于不具备相关知识的人员，构建和使用数字孪生任重道远，工业互联网恰恰可以解决上述问题，通过平台实现数据分析外包、模型共享等业务。数字孪生（Digital Twin）作为物理实体的数字化影像，从设计/仿真，延伸到产品全生命周期，赋予工业互联网新的生命力。

总结一下，CPS和数字孪生都有数字形态传承，但最大的区别是，CP