从信息模型到信息物理系统 From information model to cyber physical system 王荣昊 2018.4.25
王荣昊 From information model to cyber physical system 2018.4.25
CONTENT 01概念介绍 02 信息VS赛博 03 技术现状 04 电网应用
01 概念介绍 02 信息VS赛博 03 技术现状 04 电网应用 CONTENTS
信息物理系统(CPS,Cyber- Physical Systems)是一个综合计 信息模型是面向对象分析的基础。 信息模型 算、网络和物理环境的多维复杂系 它的基本思想是描述三个内容：对 统，实际物理系统与信息计算模型 象、对象属性和对象之间的关系。 的有机融合与深度协作，实现大型 对象之间存在一定的关系，关系 工程系统的实时感知、动态控制和 是以属性的形式表现的。 信息物理系统 信息服务。CPS实现计算、通信与 物理系统的一体化设计，可使系统 更加可靠、高效、实时协同，具有 重要而广泛的应用前景
信息模型 信息物理系统 信息模型是面向对象分析的基础。 它的基本思想是描述三个内容:对 象、对象属性和对象之间的关系。 对象之间存在一定的关系，关系 是以属性的形式表现的。 信息物理系统（CPS,Cyber- Physical Systems）是一个综合计 算、网络和物理环境的多维复杂系 统，实际物理系统与信息计算模型 的有机融合与深度协作，实现大型 工程系统的实时感知、动态控制和 信息服务。CPS实现计算、通信与 物理系统的一体化设计，可使系统 更加可靠、高效、实时协同，具有 重要而广泛的应用前景
Cyber physical system-- 信息物理模型VS赛博物理系统？？ Cyberi源于维纳的《控制论》“Cybernetics'”,在 钱学森的《工程控制论》英文版中，将 “Cybernetics''明确为“机械和电机系统的控制和 导航科学”，是测量、信息、控制的多元集合。工 业4.O北京研究会组织的多学科研究人员之所以围 绕CPS的概念与技术来源作深入考察，Cybert的 外延与内涵远非信息二字所能指代。从学科看， CPS系统是一个包含无处不在的环境感知、嵌入 式计算、网络通信和网络控制等科学在内的系统 工程。从功能看，Cyber使物理系统具有计算、通 信、精确控制、远程协作和自治功能
80% 30% 60% 30% Cyber physical system—— 信息物理模型VS赛博物理系统？？ Cyber源于维纳的《控制论》“Cybernetics”，在 钱学森的《工程控制论》英文版中，将 “Cybernetics”明确为“机械和电机系统的控制和 导航科学”，是测量、信息、控制的多元集合。工 业4.0北京研究会组织的多学科研究人员之所以围 绕CPS的概念与技术来源作深入考察，Cyber的 外延与内涵远非信息二字所能指代。从学科看， CPS系统是一个包含无处不在的环境感知、嵌入 式计算、网络通信和网络控制等科学在内的系统 工程。从功能看，Cyber使物理系统具有计算、通 信、精确控制、远程协作和自治功能
信息物理系统的技术现状 嵌入式系统的应用 信息的获取与应用 嵌入式系统由于其优异的性能广泛应用于工业及生活中。而在 信息物理系统中，嵌入式系统被要求与物理现象进行交互以及 相对于传统信息系统的任务（包括信息采集、通信与处 对复杂的过程事件进行捕获。 理)，CPS强调更全面地获取信息、利用信息并与实际 的物理系统保持高度相关性。现在较为成熟的技术有分 系统的融合与控制 层分布式采集控制模式，按照区域和功能配置终端装置 信息物理系统由信息系统与物理系统构成，由于控制对象与运 等等。同时云计算和仿真在信息获取中也得到了广泛应 行机理的不同存在异构性：离散与连续、分布与集中。解决方 用。 案：包含离散状态与连续动态的混合系统建模，信息预测，最 优化算法
嵌入式系统的应用 嵌入式系统由于其优异的性能广泛应用于工业及生活中。而在 信息物理系统中，嵌入式系统被要求与物理现象进行交互以及 对复杂的过程事件进行捕获。 系统的融合与控制 信息物理系统由信息系统与物理系统构成，由于控制对象与运 行机理的不同存在异构性：离散与连续、分布与集中。解决方 案：包含离散状态与连续动态的混合系统建模，信息预测，最 优化算法。 信息的获取与应用 相对于传统信息系统的任务（包括信息采集、通信与处 理），CPS强调更全面地获取信息、利用信息并与实际 的物理系统保持高度相关性。现在较为成熟的技术有分 层分布式采集控制模式，按照区域和功能配置终端装置 等等。同时云计算和仿真在信息获取中也得到了广泛应 用。 信息物理系统的技术现状
电网中信息物理系统的要求 物理←→信息 离散←→连续 采集←→应用 电网的信息物理系统是时 具备与信息流特点相匹配 物理系统与信息系统，即 间与事件的并发系统，强 的信息采集控制网络，实 一、二次系统相互协调， 调对客观物理事件的最优 现一次设备、控制终端、 降低两系统的不一致性。 描述，从建模、控制、分 多级控制器互通；兼容多 析都要体现连续与离散之 种通信协议、信息模型， 间的联系 满足装置“即插即用”需 求，能准确传递、识别信 息流；按功能和通信资源 优化信息路径和信息内容 充分考虑电网协调控制与 优化分析需要
物理系统与信息系统，即 一、二次系统相互协调， 降低两系统的不一致性。 物理信息 电网的信息物理系统是时 间与事件的并发系统，强 调对客观物理事件的最优 描述，从建模、控制、分 析都要体现连续与离散之 间的联系 离散连续 具备与信息流特点相匹配 的信息采集控制网络，实 现一次设备、控制终端、 多级控制器互通；兼容多 种通信协议、信息模型， 满足装置“即插即用”需 求，能准确传递、识别信 息流；按功能和通信资源 优化信息路径和信息内容， 充分考虑电网协调控制与 优化分析需要。 采集应用 电网中信息物理系统的要求
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