一、基本概念
信息物理系統（CPS,Cyber-Physical Systems）是一個綜合計算、網絡和物理環境的多維復雜系統，通過3C（Computer、Communication、Control）技術的有機融合與深度協作，實現大型工程系統的實時感知、動態控制和信息服務。CPS實現計算、通信與物理系統的一體化設計，可使系統更加可靠、高效、實時協同，具有重要而廣泛的應用前景。
信息物理系統包含了將來無處不在的環境感知、嵌入式計算、網絡通信和網絡控制等系統工程，注重計算資源與物理資源的緊密結合與協調，主要用於一些智能系統上如設備互聯，物聯傳感，智能家居，機器人，智能導航等。
此外何積豐院士認為，CPS的意義在於將物理設備聯網，特別是連接到互聯網上，使得物理設備具有計算、通信、精確控制、遠程協調和自治等五大功能。
二、起源和發展
CPS這個詞起源於美國(2006年2月發布的《美國競爭力計划》)，火爆於德國，雛形產生於日本，並將對世界發展起着巨大的作用。
2005年5月，美國國會要求美國科學院評估美國的技術競爭力，並提出維持和提高這種競爭力的建議。5個月后，基於此項研究的報告《站在風暴之上》問世。在此基礎上於2006年2月發布的《美國競爭力計划》則將信息物理系統(CyberPhysicsSystem，CPS)列為重要的研究項目。到了2007年7月，美國總統科學技術顧問委員會(PCAST)在題為《挑戰下的領先——競爭世界中的信息技術研發》的報告中列出了八大關鍵的信息技術，其中CPS位列首位，其余分別是軟件、數據、數據存儲與數據流、網絡、高端計算、網絡與信息安全、人機界面、NIT與社會科學。
德國為了“確保制造業的未來”，提出了工業4.0的概念，核心就是CPS系統，並成為了火爆全球的概念，這主要得益於德國雄厚的工業基礎，特別是數控設備為代表的機械，以及發展迅速的德國信息技術;
日本MAZAK在多年前就推出了CPC系統。其CPC是 Cyber Production Center的簡稱，中文是智能生產中心，這是一套工廠內實現網絡化管理的軟件，通過將機器、加工程序、夾具以及生產日程安排等所有的數據都進行共享，從而實現對工廠的實施管理，幫助用戶工廠實現智能化，該軟件由四個系統構成，它們分別是：加工程序自動編制系統(CAMWARE)、智能化日程管理(Cyber Scheduler)、智能刀具管理(Cyber Tool Manager)和智能監控系統(Cyber Monitor)。這套系統推出后，很多參觀者嘆為觀止，評價很高。但由於這套系統開放性較差，不兼容其他控制系統，所以在市場上並沒有引起大規模應用，但其理念卻是非常領先的。
對於CPS廣闊的應用前景，應用下我們的何積豐院長的話：“下一代工業將建立在CPS之上，隨着CPS技術的發展和普及，使用計算機和網絡實現功能擴展的物理設備無處不在，並將推動工業產品和技術的升級換代，極大地提高汽車、航空航天、國防、工業自動化、健康/醫療設備、重大基礎設施等主要工業領域的競爭力。”
三.我的理解
CPS信息物理系統其實和物聯網很像，但有着本質的區別。
物聯網以及傳感網，最擅長的是基於無線連接的，主要實現的是感知，對於控制成分很少。就像現在我們在辦公室里在手機上按下按鈕，家里的所謂的智能電飯煲就開始煮飯了。
而CPS在實現信息傳遞之外，協調能力，計算能力更加強大，從而實現自治。同樣是我在辦公室在手機上按下按鈕，家里面基於CPS的智能機器人，就可以通過網絡收集到我最近今天的身體狀況，飲食習慣，食品市場情況等等信息，根據這些數據進行分析，得出應該做怎樣的飯，怎樣的菜的結論，最后再把飯菜做出來。沒錯智能機器人也屬於CPS的應用范圍。
從兩種情況的對比，可以很清楚的感覺到物聯網和信息物理系統之間的差距。物聯網就像現在的瘦客戶端，而CPS就是胖客戶端，基於CPS的硬件可以通過收集信息，將信息的處理分析過程在本地進行，這就需要物理硬件有很強大的計算能力，能夠適應海量運算。這也是現在研究的一個難點。
當然信息物理系統涉及的學科方向很廣，包含傳感網絡，嵌入式計算，網絡通信，網絡控制，數據處理等等。我現在才剛剛了解這個領域。不過能夠有機會接觸到這個能夠改變世界的研究領域，應該是一件比較幸福的事。
參考文獻：
1.朱鐸先的博客——談工業4.0的核心——CPS信息物理系統
2.巴宇;劉嬈;李衛東:信息物理融合系統(CPS)研究綜述
3.朱素果;曾碧:CPS技術發展研究
轉載自海呆呆の博客