網宇實體系統

網絡實體系統或稱 「 虛實整合系統 」 （, CPS ） 是一個結合電腦運算領域以及感測器和致動器裝置的整合控制系統 。 目前已有某些領域出現似於CPS的電子控制整合系統 ， 例如航空 、 汽車 、 化學制程 、 基礎建設 、 能源 、 健康 、 製造 、 交通控制 、 娛樂和消費性電子產品 ， 但目前這些系統通常都是嵌入式系統 ， 嵌入式系統比較強調機器的計算能力 ， CPS則更爲強調各個實體裝置和電腦運算網路的連結 。 CPS是借用技術手段實現人的控制在時間 、 空間等方面的延伸 ， CPS系統的本質就是人 、 機 、 物的融合計算 。 所以 ， 國內又將CPS稱爲人機物融合系統 。 和傳統的嵌入式系統不同 ， 一個完整的CPS被設計成一個實體裝置的互動網路 ， 而不只是一個單獨運作的裝置 。 這個概念類似於機器人網路和無線感測網路 。 據推測 ， 接下來的數年在科學和工程的進步會使得計算和物理實體單元能夠更緊密的互相結合 ， 而使得CPS的適應性 、 自動化 、 效率 、 功能 、 可靠性 、 安全性和可用性大幅提升 。 科技進展也會讓CPS在多個方面的可能應用變大 ， 例如 ： 行動介入 （ 避免行爲衝突 ） ； 精準度 （ 機器手術和奈米層級的製造 ）; 在危險或是無法進入的環境下行動 （ 搜尋和營救 、 消防和深海或太空探測 ） ； 協調 （ 空中交通控制 、 戰鬥行動協調 ） ； 效率 （ 零能源額外損耗建築 ） ； 擴增人類的能力 （ 醫療監控和照護 ） 。 美國國家科學基金會 （ National Science Foundation, NSF ） 已經將CPS列入重點科研領域 。 從2006年末開始 ， 美國國家科學基金會和其他美國的聯邦機構贊助了一些CPS的研討會 。 於2006年在美國德州奧斯汀舉辦的CPS研討會上 ， NSF對CPS給出瞭如下的定義 ： 實體 （ Physical ） ： 自然界中的或由人類製造的 ， 遵循物理定理在連續的時間內運行的系統 。 網絡 （ Cyber ） ： 利用計算 、 通信 、 及控制系統進行的離散及邏輯化管理 。 網絡實體系統 ： （ Cyber-Physical System ） ： 將實體與網絡的各個組成部分在所有層面和維度上緊密結合的系統 ， 對實體及網絡進行對稱性的深入管理 。 CPS實質上是一種多維度的智能技術體系 ， 以大數據 、 網絡與海量計算爲依託 ， 通過核心的智能感知 、 分析 、 挖掘 、 評估 、 預測 、 優化 、 協同等技術手段 ， 將計算 、 通信 、 控制 （ Computing 、 Communication 、 Control ， 3C ） 有機融合與深度協作 ， 做到涉及對象機理 、 環境 、 群體的網絡空間與實體空間的深度融合 。 CPS能夠從實體空間 （ Physical Space ） 、 環境 、 活動大數據的採集 、 存儲 、 建模 、 分析 、 挖掘 、 評估 、 預測 、 優化 、 協同 ， 並與對象的設計 、 測試和運行性能表徵相結合 ， 使網絡空間 （ Cyber Space ） 與實體空間深度融合 、 實時交互 、 互相耦合 、 互相更新的網絡空間 （ 包括機理空間 、 環境空間與群體空間的結合 ） ； 進而 ， 通過自感知 、 自記憶 、 自認知 、 自決策 、 自重構和智能支持促進工業資產的全面智能化 。