一、基本概念
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，通过3C（Computer、Communication、Control）技术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。
信息物理系统包含了将来无处不在的环境感知、嵌入式计算、网络通信和网络控制等系统工程，注重计算资源与物理资源的紧密结合与协调，主要用于一些智能系统上如设备互联，物联传感，智能家居，机器人，智能导航等。
此外何积丰院士认为，CPS的意义在于将物理设备联网，特别是连接到互联网上，使得物理设备具有计算、通信、精确控制、远程协调和自治等五大功能。
二、起源和发展
CPS这个词起源于美国(2006年2月发布的《美国竞争力计划》)，火爆于德国，雏形产生于日本，并将对世界发展起着巨大的作用。
2005年5月，美国国会要求美国科学院评估美国的技术竞争力，并提出维持和提高这种竞争力的建议。5个月后，基于此项研究的报告《站在风暴之上》问世。在此基础上于2006年2月发布的《美国竞争力计划》则将信息物理系统(CyberPhysicsSystem，CPS)列为重要的研究项目。到了2007年7月，美国总统科学技术顾问委员会(PCAST)在题为《挑战下的领先——竞争世界中的信息技术研发》的报告中列出了八大关键的信息技术，其中CPS位列首位，其余分别是软件、数据、数据存储与数据流、网络、高端计算、网络与信息安全、人机界面、NIT与社会科学。
德国为了“确保制造业的未来”，提出了工业4.0的概念，核心就是CPS系统，并成为了火爆全球的概念，这主要得益于德国雄厚的工业基础，特别是数控设备为代表的机械，以及发展迅速的德国信息技术;
日本MAZAK在多年前就推出了CPC系统。其CPC是 Cyber Production Center的简称，中文是智能生产中心，这是一套工厂内实现网络化管理的软件，通过将机器、加工程序、夹具以及生产日程安排等所有的数据都进行共享，从而实现对工厂的实施管理，帮助用户工厂实现智能化，该软件由四个系统构成，它们分别是：加工程序自动编制系统(CAMWARE)、智能化日程管理(Cyber Scheduler)、智能刀具管理(Cyber Tool Manager)和智能监控系统(Cyber Monitor)。这套系统推出后，很多参观者叹为观止，评价很高。但由于这套系统开放性较差，不兼容其他控制系统，所以在市场上并没有引起大规模应用，但其理念却是非常领先的。
对于CPS广阔的应用前景，应用下我们的何积丰院长的话：“下一代工业将建立在CPS之上，随着CPS技术的发展和普及，使用计算机和网络实现功能扩展的物理设备无处不在，并将推动工业产品和技术的升级换代，极大地提高汽车、航空航天、国防、工业自动化、健康/医疗设备、重大基础设施等主要工业领域的竞争力。”
三.我的理解
CPS信息物理系统其实和物联网很像，但有着本质的区别。
物联网以及传感网，最擅长的是基于无线连接的，主要实现的是感知，对于控制成分很少。就像现在我们在办公室里在手机上按下按钮，家里的所谓的智能电饭煲就开始煮饭了。
而CPS在实现信息传递之外，协调能力，计算能力更加强大，从而实现自治。同样是我在办公室在手机上按下按钮，家里面基于CPS的智能机器人，就可以通过网络收集到我最近今天的身体状况，饮食习惯，食品市场情况等等信息，根据这些数据进行分析，得出应该做怎样的饭，怎样的菜的结论，最后再把饭菜做出来。没错智能机器人也属于CPS的应用范围。
从两种情况的对比，可以很清楚的感觉到物联网和信息物理系统之间的差距。物联网就像现在的瘦客户端，而CPS就是胖客户端，基于CPS的硬件可以通过收集信息，将信息的处理分析过程在本地进行，这就需要物理硬件有很强大的计算能力，能够适应海量运算。这也是现在研究的一个难点。
当然信息物理系统涉及的学科方向很广，包含传感网络，嵌入式计算，网络通信，网络控制，数据处理等等。我现在才刚刚了解这个领域。不过能够有机会接触到这个能够改变世界的研究领域，应该是一件比较幸福的事。
参考文献：
1.朱铎先的博客——谈工业4.0的核心——CPS信息物理系统
2.巴宇;刘娆;李卫东:信息物理融合系统(CPS)研究综述
3.朱素果;曾碧:CPS技术发展研究
转载自海呆呆の博客