沒有物流就沒有工業(yè)4.0?一文帶來認(rèn)識(shí)智慧供應(yīng)鏈與物流
作者 | 唐隆基
來源 | 物流沙龍 logclubcn
本文主要介紹的是不為大多數(shù)人熟悉的CPS，它的特點(diǎn)、概念、發(fā)展歷史和趨勢(shì)及其幾個(gè)重要應(yīng)用。
隨著2013德國工業(yè)4.0，美國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，和中國的工業(yè)2025的興起, 世界開始進(jìn)入智能計(jì)算（Smart Computing）時(shí)代。智能計(jì)算的提出可追溯到2009 美國的科技咨詢公司Forrester 發(fā)表的一份報(bào)告“Smart Computing Drives The New Era Of IT Growth”（by Andrew H. Bartels）:
圖1：計(jì)算的四大發(fā)展階段
其中網(wǎng)絡(luò)計(jì)算起步約于1995，其中包括客戶端服務(wù)器計(jì)算（client-servercomputing）、網(wǎng)格計(jì)算 （grid computing）、效用計(jì)算（utility computing）、服務(wù)計(jì)算 （service computing），直到今天流行的云計(jì)算 （cloud computing）和基于無線網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)計(jì)算 （mobile computing）。
網(wǎng)絡(luò)計(jì)算是基于互聯(lián)網(wǎng)（internet）和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)（mobile internet）。智能計(jì)算 （smart computing）可追溯到早期的商業(yè)智能(Business Intelligence: BI), smart grid, smart meter， smart phone，等等。對(duì)于早期的智能計(jì)算，F(xiàn)orrester 的報(bào)告指出其具有以下5A’s的特點(diǎn)：
圖2：早期的智能計(jì)算5A’s的特點(diǎn)
作為新一代信息技術(shù)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將使世界由人人互聯(lián)到物物互聯(lián)，它將給經(jīng)濟(jì)和人們的生活帶來巨大的變革與創(chuàng)新。2016年物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備達(dá)到64億個(gè)，據(jù)預(yù)測(cè), 2020年人均物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備將達(dá)到6.58個(gè)（2003年為0.08個(gè)），到2025年底，將有超過950億物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。
而TechNavio預(yù)測(cè)，中國的物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)在2014-2019年間將以32.15%的復(fù)合年增長(zhǎng)率發(fā)展。
隨著物聯(lián)網(wǎng)（IoT）的迅猛發(fā)展及產(chǎn)業(yè)化，和人工智能技術(shù)，包括深度學(xué)習(xí)，智能機(jī)器人等的發(fā)展及應(yīng)用，以及工業(yè)4.0和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIoT)的興起，智能計(jì)算已發(fā)展成為以Cyber-Physical Systems(CPS)為核心技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng) (IoT)為依托的現(xiàn)代智能計(jì)算。
本文主要介紹的是不為大多數(shù)人熟悉的CPS，它的特點(diǎn)、概念、發(fā)展歷史和趨勢(shì)及其幾個(gè)重要應(yīng)用。
1.什么是CPS？
CPS是英文Cyber-Physical Systems的簡(jiǎn)稱。CPS有不同的中文翻譯， 例如“信息物理系統(tǒng)”或“網(wǎng)絡(luò)物理系統(tǒng)”， 本文采用后者。下面本文將給出一個(gè)簡(jiǎn)單的CPS定義：
網(wǎng)絡(luò) （Cyber）：計(jì)算、通信和控制，是離散的，邏輯的，和可改變的
物理（Physical）：自然和人為的系統(tǒng)由物理定律管理和支配，并連續(xù)運(yùn)行
網(wǎng)絡(luò)物理系統(tǒng)是網(wǎng)絡(luò)（軟件）系統(tǒng)和物理（硬件）系統(tǒng)的融合系統(tǒng)。因此，它是一個(gè)嵌入系統(tǒng)。
從智能計(jì)算角度，它不同于一般的嵌入系統(tǒng)，是一個(gè)智能系統(tǒng)。它結(jié)合網(wǎng)絡(luò)功能和物理的功能來解決無論是哪部分都不能單獨(dú)解決的問題。如智能制造、智能機(jī)器人、智慧城市等。
網(wǎng)絡(luò)物理系統(tǒng)的發(fā)展決非偶然，它是以下三大科技趨勢(shì)的產(chǎn)物。
（1）趨勢(shì)1： 數(shù)據(jù)（包括大數(shù)據(jù)）/設(shè)備按穆爾定律指數(shù)增長(zhǎng)
圖3：智能設(shè)備無處不在
（2）趨勢(shì)2： 集成的規(guī)模越來越大(信息孤島的成本高)
圖4：整合與規(guī)模的挑戰(zhàn)
（3）趨勢(shì)3： 人類消費(fèi)（消化和吸收）信息能力的提高與智能設(shè)備的指數(shù)增長(zhǎng)（穆爾定律）不匹配。以致系統(tǒng)越來越多的自主性（人被排除在外）。
圖5：系統(tǒng)越來越多的自主性-智能化發(fā)展
為什么CPS能迎合以上三大科技趨勢(shì)，它有什么特點(diǎn)？首先，讓我們看看它的好處。CPS的好處包括：
CPS允許我們添加物理系統(tǒng)的能力
通過將計(jì)算和通信與物理過程相結(jié)合，CPS帶來了許多好處：
更安全和更高效的智能化系統(tǒng)
降低建設(shè)和操作系統(tǒng)的成本
構(gòu)建復(fù)雜系統(tǒng)，提供新的功能
技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的驅(qū)動(dòng)因素：
計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)和傳感的降低成本
計(jì)算機(jī)和通信是無處不在，使能國家或全球規(guī)模效率
社會(huì)和經(jīng)濟(jì)力量需要更有效地利用國家基礎(chǔ)設(shè)施
CPS不僅繼承早期的智能計(jì)算5A’s的特點(diǎn)，它還具有其新的特點(diǎn)：
新要求和應(yīng)用驅(qū)動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)-物理耦合：
每個(gè)物理部件的網(wǎng)絡(luò)能力
大規(guī)模有線和無線聯(lián)網(wǎng)
多維度和極端規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)
系統(tǒng)的系統(tǒng)：
新的時(shí)空約束
復(fù)雜的多時(shí)空維度
動(dòng)態(tài)重組/重新配置
非常規(guī)計(jì)算和允許映射從物理基到突然出現(xiàn)的進(jìn)程
3C-通信（Communication）/計(jì)算（Computation）/控制(Control)之間的新型交互：
自動(dòng)化程度高，控制回路必須在所有尺度上形成閉環(huán)
在控制回路中允許大量非技術(shù)精明的用戶
無處不在驅(qū)動(dòng)前所未有的安全和隱私的需要
在某些情況下操作必須可靠并通過認(rèn)證
下圖描述了CPS平臺(tái)作為多種多維度和超規(guī)模網(wǎng)絡(luò)的中心。CPS之所以能成為中心，是因?yàn)樗哂猩鲜龅闹悄苡?jì)算特性。
圖6：CPS平臺(tái)
總的來說, CPS是一個(gè)非常重要和特具潛力的新型智能技術(shù)，以及現(xiàn)代智能計(jì)算的核心之一。然而，與其他計(jì)算技術(shù)相比，特別是物聯(lián)網(wǎng)，它是相對(duì)年輕的和更復(fù)雜的技術(shù)。
CPS在基礎(chǔ)定理與設(shè)計(jì)技術(shù)仍然面臨著許多挑戰(zhàn)和問題，如安全性，能耗，大規(guī)模集成，“封閉“和“開放“，“靜態(tài)”和“動(dòng)態(tài)”的融合， 因此，它仍然是一個(gè)計(jì)算機(jī)科學(xué)和工程重要的研究領(lǐng)域。在此文章的最后一部分，您將看到CPS研究獲得美國國家科學(xué)基金會(huì)和其他機(jī)構(gòu)的不斷資助。
2. CPS 和IoT
2.1 CPS和IoT 的比較
上面我們定義了CPS并描述了CPS的特點(diǎn)?？雌饋鞢PS是如此強(qiáng)大，為什么物聯(lián)網(wǎng)仍然如此受歡迎和發(fā)展如此迅猛。很多人混淆了這兩個(gè)概念。以下圖7描述了CPS與物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)分析、云計(jì)算等的關(guān)系。
圖7：CPS與物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)分析、云計(jì)算等的關(guān)系 （John Soldatos）
在如中國信息物理系統(tǒng)發(fā)展論壇的信息物理系統(tǒng)白皮書指出：信息物理系統(tǒng)（CPS）是工業(yè)和信息技術(shù)范疇內(nèi)跨學(xué)科、跨領(lǐng)域、跨平臺(tái)的綜合技術(shù)體系所構(gòu)成的系統(tǒng)，覆蓋廣泛、集成度高、滲透性強(qiáng)、創(chuàng)新活躍，是兩化融合支撐技術(shù)體系的集大成。
以上的圖7和以下的圖8揭示了CPS以上的本質(zhì)。IoT 構(gòu)建了物理世界中的連通的網(wǎng)絡(luò)，CPS在物聯(lián)網(wǎng)上面構(gòu)建了綜合技術(shù)體系所構(gòu)成的系統(tǒng)。
美國國家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)研究院（NIST）指出：除了CPS，有許多單詞和短語（工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)（IoT）、機(jī)器對(duì)機(jī)器（M2M）、智能城市、其他）描述相似的或相關(guān)的系統(tǒng)和概念。有這些概念之間有明顯的重疊，特別是CPS與物聯(lián)網(wǎng)，使得CPS物聯(lián)網(wǎng)有時(shí)可以互換使用；因此，應(yīng)認(rèn)為CPS框架所描述的方法對(duì)物聯(lián)網(wǎng)是同樣適用的。
在我看來，CPS與物聯(lián)網(wǎng)重疊程度最高。大多數(shù)CPS系統(tǒng)/應(yīng)用程序可以很好地歸類為物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，反之亦然。當(dāng)然，這一切都取決于對(duì)這些術(shù)語和技術(shù)的定義和看法，CPS和物聯(lián)網(wǎng)都是網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，可能涉及物理傳感和/或嵌入式設(shè)備，即兩者結(jié)合的物理和數(shù)字/網(wǎng)絡(luò)世界的各個(gè)方面。然而，不同的社區(qū)將青睞一個(gè)或另一個(gè)。例如:
工程社區(qū)（例如，機(jī)械工程，航空航天工程，航空）和嵌入式系統(tǒng)和系統(tǒng)測(cè)試和驗(yàn)證的計(jì)算機(jī)科學(xué)家通常使用CPS（優(yōu)先于物聯(lián)網(wǎng)）。此外，在美國優(yōu)先CPS在物聯(lián)網(wǎng)之上。
電信和網(wǎng)絡(luò)社區(qū)，包括研究更廣泛的領(lǐng)域下一代網(wǎng)絡(luò)和未來的互聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算機(jī)科學(xué)家一般常用物聯(lián)網(wǎng)（優(yōu)先于CPS）。在歐盟，一般用物聯(lián)網(wǎng)比CPS（雖然后者在諸如未來制造,例如，工業(yè)4.0中是核心技術(shù)）多。
圖8：CPS的本質(zhì)
下表總結(jié)了主要的CPS 和IoT的共性和主要差異：
2.2 CPS和IoT 的融合趨勢(shì)
下面的圖9描述了物理和數(shù)字世界的融合趨勢(shì)。研究者和實(shí)踐者正在思考如何使CPS與物聯(lián)網(wǎng)可以深入集成為大規(guī)模具有二者優(yōu)點(diǎn)的分布式智能系統(tǒng)。
圖9：物理和數(shù)字世界的融合趨勢(shì)
下面的圖10表明CPS與物聯(lián)網(wǎng)融合的結(jié)果將是創(chuàng)新一個(gè)超越傳統(tǒng)的技術(shù)體系：
圖10：創(chuàng)新超越傳統(tǒng)的技術(shù)體系
3.CPS概念圖
以下的圖11是CPS的概念圖它給我們更多關(guān)于CPS的詳細(xì)信息。此圖是由本文作者將英語翻譯成中文的版本。英文原版圖片一開始源于由NIST S. Shyam Sunder在2012年3月13日在芝加哥的NIST CPS研討會(huì)上給出的CPS系統(tǒng)分類。
加州大學(xué)伯克利分校的Edward A. Lee把分類法轉(zhuǎn)換成了一幅圖片，然后開始用各種人的輸入來發(fā)展它。英文原版圖片發(fā)表在ｈｔｔｐ：／／ｃｙｂｅｒｐｈｙｓｉｃａｌｓｙｓｔｅｍｓ．ｏｒｇ的網(wǎng)站上。
圖11：CPS的概念圖
從圖11，我們可以看到CPS是一個(gè)具有廣泛應(yīng)用非常復(fù)雜的系統(tǒng)。歸納起來：
CPS支持混合模式，并且深度嵌入
CPS包括幾個(gè)主要子系統(tǒng)：控制系統(tǒng)(包括智能系統(tǒng))，通信系統(tǒng)，計(jì)算系統(tǒng), 安全系統(tǒng), 管理系統(tǒng)
CPS具有與人和物理世界的接口，特別是智能設(shè)備
CPS 具有幾個(gè)重要的系統(tǒng)質(zhì)量屬性: 安全性, 高可靠性， 并發(fā)性，可擴(kuò)展性, 異構(gòu)性, 可控性, 自主性，自適應(yīng)性，和互操作性
下面， 我們將介紹幾個(gè)重要的CPS應(yīng)用。
4.CPS的應(yīng)用
下面， 我們將主要介紹CPS在以下三個(gè)方面的應(yīng)用：智能制造和工業(yè)4.0，智能供應(yīng)鏈與物流，智慧城市。
4.1.智能制造和工業(yè)4.0
2013年4月德國科學(xué)和工程研究院（acatech）發(fā)布了其著名的報(bào)告“確保德國制造業(yè)的未來-實(shí)施創(chuàng)新的工業(yè)4.0戰(zhàn)略的建議（”Securing the future of German manufacturing industry Recommendations for implementing the strategic initiative INDUSTRIE 4.0“）“。
報(bào)告指出，工業(yè)4.0是一個(gè)以CPS為核心技術(shù)，服務(wù)互聯(lián)網(wǎng)為頂層和物聯(lián)網(wǎng)為底層的智能產(chǎn)業(yè)。 如圖12所示它包括核心的智能工廠及其智能支持和輸出，其中包括智能移動(dòng)，智能物流，智能電網(wǎng)，智能樓宇，智能產(chǎn)品：
圖12：工業(yè)4.0
下面的圖13顯示了智能制造中的CPS系統(tǒng)。它引領(lǐng)工業(yè)從自動(dòng)化轉(zhuǎn)向智能化。
圖13：CPS是智能制造核心技術(shù)
2016年2月美國國家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)研究院（NIST）發(fā)布了“智能制造系統(tǒng)的一系列現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的概觀（Standards Landscape for Smart Manufacturing Systems）”。它比較了德國工業(yè)4.0和美國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng), 并指出了網(wǎng)絡(luò)物理生產(chǎn)系統(tǒng) (Cyber-Physical Production Systems)的未來。
本文不會(huì)詳細(xì)討論工業(yè)4.0。我們只是想告訴你CPS是智能制造和工業(yè)4.0的核心技術(shù)。
4.2.智能供應(yīng)鏈與物流
4.1 指出了智能供應(yīng)鏈與物流是智能制造和工業(yè)4.0的重要組成部分。國外稱之為logistics4.0(物流4.0)。正如德國弗勞恩霍夫物流研究院院長(zhǎng)Michael ten Hompel所說的：“物流是任何行業(yè)運(yùn)作成敗最具決定性的因素，沒有物流就沒有工業(yè)4.0，因此工業(yè)4.0時(shí)代其實(shí)就是物流4.0時(shí)代”。
在工業(yè)4.0時(shí)代，生產(chǎn)制造活動(dòng)的發(fā)起點(diǎn)不再是制造企業(yè)，而是最終用戶。整個(gè)價(jià)值鏈由過去企業(yè)推動(dòng)的模式轉(zhuǎn)變?yōu)橛脩衾瓌?dòng)的模式，即一切生產(chǎn)經(jīng)營的出發(fā)點(diǎn)變成了最終用戶。用戶的需求變得更加個(gè)性化、高端化，講究參與感與快速響應(yīng)。
在這種新的生產(chǎn)模式下，首先受到?jīng)_擊的其實(shí)正是制造企業(yè)的物流部分。智能供應(yīng)鏈與物流應(yīng)運(yùn)而生來滿足用戶定制化、快速響應(yīng)等要求，達(dá)到更具有高柔性的自動(dòng)化物料配送和根據(jù)訂單做出快速響應(yīng)的能力。顯然，這種智能產(chǎn)品物流是集成在智能制造的CPS的控制系統(tǒng)中。圖14是智慧工廠中的智能倉儲(chǔ)與物流的例子。
圖14：德富萊智能科技股份有限公司的智慧工廠中的智能倉儲(chǔ)與物流
工業(yè)4.0時(shí)期，物流裝備不僅要求是智能的，且設(shè)備之間還要實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)，從而實(shí)現(xiàn)物流系統(tǒng)的智能化要求。例如德國物流研究院（Fraunhofer IML）自主研發(fā)了inBin智能周轉(zhuǎn)箱技術(shù)。通過在周轉(zhuǎn)箱上加裝感知與智能控制單元，實(shí)現(xiàn)了物流單元的智能化。
智能箱既能自主管理箱內(nèi)的庫存，又能向上級(jí)系統(tǒng)及時(shí)報(bào)告智能箱的狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)要貨和補(bǔ)貨的功能?；谥悄芟涞妮斔拖到y(tǒng)可采用分散控制技術(shù)，智能箱不再是被動(dòng)單元，而是給輸送系統(tǒng)發(fā)號(hào)施令的“主人”。在智能箱的指揮下，輸送系統(tǒng)可以自動(dòng)地將箱子送達(dá)目的地。
另一方面，可通過智能箱與智能物流設(shè)備(如穿梭車)集成，實(shí)現(xiàn)面向工業(yè)4.0的智能、高效、靈活的物流系統(tǒng)。
工業(yè)4.0和智能制造帶動(dòng)了智能倉儲(chǔ)和智能運(yùn)輸與配送的發(fā)展。智能機(jī)器人被廣泛采用于智能倉庫及配送， 例如亞馬遜和菜鳥的智能倉庫和無人機(jī)運(yùn)輸（圖14）。
圖15：智能倉庫和無人機(jī)運(yùn)輸
CPS是智能倉庫中智能機(jī)器人和無人機(jī)的一個(gè)關(guān)鍵的技術(shù)。此外，CPS技術(shù)帶來的更多是供應(yīng)鏈的創(chuàng)新與優(yōu)化，標(biāo)準(zhǔn)化和智能化的流程會(huì)極大地提升供應(yīng)鏈的效率并降低成本。
4.3.智慧城市
國外智慧城市有兩種類型：
ICT類智慧城市（ICT-City）: ICT=信息與通信技術(shù)（Information and Communication Technology）
IES類智慧城市(IES-City): IES =互聯(lián)網(wǎng)驅(qū)動(dòng)的服務(wù)（Internet-Enabled Services），也被稱為物聯(lián)網(wǎng)驅(qū)動(dòng)的城市（IES-City is also called as IoT-Enabled City）。
兩者的主要的區(qū)別是:
ICT-City:許多目前的智慧城市ICT部署是基于城市定制系統(tǒng)，這是不可互操作的，便攜式跨城市，可擴(kuò)展，或符合成本效益的。
IES-City:下一代具有物聯(lián)網(wǎng)功能的智慧城市。任何IES-智慧城市的系統(tǒng)應(yīng)該是可互操作的，便攜式跨城市，可擴(kuò)展，或符合成本效益的。國外文獻(xiàn)叫PPI=Pivotal Points of Interoperability，中文叫軸心點(diǎn)系統(tǒng)互操作性/協(xié)同能力。
目前，我國及許多其他國家的智慧城市多屬于ICT類智慧城市。這類智慧城市“信息孤島”和“重復(fù)開發(fā)”常常嚴(yán)重，特別缺乏跨城市的可互操作性。
基于ICT智慧城市還不夠“智慧”，此外一些新的智慧城市的框架設(shè)計(jì)工作目前正在進(jìn)行中（例如ISO/IEC JTC1，IEC，IEEE，ITU等）但尚未融合，從而造成了利益相關(guān)者之間對(duì)IES-City框架的不確定性。
為了減少這些障礙，美國NIST及其伙伴正在召集一個(gè)國際工作組來從這些智慧城市的新框架和城市利益相關(guān)者中比較和提取共識(shí)的具有公共架構(gòu)特征的框架，以提供標(biāo)準(zhǔn)的智慧城市解決方案，滿足現(xiàn)代社會(huì)的需求。
2017/04/21 NIST發(fā)布了一個(gè)供討論的IES-城市的框架草案。以下是這個(gè)IES-城市框架的時(shí)間表：
圖16：CPS智慧城市框架時(shí)間表(NIST Dr. Martin J. Burns, 2017)
事實(shí)上，CPS技術(shù)已被應(yīng)用到智慧城市的許多方面，如智能電網(wǎng)（智能能源）和智能交通。 IES-城市框架的目標(biāo)是創(chuàng)建CPS智慧城市框架，支持CPS智慧城市的研究，開發(fā)和部署（適用于CPS和物聯(lián)網(wǎng)），因此它需要多域透視， 適用于所有CPS域，支持跨CPS域的應(yīng)用：
圖17：CPS智慧城市框架的目標(biāo) （NIST Dr. Edward Griffor, 2016）
圖17表明CPS智慧城市框架嘗試在統(tǒng)一的CPS框架下構(gòu)建一個(gè)跨域的大型智慧城市系統(tǒng) （Cyber-Physical Social Systems），其中包括智能基礎(chǔ)設(shè)施（電網(wǎng)，水，氣，…），智能建筑，智能應(yīng)急響應(yīng)，智能醫(yī)療，智能制造，智能交通，以及更多。
本文作者認(rèn)為構(gòu)建一個(gè)跨域的CPS智慧城市框架的做法值得我國智慧城市項(xiàng)目借鑒。
5. CPS簡(jiǎn)短的歷史
5.1 CPS概念的前輩
1926 Nikola Tesla "Teleautomation" (電信)
1948 Norbert Wiener "Cybernetics" (控制論)
1961 Charles Stark Draper "Apollo Guidance Computer" one of the first embedded systems (阿波羅導(dǎo)航計(jì)算機(jī)-第一個(gè)嵌入式系統(tǒng))
1988 Mark Weiser "Ubiquitous computing" (普適計(jì)算或泛在計(jì)算)
1999 Kevin Ashton "Internet of Things" (物聯(lián)網(wǎng))
5.2 CPS及其發(fā)展
2004 Helen Gill "Cyber-physical systems" （網(wǎng)絡(luò)物理系統(tǒng)）
圖18：海倫的CPS的定義
“網(wǎng)絡(luò)物理系統(tǒng)是物理、生物和工程系統(tǒng)，其操作被集成、監(jiān)視和/或由一計(jì)算核心控制。每一個(gè)物理組成部分在不同維度被網(wǎng)絡(luò)化。計(jì)算深深嵌入到每一個(gè)物理組成部分，甚至可能嵌入到材料。計(jì)算核心是一個(gè)嵌入式系統(tǒng)，通常需要實(shí)時(shí)響應(yīng)，并且是最常見的分布式系統(tǒng)?！?nbsp;（海倫的CPS的定義中譯本）。
2004年美國NSF（國家自然科學(xué)基金）的Helen Gill女士在一個(gè)HCSS（High Confidence Software and Systems, 高信譽(yù)度的軟件和系統(tǒng)）的研討會(huì)上首先提出CPS的概念。
2006年2月發(fā)布的《美國競(jìng)爭(zhēng)力計(jì)劃》將CPS列為重要的研究項(xiàng)目。
2007年7月，美國總統(tǒng)科學(xué)技術(shù)顧問委員會(huì)把CPS列出了影響未來變革的八大關(guān)鍵的信息技術(shù)的首位。
2010年12月美國總統(tǒng)科學(xué)技術(shù)顧問委員會(huì)報(bào)告（PCAST）標(biāo)題為設(shè)計(jì)數(shù)字化的未來：聯(lián)邦政府資助的“研究和設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)和信息技術(shù)的發(fā)展“項(xiàng)目要求持續(xù)投資CPS研究，因?yàn)槠淇茖W(xué)技術(shù)的重要性，以及其對(duì)美國安全和許多關(guān)鍵部門的重大挑戰(zhàn)的潛在影響。
2010年美國國家科學(xué)基金會(huì)資助CPS研究：從小型項(xiàng)目（20萬美元/年為期三年），中等項(xiàng)目（$ 50萬 /每年為期三年），大型項(xiàng)目（高達(dá)$ 100萬 /年長(zhǎng)達(dá)五年）
2012年美國聯(lián)邦網(wǎng)絡(luò)和信息技術(shù)的研究和發(fā)展（NITRD）CPS高級(jí)督導(dǎo)組發(fā)表了CPS Vision Statement。
2013年4月德國科學(xué)和工程研究院（acatech）發(fā)布了其著名的報(bào)告“確保德國制造業(yè)的未來-實(shí)施創(chuàng)新的工業(yè)4.0戰(zhàn)略的建議”- CPS 為工業(yè)4.0的核心技術(shù)
2014年美國國家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)研究院（NIST）建立了CPS公開工作組（CPS PWG）匯集了廣泛的CPS專家在一個(gè)開放的公共論壇來幫助定義和形成CPS關(guān)鍵特性，以便更好地管理開發(fā)和實(shí)施跨多個(gè)“智能”的CPS應(yīng)用領(lǐng)域，包括智能制造、交通運(yùn)輸、能源、和醫(yī)療保健。
2014年Horizon（地平線）2020是有史以來最大的歐盟研究和創(chuàng)新計(jì)劃，近800億歐元的資金超過7年（2014至2020），智能網(wǎng)絡(luò)物理系統(tǒng)是其中最重要的一個(gè)投資項(xiàng)目。創(chuàng)新者的創(chuàng)新行動(dòng)將體現(xiàn)在兩個(gè)不同主題的價(jià)值鏈：
朝向平臺(tái)和生態(tài)系統(tǒng)：支持將走向開放和合作CPS參考架構(gòu)和平臺(tái)的發(fā)展。
邁向“智能無處不在”的社會(huì)：我們的目標(biāo)是建立嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)中心的歐洲網(wǎng)絡(luò)，幫助企業(yè)提高他們的產(chǎn)品和服務(wù)的質(zhì)量與創(chuàng)新的嵌入式ICT組件和系統(tǒng)。
2015年美國國家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)研究院（NIST）發(fā)布了”Framework of Cyber-Physical Systems”(網(wǎng)絡(luò)物理系統(tǒng)框架)草案。
2016年1月美國-德國舉行了物聯(lián)網(wǎng)/ CPS研討會(huì)，美國與德國聯(lián)手開展多項(xiàng)關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)/ CPS的問題研究，如：
物聯(lián)網(wǎng)/ CPS混合建模框架
物聯(lián)網(wǎng)/ CPS的工程過程
物聯(lián)網(wǎng)/ CPS工具支持的概念
物聯(lián)網(wǎng)/ CPS的可靠性工程
物聯(lián)網(wǎng)/ CPS安全
物聯(lián)網(wǎng)和CPS架構(gòu)
群系統(tǒng)
2016年5月美國國家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)研究院（NIST）發(fā)布了”Framework of Cyber-Physical Systems”(網(wǎng)絡(luò)物理系統(tǒng)框架)第一個(gè)版本。
2017年4月 美國國家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)研究院（NIST）發(fā)布了”IES-City Framework”(CPS 為核心技術(shù)的智慧城市框架)草案。
2017 美國10家研究機(jī)構(gòu)和政府機(jī)構(gòu)：美國國家科學(xué)基金會(huì) ，美國國土安全部科學(xué)技術(shù)局，美國聯(lián)邦公路管理局，美國國家航空航天局，美國國立衛(wèi)生研究院，美國國立生物醫(yī)學(xué)影像與生物工程研究所，美國國家癌癥研究所，美國國家推進(jìn)翻譯科學(xué)中心，美國農(nóng)業(yè)部，和美國國家食品和農(nóng)業(yè)研究所聯(lián)合基金持續(xù)投資CPS研究。
2017年3月1日，中國電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究院在北京舉辦了《信息物理系統(tǒng)白皮書（2017）》發(fā)布會(huì)。中國信息物理系統(tǒng)白皮書的發(fā)布標(biāo)志著中國將大舉進(jìn)軍這個(gè)研究領(lǐng)域，CPS 技術(shù)將在中國工業(yè)2025中大放異彩。
參考文獻(xiàn)：
13. 劉軍，閻芳，和楊璽， 物聯(lián)網(wǎng)和物流管控一體化，China Forture Press， 2017
作者 | 唐隆基博士，羅克博物流研究院特聘專家，曾任職于美國IBM,卡特彼勒和聯(lián)邦快遞，現(xiàn)湖南大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院兼職教授、廣州捷世通物流股份有限公司戰(zhàn)略副總裁和CIO。
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