CPS：新一代工业智能

赛博-实体系统(Cyber-Physical System ,CPS),相较于传统工业系统，它更关注于机器自主认知、预测和决策能力的实现，并在此基础上，实现工业和信息系统在感知、分析、决策、控制和管理等方面的深度融合。本书立足于工业领域的现状和发展需求,共有6个篇章，分别是现代工业的挑战与机遇、CPS的技术本质与内涵、CPS的技术体系与工业智能实现、CPS的应用体系与智能体（agent）实现、CPS的应用实践案例、CPS为中国产业升级带来的机会空间。

本书是中国首本系统介绍 CPS理论和应用的图书，为中国工业迈向智能时代带来新思维和新路径，可作为产学研各个领域学习及发展CPS技术的参考资料。同时，本书也适合对制造领域感兴趣的大众读者阅读，并能为广大读者带来创造性的启发。

李杰（Jay Lee），教授，美国辛辛那提大学（Univ.of Cincinnati）特聘讲座教授，美国国家科学基金会（NSF）智能维护系统研究中心（IMS）主任，上海交通大学特聘讲座教授，长江学者和中组部千人计划专家，自2000年起领导全球工业大数据分析与智能维护系统技术研发；2013年，担任美国白宫信息物理系统与美国挑战项目顾问；2016年起，担任美国麦肯锡（McKinsey&Company）全球顾问。李杰教授是美国机械工程学会（ASME）及美国制造工程学会（SME）的会士。目前的研究方向包括以工业大数据分析、赛博-实体系统技术（CPS）、智能维护系统和产品及服务主控式创新创值设计（Dominant Innovation），自2000年起与全球超过90家企业合作研发与应用上述领域的技术和成果。李杰教授的研究突破了传统机械设备故障预测的理论、方法和技术，其关键性技术得到国际学术界的认可与高度评价，被美国《财富》杂志誉为“21世纪全球三大热门技术”之一。他所著的《工业大数据》与 《从大数据到智能制造》在中国读者和企业中广受好评。

邱伯华，研究员，中国船舶工业系统工程研究院海洋智能技术中心主任，专注以CPS为核心的船舶智能化和以工业大数据分析为核心的船舶智能信息服务体系技术研究与应用研究。长期主持智能船舶技术和舰船综合状态评估与健康管理技术的研究与应用实践工作，多次获得国防科技进步奖和舰船工业科技进步奖，并担任工信部通导与智能系统专家组专家等社会职务。

刘宗长，美国辛辛那提大学智能维护系统研究（IMS）中心博士生，获上海交通大学电气工程学士和美国密歇根大学机械工程学士学位。从2012年起担任IMS中心研究助理，主要研究方向包括工业大数据智能算法和赛博-实体系统技术（CPS），参与项目所涉及的企业包括法国阿尔斯通、比利时鲁汶机电技术中心、美国国家仪器、中国中车、中国船舶工业集团和上海电气等。2016年与李杰教授和IMS中心博士团队共同创立北京天泽智云科技有限公司，并担任技术研发副总裁。

魏慕恒，博士，毕业于清华大学自动化系，中国船舶工业系统工程研究院海洋智能技术中心高级工程师，从事以CPS为核心的船舶智能化和以工业大数据分析为核心的船舶智能信息服务体系研究与应用工作。

目录：

第1章 现代工业的挑战与机遇

1.1  现代工业遇到了什么挑战?

1.2  生产系统组织关系的价值瓶颈

1.3  CPS如何满足新工业革命的要求

第2章 CPS的技术本质与内涵

2.1 从电影《天空之眼》了解 CPS

2.2 CPS的发展历程

2.3 CPS的广义内涵与狭义内涵

2.4 CPS的实体空间与赛博空间

2.5 CPS面向工业智能化的技术特性

第3章 CPS的技术体系与工业智能实现

3.1 CPS的5C技术体系架构

3.2 从人的智慧方式理解CPS

3.3 CPS用以满足工业智能的可成长性

3.4 工业智能的CPS实现:“人的智慧”VS“物的智慧”

第4章 CPS的应用体系与智能体(agent)实现

4.1 CPS的应用体系

4.2 层级化CPS的应用

4.3 CPS的3个基本单元: 智能控制单元、智能管理单元与认知环境

4.4 CPS的基础应用条件

第5章 CPS的应用实践案例

5.1 CPS智能控制单元应用: 丰田公司智能控制案例

5.2 CPS的智能管理单元应用: 轴承智能管理

5.3 CPS的智能管理应用: 智慧风场

5.4 CPS智能体系应用: 中船集团业态融合CPS体系实践

第6章 CPS为中国产业升级带来的机会空间

6.1 中国、美国和德国的产业优势与转型路径

6.2  CPS在中国的挑战和应用机会

6.3  CPS可为中国工业带来的启示与改变

6.4 结语