《工業(yè)4.0與兩化融合》講座

清華同方數(shù)字城市工程中心 魏曉東

《工業(yè)4.0與兩化融合》講座

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第二講 信息物理系統(tǒng)（CPS）——新工業(yè)革命的基礎(chǔ)

1 信息物理系統(tǒng)——CPS釋義

什么是Cyber Physical System（信息物理系統(tǒng)），這要從Cyber這個英文單詞說起。Cyber（賽博）源自希臘語單詞Kubernetes，意思是舵手?？刂普搫?chuàng)始人諾伯特·維納在《控制論》中使用Cybernetics一詞表示計算機控制。Cyber作為前綴，代表與Internet相關(guān)或電腦相關(guān)的事物，即采用電子或計算機進行的控制。Cyber Physical System稱為信息物理系統(tǒng)。

Cyber Physical System有一個極為通俗的解釋，即所謂雞蛋模型。將CPS比作一個雞蛋如圖1所示。

圖1 CPS蛋形模型

蛋黃——Physical表示了物理實體，蛋清——Cyber表示了信息、網(wǎng)絡(luò)、計算機等虛擬世界。只有蛋黃不稱其為雞蛋，Cyber愈多，雞蛋的營養(yǎng)愈大，價值愈高。它形象地說明了Cyber的虛擬空間對實體的作用，說明了Cyber與Physical的相依關(guān)系。

最典型的CPS是我們生活中的智能手機。它的物理實體就是握在手中的手機本體，Cyber就是手機的軟件和通信系統(tǒng)。智能手機的價值主要由其Cyber來決定。手機的技術(shù)進步一方面是物理實體的進步：機體的尺寸、占屏比、攝像頭的水平等。更重要的是軟件的進步，所以，手機行業(yè)的競爭既在物理實體領(lǐng)域，又主要在Cyber領(lǐng)域進行。

再以一個小CPS為例：洗衣機這個物理設(shè)備，僅僅一臺洗衣機也就是一個洗衣服的設(shè)備。但是如果在這個物理設(shè)備上加上網(wǎng)絡(luò)，加上計算機軟件（管理洗衣機系統(tǒng)）這樣一些Cyber，這個小的CPS就變成了一個服裝管理系統(tǒng)，它可以為用戶提供對洗滌衣服的全面管理。這個CPS可以按照每一個客戶的個性要求提供各類服裝服務(wù)，比如帶著熏衣草味的衣服；比如，準(zhǔn)時地將衣服洗好并用手機短信通知客戶；比如，客戶隨時可以得到所洗衣服處在什么狀態(tài)，他可以隨時變更原來的要求?？傊?，即使小小的洗衣機也因為加入了賽博（Cyber）變成了智能的服裝管理系統(tǒng)。這種加了賽博（Cyber）的洗衣機成為智能設(shè)備，它隨時按照用戶要求進行服務(wù)的特征具有工業(yè)4.0的特征。

再例如，一組農(nóng)業(yè)機械設(shè)備，它們是物理實體。但如果加上通信網(wǎng)絡(luò)，加上傳感器，加上來自各方的農(nóng)業(yè)信息，加上農(nóng)業(yè)管理軟件那樣的Cyber，就產(chǎn)生了一個大的農(nóng)業(yè)耕作管理系統(tǒng)。這樣一個CPS系統(tǒng)就成為智能的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理系統(tǒng)。

CPS連接了虛擬空間與物理現(xiàn)實世界，使物理實體能夠通信，能與虛擬世界相互作用，創(chuàng)造一個真正的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)物理實體的世界。一旦網(wǎng)絡(luò)擴展到互聯(lián)網(wǎng)范疇，CPS就可發(fā)展成為無處不在的智能系統(tǒng)。一個個物理實體就處在“無處不連接”的連接之中，互聯(lián)網(wǎng)的蛋清將與物理實體的蛋黃融為一體成為工業(yè)4.0的核心。

由上可見信息物理系統(tǒng)是一個綜合計算、網(wǎng)絡(luò)和物理環(huán)境的多維復(fù)雜系統(tǒng)，通過3C（Computing、Communication、Control）技術(shù)的有機融合與深度協(xié)作，實現(xiàn)大型工業(yè)系統(tǒng)的實時感知、動態(tài)控制和信息服務(wù)。CPS實現(xiàn)計算、通信與物理系統(tǒng)的一體化設(shè)計，可使系統(tǒng)更加可靠、高效、實時協(xié)同。CPS因Cyber而變得應(yīng)用非常廣泛。

信息物理系統(tǒng)作為計算進程和物理進程的統(tǒng)一體，集成計算、通信與控制于一體的新型智能系統(tǒng)。它通過人機交互接口實現(xiàn)和物理進程的交互，使用網(wǎng)絡(luò)化空間以遠(yuǎn)程的、可靠的、實時的、安全的、協(xié)作的方式操控物理實體。

2005年5月，美國科學(xué)院評估美國的技術(shù)競爭力時提出了維持和提高技術(shù)競爭力的建議，并于2006年2月發(fā)布了《美國競爭力計劃》，將CPS列為重要的研究項目。到了2007年7月，美國總統(tǒng)科學(xué)技術(shù)顧問委員會（PCAST）在題為《挑戰(zhàn)下的領(lǐng)先——競爭

世界中的信息技術(shù)研發(fā)》的報告中列出了八大關(guān)鍵的信息技術(shù)，其中CPS位列首位，其余分別是軟件、數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)存儲與數(shù)據(jù)流、網(wǎng)絡(luò)、高端計算、網(wǎng)絡(luò)與信息安全、人機界面、NIT與社會科學(xué)。與此同時，歐盟從2007年到2013年在嵌入智能與系統(tǒng)的先進研究與技術(shù)（ARTMEIS）上投入54億歐元（超過70億美元），研究CPS等先進技術(shù)，希望成為智能電子系統(tǒng)的世界領(lǐng)袖。CPS在工業(yè)4.0之前已經(jīng)受到科學(xué)界、工業(yè)界的廣泛重視。

本質(zhì)上說，CPS是一個具有控制屬性的網(wǎng)絡(luò)，但它又有別于現(xiàn)有的控制系統(tǒng)，是一個具有Cyber的智能控制系統(tǒng)。

CPS的意義在于將物理設(shè)備聯(lián)網(wǎng)，特別是連接到互聯(lián)網(wǎng)上，使得物理設(shè)備具有計算、通信、精確控制、遠(yuǎn)程協(xié)調(diào)和自治等功能，為新的工業(yè)革命注入原動力。

從產(chǎn)業(yè)角度看，CPS涵蓋了小到智能家庭網(wǎng)絡(luò)，大到工業(yè)控制系統(tǒng)，乃至智能交通系統(tǒng)等國家級甚至世界級的應(yīng)用。它不僅可以將現(xiàn)有的家電簡單地連在一起，而且可以催生出眾多具有計算、通信、控制、協(xié)同和自治性能的設(shè)備。下一代工業(yè)將建立在CPS之上，隨著CPS技術(shù)的發(fā)展和普及，使用計算機和網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)功能擴展的物理設(shè)備無處不在，并將推動工業(yè)產(chǎn)品和技術(shù)的升級換代，極大地提高汽車、航空航天、國防、工業(yè)自動化、健康/醫(yī)療設(shè)備、重大基礎(chǔ)設(shè)施等主要工業(yè)領(lǐng)域的競爭力。CPS不僅會催生出新的工業(yè)，甚至?xí)匦屡帕鞋F(xiàn)有產(chǎn)業(yè)布局，推動新一次工業(yè)革命發(fā)展。

CPS可提供構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)部分，并且與“服務(wù)互聯(lián)網(wǎng)”一體化，實現(xiàn)工業(yè) 4.0。這些技術(shù)被稱為“實現(xiàn)技術(shù)”，培育更加廣泛的基于創(chuàng)新型應(yīng)用或過程的新現(xiàn)實空間，淡化現(xiàn)實世界與虛擬空間的界限?！皩崿F(xiàn)技術(shù)”就像互聯(lián)網(wǎng)使得個人通信以及相互作用的關(guān)系發(fā)生變革一樣，將給我們與物理現(xiàn)實世界之間的相互作用關(guān)系帶來根本性變化。

工業(yè)4.0中的CPS實質(zhì)上是由物聯(lián)網(wǎng)（物事互聯(lián)網(wǎng)）、務(wù)聯(lián)網(wǎng)（服務(wù)互聯(lián)網(wǎng)）以及廣義的人聯(lián)網(wǎng)支持的各種物理實體：智能工廠、智能電網(wǎng)、智能建筑、智慧城市、各種服務(wù)網(wǎng)絡(luò)及人們所持的智能終端構(gòu)成，如圖2所示。它們實現(xiàn)著智能生產(chǎn)、智能制造，創(chuàng)造出全新的人類生活。

2 工業(yè)4.0中的CPS

按照工業(yè)4.0綱領(lǐng)，未來的工業(yè)企業(yè)各種CPS將由全球的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)支持，將各類智能機器、后勤系統(tǒng)與生產(chǎn)系統(tǒng)集成在一起，在制造環(huán)境中，這些CPS所包含的智能機器、存儲系統(tǒng)和生產(chǎn)實體可以自動地交換信息，觸發(fā)動作、相互獨立地控制。這些實體對工業(yè)過程的基本改進涉及了制造、工程、材料使用、供應(yīng)鏈和全生命周期管理。CPS支持下，出現(xiàn)了實現(xiàn)著全新生產(chǎn)方法的智能工廠及具有動態(tài)配置生產(chǎn)方式的智能生產(chǎn)線。CPS生產(chǎn)出的智能產(chǎn)品在整個生產(chǎn)時段內(nèi)，都知道自己的歷史、現(xiàn)狀以及達到最終生產(chǎn)目標(biāo)的生產(chǎn)路徑。

圖2 物聯(lián)網(wǎng)和服務(wù)網(wǎng)—網(wǎng)絡(luò)中的人、物和系統(tǒng)

以物聯(lián)網(wǎng)與務(wù)聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的工業(yè)4.0的CPS的核心是智能工廠和智能產(chǎn)品。

CPS支持的智能工廠有如下特點：

（1）智能工廠蘊含在公司內(nèi)價值網(wǎng)絡(luò)中；

（2）它由包含了制造過程和制造產(chǎn)品的端到端工程來定性，使得數(shù)字信息與物理實體無縫地融合；

（3）它便于工作人員管理制造過程中不斷增加的復(fù)雜性；

（4）它同時確保生產(chǎn)本身極具吸引力、適應(yīng)城市環(huán)境并贏利；

（5）智能工廠的生產(chǎn)過程與企業(yè)的戰(zhàn)略目標(biāo)協(xié)同，同時它的進程因互聯(lián)網(wǎng)的支持敏捷而靈活，因此可實現(xiàn)效益最大化；

（6）智能工廠可以最大限度地發(fā)揮員工的智慧與潛能；可以恰當(dāng)?shù)厝谌氤晒Φ纳a(chǎn)經(jīng)驗與生產(chǎn)訣竅（know-how），使工業(yè)4.0落地生根；

（7）智能工廠可實現(xiàn)動態(tài)配置生產(chǎn)方式和工程流程化，使得產(chǎn)品在最后時刻也可根據(jù)實時需求變化；

（8）可提供端到端的實時透明，實現(xiàn)優(yōu)化的決策支持技術(shù)；

（9）創(chuàng)造新價值方式和新的商業(yè)模式，特別是它將為初創(chuàng)企業(yè)和小企業(yè)提供發(fā)展良機，并提供下游服務(wù)。

由智能工廠生產(chǎn)的智能產(chǎn)品有如下特點：

（1）具有獨特的可識別性，在全生命周期可定位；

（2）即便在它被制造的過程中，其制造過程的細(xì)節(jié)，也是被了解的；

（3）在生產(chǎn)過程一定的區(qū)域，可以半自動控制智能產(chǎn)品的生產(chǎn)單獨階段；

（4）確保智能產(chǎn)品知道其成品功能指標(biāo)和生命周期內(nèi)損耗；

（5）智能產(chǎn)品的信息匯集在一起，實現(xiàn)動態(tài)配置以便優(yōu)化

智能工廠的物流、配置、維護和企業(yè)管理應(yīng)用集成；

（6）智能產(chǎn)品可以追蹤溯源，杜絕假冒偽劣。因而它質(zhì)量第一，好而不便宜（better not cheap），這是工業(yè)4.0時代的重要經(jīng)營準(zhǔn)則。

在智能工廠里，機器和資源如同在一個社交網(wǎng)絡(luò)里一樣，自然地相互溝通協(xié)作。智能產(chǎn)品理解它們被制造的細(xì)節(jié)以及將被如何使用。它們積極協(xié)助生產(chǎn)過程，回答諸如“我是什么時候被制造的”、“哪組參數(shù)應(yīng)被用來處理我”、“我應(yīng)該被傳送到哪”等問題。其與智能移動性、智能物流和智能系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)相對接，將使智能工廠成為未來的智能基礎(chǔ)設(shè)施中的一個關(guān)鍵組成部分。這將導(dǎo)致傳統(tǒng)價值鏈的轉(zhuǎn)變和新商業(yè)模式的出現(xiàn)。

智能工廠也是一個典型的CPS系統(tǒng)，如圖3所示。通過橫向集成技術(shù)，可以將相關(guān)的全球的實體工廠和公用機器集成起來組成智能生產(chǎn)線，而軟件、網(wǎng)絡(luò)、智能產(chǎn)品設(shè)計、虛擬生產(chǎn)等Cyber與工廠實體協(xié)同構(gòu)成了智能工廠。這種虛實結(jié)合的結(jié)構(gòu)正是CPS的本質(zhì)。

圖3 工業(yè)4.0的智能工廠

由此可見，工業(yè)4.0是將互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和IT引入到基礎(chǔ)生產(chǎn)中，引入到產(chǎn)品制造中，引入到實體經(jīng)濟的變革中，促進工業(yè)智能化。

CPS生產(chǎn)出的智能產(chǎn)品不再是一個產(chǎn)品實體而是包含了產(chǎn)品制造和未來使用中的全部信息的智能產(chǎn)品。通過ID號可以獲得它被制造過程的全部信息。將來產(chǎn)品生命周期結(jié)束，它的使用或運行信息比用過的產(chǎn)品更有價值。一輛典型的智能汽車在報廢后，也許其自身的運行信息比它的原價值更高。

由此，工業(yè)4.0的CPS可將個體客戶和產(chǎn)品特殊性能需求融入產(chǎn)品設(shè)計、組態(tài)、訂貨、生產(chǎn)、運行與回收各階段。也可在制造前或制造進行時將最后一分鐘的客戶需求加入制造中，也可實現(xiàn)單件或小批量制造并贏利。也可讓生產(chǎn)者來控制、調(diào)節(jié)或組態(tài)智能制造的資源網(wǎng)絡(luò)和制造步驟。生產(chǎn)者可以從生產(chǎn)任務(wù)的過程中解放出來，致力于創(chuàng)新和增值的生產(chǎn)活動。他們將在生產(chǎn)過程中起關(guān)鍵作用特別是在質(zhì)量保證方面。同時，靈活的工作條件也可協(xié)調(diào)他們的工作和個人的需求。

由CPS支持的智能生產(chǎn)與智能工廠以及智能產(chǎn)品將深層次地改變生產(chǎn)過程本身、改變工作者的工作條件與狀態(tài)，繼而改變產(chǎn)品的交易以及整個社會的商業(yè)模式。

在工業(yè) 4.0的CPS中，有以下特點：

（1）滿足用戶個性化需求，允許在設(shè)計、配置、訂購、規(guī)劃、制造和運作等環(huán)節(jié)考慮個體和客戶特殊需求，而且即使在最后階段仍能變動。CPS支持在工業(yè)4.0中，有可能在一次性生產(chǎn)且很低批量的情況下仍能獲利。

（2）靈活性?；?CPS 的自組織網(wǎng)絡(luò)可以根據(jù)業(yè)務(wù)過程的不同方面，如質(zhì)量、時間、風(fēng)險、魯棒性、價格和生態(tài)友好性等，進行動態(tài)配置。這有利于原料和供應(yīng)鏈的連續(xù)“微調(diào)”。也意味著工程流程可以更加靈活，制造工藝可以被改變，暫時短缺（例如供應(yīng)問題）可以得到補償，輸出的大量增加可以在短時間內(nèi)實現(xiàn)。

（3）決策優(yōu)化。為了在全球市場上取得成功，在短時間內(nèi)能夠做出正確決定變得越來越關(guān)鍵。工業(yè)4.0提供了端到端的實時透明，使得工程領(lǐng)域的設(shè)計決策可以進行早期驗證，并且既可以對干擾做出更靈活的反應(yīng)，還可以對生產(chǎn)領(lǐng)域中公司的所有位置進行全局優(yōu)化。

（4）資源生產(chǎn)率和利用效率。工業(yè)制造過程的總體戰(zhàn)略目標(biāo)仍然適用于工業(yè)4.0：在給定資源量（資源生產(chǎn)率）的前提下，得到盡可能高的產(chǎn)品輸出；使用盡可能低的資源量，達到指定的輸出（資源利用效率）。CPS在貫穿整個價值網(wǎng)絡(luò)的各個環(huán)節(jié)基礎(chǔ)上，對制造過程進行優(yōu)化。此外，系統(tǒng)可就生產(chǎn)過程中的資源和能源消耗或降低排放進行持續(xù)優(yōu)化，而不是停止生產(chǎn)。

（5）通過新的服務(wù)創(chuàng)造價值機會。工業(yè)4.0的CPS，由于得到IoS的支持，開辟了創(chuàng)造價值的新途徑和就業(yè)的新形式，比如通過下游服務(wù)，智能算法可用于各種大數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)是為了提供創(chuàng)新服務(wù)而由智能設(shè)備所記錄的。尤其是對于中小企業(yè)和初創(chuàng)公司來說，有更多發(fā)展的機會。

（6）B2B（企業(yè)對企業(yè)）服務(wù)。應(yīng)對工作場所人口的變化，通過工作組織和能力發(fā)展計劃相結(jié)合，人與技術(shù)系統(tǒng)之間的互動合作為企業(yè)提供新的機會，將人口變化轉(zhuǎn)化為自身的優(yōu)勢。面對熟練勞動力的短缺和日益多樣化的勞動力（如年齡、性別和文化背景），工業(yè)4.0的CPS將提供靈活多樣的職業(yè)路徑，讓人們的工作生涯更長，并且保持生產(chǎn)能力。

（7）工作和生活的平衡。使用CPS的公司將具有更加靈活的工作組織模式，它們可以很好地滿足員工不斷增長的需求，讓員工在工作與私人生活之間，以及個人發(fā)展與持續(xù)的職業(yè)發(fā)展之間實現(xiàn)更好的平衡。

（8）智能輔助系統(tǒng)。CPS中，具備智能輔助系統(tǒng)，使人的工作融入智能生產(chǎn)線中。它將提供新的組織工作的機會，即提供一種靈活的新標(biāo)準(zhǔn)以滿足公司的需要和員工個人的需求。它將智能地輔助工人融入智能生產(chǎn)線中。它通過機器人、智能機械工具，對復(fù)雜工作過程的適應(yīng)性智能輔助，技術(shù)錯誤診斷的智能輔助，本地維護計劃輔助以及多模的人—機交互使接受過輔助系統(tǒng)培訓(xùn)的工人適應(yīng)智能生產(chǎn)線的環(huán)境與要求。

總而言之，具有戰(zhàn)略意義的工業(yè)4.0綱領(lǐng)將極大地促進全新的CPS平臺適應(yīng)具有協(xié)作特點的商業(yè)化進程（整個商業(yè)網(wǎng)絡(luò)在全生命周期連接智能工廠和智能產(chǎn)品）；CPS平臺將提供服務(wù)和實際應(yīng)用，并且能聯(lián)系到所有參與的人員、物體和系統(tǒng)，同時還將擁有以下特征：

（1）靈活性，可以提供迅速和簡單流程的服務(wù)和應(yīng)用，包括基于CPS的軟件；

（2）在 App Store模式鏈下實現(xiàn)商業(yè)進程中的調(diào)配和部署；

（3）提供綜合性強、安全可信的全商業(yè)進程支持；

（4）保障從傳感器到客戶交流所有環(huán)節(jié)的安全和可靠系統(tǒng)；

（5）支持移動端設(shè)備；

（6）支持商業(yè)網(wǎng)絡(luò)中互相協(xié)助的生產(chǎn)、服務(wù)、分析和預(yù)測。

在商業(yè)網(wǎng)絡(luò)中，共享的CPS平臺往往針對包括服務(wù)流程和應(yīng)用在內(nèi)的IT技術(shù)發(fā)展有特殊需求。CPS的橫向與縱向集成、工業(yè)流程中的應(yīng)用及服務(wù)往往也會誕生出一些特殊的需求。對于工業(yè)4.0來說，在整個服務(wù)網(wǎng)絡(luò)中，重要的是需要更加廣闊的規(guī)則，包容復(fù)雜的流程。在互相協(xié)作的公司間和商業(yè)網(wǎng)絡(luò)中，應(yīng)建立起共享的服務(wù)和應(yīng)用。在CPS平臺上，諸如物理安全與信息安全，系統(tǒng)可靠性與響應(yīng)性、使用、操作模式的融合，實時分析和預(yù)測等特性尤為重要。在互相協(xié)作的生產(chǎn)和服務(wù)過程中，確立流程標(biāo)準(zhǔn)以及安全、可靠、高效的操作都離不開這些特性，同樣，它們對于執(zhí)行活躍的商業(yè)活動也至關(guān)重要。

CPS還需要應(yīng)對由大范圍數(shù)據(jù)源和終端設(shè)備引發(fā)的各種問題。CPS 平臺被公司間的IT人員、軟件和服務(wù)提供商以及公司本身所使用，需要有一個工業(yè)4.0的參考框架，該參考框架應(yīng)該考慮到ICT和制造企業(yè)的不同特征。模式化的操作流程要求CPS平臺開發(fā)全新的應(yīng)用和服務(wù)，以此來滿足那些瞬息萬變的復(fù)雜變化。最后，擁有一個高帶寬、安全高效的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)則是保障數(shù)據(jù)交換安全的關(guān)鍵。

3 工業(yè)4.0 CPS的動態(tài)配置生產(chǎn)方式

工業(yè)4.0的CPS 系統(tǒng)有一個基本特點就是它的動態(tài)配置生產(chǎn)方式，如圖4所示。智能工廠里的智能生產(chǎn)線是由一系列可以動態(tài)配置的生產(chǎn)模塊或生產(chǎn)單元組成。每一個生產(chǎn)模塊包含了許多從事生產(chǎn)作業(yè)的機器，所有的生產(chǎn)機器設(shè)備都能夠通過網(wǎng)絡(luò)實施存取相關(guān)的實時信息，并根據(jù)信息指示，自主地切換，自主地更換生產(chǎn)材料和在加工零件，從而自動調(diào)整為所要求的、最匹配的生產(chǎn)作業(yè)模式。

圖4 智能工廠CPS 動態(tài)配置生產(chǎn)

智能工廠中，固定的生產(chǎn)線的概念已經(jīng)消失，采取的是可以動態(tài)配置的，可根據(jù)需求重構(gòu)的模塊化生產(chǎn)方式。這種生產(chǎn)方式能夠按照每個客戶（單個或小批量客戶）、每個產(chǎn)品不同要求進行設(shè)計，組織生產(chǎn)。所有生產(chǎn)環(huán)節(jié)以最匹配的方式進行，杜絕生產(chǎn)鏈中一切浪費。與傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式不同，動態(tài)配置生產(chǎn)方式在生產(chǎn)前、生產(chǎn)過程中都可隨時變更最初的設(shè)計方案，變更工藝路線。

工業(yè)4.0的智能工廠中，固定生產(chǎn)線的概念已經(jīng)消失，進行著動態(tài)的、高效的模塊化可重構(gòu)的新生產(chǎn)方式。正在進行裝配的機器（產(chǎn)品）可以自律地在生產(chǎn)模塊中穿梭接受所需的加工和裝配作業(yè)。如果生產(chǎn)中零部件供給環(huán)節(jié)出現(xiàn)瓶頸，智能生產(chǎn)線的賽博（Cyber）能夠及時調(diào)度其他生產(chǎn)資源的零部件補充，使生產(chǎn)高效運行。智能工廠里每一臺機器都可主動地選擇適當(dāng)?shù)纳a(chǎn)模塊進行動態(tài)配置作業(yè)。

在CPS動態(tài)配置生產(chǎn)方式下，智能工廠里的信息化集成系統(tǒng)中的MES的綜合管理功能可以淋漓盡致地發(fā)揮出來，能夠動態(tài)管理設(shè)計、裝配、測試等整個生產(chǎn)流程，既保證生產(chǎn)設(shè)備高效運轉(zhuǎn)又可實現(xiàn)多樣化生產(chǎn)。智能生產(chǎn)線的動態(tài)配置生產(chǎn)是小批量生產(chǎn)甚至單件生產(chǎn)的技術(shù)保證。正是CPS的動態(tài)配置生產(chǎn)方式使得工業(yè)4.0打破了傳統(tǒng)的規(guī)模生產(chǎn)要求，可實現(xiàn)靈活、敏捷的智能制造。

在新工業(yè)革命中，CPS系統(tǒng)無時無處地出現(xiàn)在生產(chǎn)線上實現(xiàn)著智能生產(chǎn)，源源不斷地生產(chǎn)出個性化智能產(chǎn)品。