1、信息物理系统技术
CPS是控制系统、嵌入式系统的扩展与延伸,集成感知、计算、通信、控制、和自动控制技术。
构件信息空间中的人、机、物、环境、信息等相互映射、适时交互、高效协同。
体系结构:
1)单元级:不可分割的CPS最小单元,智能部件、工业机器人、智能机床
2)系统级:多个最小单元,通过工业网络(工业总线、工业以太网),实现更大范围的自动化,互联互通、即插即用、边缘网关、数据互操作。
3)SoS级:多个系统级CPS组合。如多个工序形成的车间级或整个工厂CPS。包含数据存储、数据融合、分布式计算、大数据分析。
技术体系:
总体技术:系统架构、异构系统集成、安全技术、试验验证。顶层设计
支撑技术:智能感知、人机交互、中间件、SDN、物联网、大数据
核心技术:虚实融合、智能装备、数字孪生、MBD
四大核心要素:
一硬:感知和自动控制,CPS实现的硬件支撑
一软:工业软件。固化CPS计算和数据流程的规则,核心
一网:工业网络。数据传输载体
一平台:工业云和智能服务平台。对外提供资源管控
2、人工智能技术
1、NLP自然语言处理
2、计算机视觉
3、知识图谱
4、人机交互HCI
5、虚拟显示或增强显示VR/AR
6、机器学习ML
以数据为基础,寻找样本规律
分为:
1)监督学习:已标记数据
2)无监督:无标记数据
3)半监督:
4)强化学习:从环境状态到行为的映射、最大奖励
常见算法:
1)迁移学习:无法获取足够数据进行模型训练,利用另一领域数据获得的关系。如文字分类、图像分类、传感器网络定位、视频分类
2)主动学习:通过一定的算法查询最有用的未标记样本,并交予专家标记,然后用查询到的样本训练分类模型,并提高精度。
3)演化学习:基于演化算法,提供优化工具设计。
3、机器人技术
核心技术:
1、云-边-端的无缝协同计算
2、持续学习与协同学习
3、知识图谱
4、场景自适应
5、数据安全
工业、服务、特殊领域机器人
4、边缘计算
将数据处理、应用程序的运行及功能服务的实现,由网络中心下放到网络边缘的节点上。就近采集并处理数据。
1)云边缘:云服务在边缘测的延伸,逻辑上仍属于云服务。
2)边缘云:在边缘侧构件中小规模的云服务能力
3)云化网关:以云化技术与能力重构嵌入式网关系统。
六种协同:
1)资源协同
2)数据协同
3)智能协同
4)应用管协同
5)业务管理协同
6)服务协同
主要应用:智慧园区、安卓云与云游戏、视频监控、工业互联网、Cloud VR
5、数字孪生
1、建模:对物理细节的理解进行简化和模型化
2、仿真:验证和确认建模的正确性和有效性
3、VR、AR、MR等增强技术
6、云计算和大数据技术
平台、应用
1)软件即服务SaaS:通过浏览器向客户提供应用服务
2)平台即服务PaaS:
3)基础设施即服务IaaS:服务器组成的云端
公有云、社区云、私有云、混合云
大数据特点:
大规模、高速度、多样化、可变性、复杂性
大数据分析步骤:
数据获取/记录、信息抽取/清洗/注记、数据集成/聚集/表现、数据分析/建模、数据解释