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- 摘要：CPS源于美国 ，因德国工业4.0而风靡全球 ，在我国也得到高度重视 。工信部在2017年发布的《信息物理系统白皮书》中，就将CPS定义为支撑工业和信息化深度融合的一套综合技术体系 。
近日 ，中国首部CPS案例集《信息物理系统(CPS)典型应用案例集》正式出版 ，天泽智云与东方电气合作的智慧风电项目，及与中车青岛四方合作的高速列车轴箱轴承PHM项目双双入选。
CPS源于美国 ，因德国而风靡全球 ，在我国也得到高度重视 。工信部在2017年发布的《信息物理系统白皮书》中，就将CPS定义为支撑工业和信息化深度融合的一套综合技术体系 。
为推进CPS的进一步落地和应用，工信部中国电子技术标准化研究院经过一年的时间精选出15个行业的28家CPS典型应用案例 ，并联合国内外优秀制造企业 、解决方案提供商共同编辑了《信息物理系统(CPS)典型应用案例集》。
《信息物理系统(CPS)典型应用案例集》是中国首部CPS案例集 ，引领CPS落地与深耕，从理论研究 、解决方案培育、制造业用户实践三个方面系统展现了当前我国CPS的发展现状与效果 ，实现了CPS从理论到实践的突破 ，解决了CPS落地应用的难点 。
本次入选的东方电气与中车青岛四方的CPS应用案例，由天泽智云提供技术支持 ，基于李杰教授提出的CPS 5C架构 ，针对风电 、轨道交通领域的特点和分析要求，结合工业机理逻辑 ，对数据进行收集 、汇总、解析 、排序 、分析 ，最终实现智能运维及诊断 。
CPS 5C架构
东方电气在智慧风电领域的CPS应用
天泽智云自2016年起与“首批创新型企业 ”、“国家技术创新示范企业 ”东方电气合作，共同研发智慧风电系统。
该系统以多源数据为基础 ，基于CPS的5C架构 ，将 “物理空间、信息空间中人 、机 、物、环境等要素相互交互 、高度协同”这一核心概念应用在风机控制和运维领域，从“智慧风机 ” 、“智慧风场 ”、“智慧运营”等方面多层级地实现风机运维的全面智能化升级，达到无忧运营。
CPS的理念基础
目前 ，这套智慧风电系统已经在东方电气望江坪风场进行部署和测试 ，实现了：
对风机叶片 、传动链 、偏航、变桨 、测风仪 、发等核心大部件的故障预测，大部件故障预警准确率超过85%；
风功率预测功能可实现对未来72小时风场功率的预测 ，均方根误差低于15%；
降低30%的综合维护成本及发电功率损失 。
中车青岛四方在智能轨道交通服务领域的CPS应用
天泽智云2016年起与中国中车的核心企业之一中车青岛四方股份有限公司合作 ，开展高速列车轴箱轴承故障预测与健康管理项目 。
轴箱轴承是高速列车装备核心关键部件之一，是动车组转向架系统的关键旋转部件 ，轴箱轴承的健康状态是动车组运行安全的重要保障。开发基于CPS架构的轴箱轴承的PHM系统 ，对进一步提高车辆运维安全性和经济性具有非常重要的意义 。
CPS整体架构
通过车载PHM系统进行高速采集数据，用边缘计算技术将数据处理成有效的信息 ，传输到地面中心 ，用户可以运用模式识别算法等实现远程的数据采集方案配置，并且可以对数据进行分析 ，最终实现对轴箱轴承故障的诊断、预测及健康管理 。
经过1年多的研发 ，车载PHM系统的样机开发已经初步完成。现在，轴箱轴承PHM系统已经完成了在整车滚动综合性能试验台 、测试环线上的试验验证，对轴承故障识别的精准率超过90% 。目前已经完成20余种故障模式识别模型 ，可以精准识别故障模式和状态 。
天泽智云作为工业智能实践者 ，致力于将全球领先的工业智能理念与技术在中国传承，打造的以CPS为架构的工业智能赋能体系 ，已在风电 、轨道交通、机加工、化工 、钢铁等领域的多个工业场景中落地。未来 ，将持续加强CPS 、PHM等工业智能化技术的探索与创新应用，不断夯实工业领域知识与积累 ，携手客户、合作伙伴为中国制造业的转型升级贡献力量 ，让工业无忧 。