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- 機械工業雜誌
|硬體未動,軟體先行-物理訊息融合系統的啟發
作者
胡竹生
刊登日期:
物理訊息融合系統(Cyber-Physical Systems, 簡稱CPS)是一個結合電腦運算領域以及感測器和致動器裝置的整合控制系統。CPS強調各個實體裝置和電腦運算網路的連結,與現今發展迅速的物聯網(Internet of Things)有密切的關係。據此推測,未來在科學和工程的進步,會因為CPS的擴大,使得計算和實體的互相結合更緊密,大幅提升人類各種系統的適應性、自主性、效率、可靠性、安全性和可用性。而德國將CPS的觀念導入製造,目前正大力提倡Industry 4.0,其重點是探討CPS對未來製造業勾畫出何種願景。
CPS的一項特徵是大量的感測資訊將透過網路收集與散佈,而計算將可以從這些資訊中抽取出有效的訊息,作為改進各種效能的依據。這讓人聯想到工程上許多機器設備的物理模型建立,往往需要大量的實體量測資料,才能驗證修改此模型達到高傳真模擬的境界。在CPS的趨勢下,未來將有越來越多的機會,對於製造設備或是系統,獲取非單一公司或個人可以得到的大量資訊。因此設備的物理模型或是實際操作的行為預測,將有機會快速的被驗證。也就是說,當此模型準確到一定地步時,擁有這些設備與系統製造的企業,在產品未被生產前,就可以對設計有精確的效能預測模擬。
硬體的製造與運轉需要大量資源的投入,若是設計考慮欠周詳導致重製等,將造成資源的耗費。而這樣的模擬計算在未來其成本將越來越低,速度越來越快,透過精確的計算來使硬體實現一步到位,將構築出難以超越的競爭障礙。這就是本文「硬體未動,軟體先行」的意涵。
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2013年11月號
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