工業4.0是互聯網和服務應用引起的制造業升級換代。工業4.0和工業3.0的區別在于：工業3.0是高度的自動化，采用中央控制的方式，不靈活;工業4.0是柔性的，是可變的，分布式的控制，可以通過分散的自組織的操作，自組織的自適應的智能化的這么一個制造業的效果。

　　物聯網服務和信息物理融合服務我們叫做CPS，實現業務自組織和流程的優化，完全由大規模的生產向大規模的模式轉變，是工業4.0的共同的標志。德國是一個工業化的國家，已經完成了工業3.0，具有強大的技術基礎，可以直接實施工業4.0。所以它直接瞄準智能制造，綠色制造和精準制造。而中國是2.0、3.0、4.0同處在工業化之中，要實現高效管理領域的跨越式的發展，解決制造業的創新能力，產品質量和工業基礎一系列的矛盾和問題，更復雜，任務更艱巨。

　　CPS是什么?

　　CPS和物聯網非常接近，它是更內核本質的東西，通過計算和控制技術有機的融合和深度的協同，實現大型工廠系統實時的動態的感知，精確的調控和信息服務的管理系統。使物理系統能精確通訊，能遠程操作。

　　CPS系統本身就是人機物的融合計算，國內把CPS叫做人機物的融合系統。未來計算和物理單元更緊密的結合，使之精確化、效能、可靠性、可用性，在任何的時間，都可以連續的使用。

　　CPS還能使物理對象通過云計算和互聯網提供更好的服務。工業4.0時代的智能制造，本質是基于物聯網和CPS實現智能的管理和智能控制。核心是實現自配置，自組織，自修復，自檢測，這些都是智能化里面的功能，滿足用戶定制的需求。其關鍵點是CPS網人機物的位置，因為自組織的位置是不確定是變化的，是柔性的，所以通訊服務和計算，還要實現實時的感知，精確的控制和智能的控制都和時間、位置有關。

　　所以有體現了導航、位置服務在這個單元里的作用，包括有很多的關鍵的技術。CPS里面還有移動信息服務技術，深入到每一個產品零件和制造的整個的過程，所以面向智慧工廠的APP商店是我們普及的形式。實現和世界的智能控制，在家庭中的利用已經實現。信息技術網絡的再一個例子就是我們的汽車——它就是一個移動服務的技術，具有很多的網絡來提供汽車的移動服務。汽車本身是靠軟件來定義的一種運動載體，就好像是手機也是靠軟件來定義的移動通話工具，汽車是靠移動和網絡來移動的代步工具。

　　工業4.0的核心是智能制造，首先是需要有感知和控制的挑戰。以車聯網為例，現在要對車況感知，路況感知，車與車之間互聯，車與路之間實現互聯，所以需要時時相應處理的信息，可以用智能車輛的分析，可以進行實時的控制，從而保證行車的安全。

　　通過信息的融合，信息識別，來識別更貼合環境和狀態的輔助駕駛系統，逐步的實現自動駕駛或者是無人駕駛。其關鍵是靠智能控制，這也是為什么現在研究輔助駕駛和自動駕駛很熱的一個根本原因?仍以車聯網為例，說明智能制造面對的技術挑戰，主要是傳感技術的挑戰。車況的感知，駕駛員身體狀態的感知，服務技術的挑戰也很重要，有廣大數據的分析，還有主動安全，沒有發生事故之前，就可以自動的識別安全信息。還有智能控制系統，將來上億輛的汽車，都要實現在路上的優化控制技術、車路協同技術等，都是和時空位置有關的技術。

　　如果現代的工廠不實現互聯網的思維的話，就會變成只能生產基本的東西，就是變成代工廠。就好像是奔馳工廠還是以機械為主的話，你就變成了奔馳的代工廠。智能制造還可以向業態來挑戰。

　　北斗和GPS哪些能力?

　　北斗現在是區域的階段，正要走向全球的階段，現在是4顆星，預計到2025年未來將有35顆星，有4個服務，有針對政府和部隊的，再是可以提供精確度，具有通訊功能，發漢字的短消息。它的服務精度目前優于10米，比GPS要好(20納秒)，增加天氣的信號，能夠達到米級和納米級的精度。

　　要實現精確的GPS網絡的控制，就有兩種不同的網絡和區域。一種是公益性的服務，比如是國防的，公安的，應急的，還有一種是大眾生活質量提高的，那可能是增值服務。

　　仍以車聯網為例，我們現在可以提供米級，分米級的服務，用在不同的定位上，現在大家用的嘀嘀打車，到了附近二個還要通話，一個在馬路的左邊，一個在馬路的右邊，精度就只有十米左右，如果到了米級的話，兩個人完全可以看見，還有分米級的，將來智能駕駛，無人駕駛就是厘米級的。

　　那么，精準的時間位置對物聯網和信息物聯網絡到底是什么關系?這是一個很大的概念上的變化。現在的物聯網或者是互聯網是一個虛擬的空間，它只有IP地址，我們要把這些IP地址變成空間的地址，就好像是我們街道的坐標一樣。怎么樣變?我們的一個建議就是讓北斗DNS這些時空傳感器裝到物聯網和GPS的關鍵結點，包括路由網關，提供精確的位置。這樣就可以得到結點間的信息傳遞速度，而且結點速度是相對的。未來就使CPS可計算和可控制，可發現。

　　工業4.0和中國制造2025都提到了CPS，實現精確時空位置控制和智能控制的一個標準，今后精確的時間位置感知越來越小，將會成為物聯網CPS的標準部件。

　　基于北斗衛星導航系統和GPS的兼容，我們構建來自全國的精確的時間精度，提供長久的時空位置的服務能力，可以為全球的物聯網和CPS的融合，一方面是融合在一起，一方面自主的精確的控制，奠定很高的基礎。