一、单位简介

中国信息通信研究院始建于1957年，是工业和信息化部直属科研事业单位。近年来，为适应经济社会发展的新形势新要求，围绕国家“网络强国”和“制造强国”战略，中国信通院着力加强创新，不断拓展研究的广度和深度，在4G/5G、工业互联网、智能制造、移动互联网、物联网、车联网、云计算、大数据、区块链、人工智能、未来网络、虚拟现实/增强现实、智能硬件、网络与信息安全等方面进行了深入研究与前瞻布局，聚焦国家重大战略需求，在信息通信业和信息化与工业化融合领域的战略及政策研究、技术创新、产业发展、安全保障、国际合作等方面发挥了重要作用，推动了工业互联网、互联网+、宽带中国、信息消费等一系列重大战略与政策的出台和各项重大任务的实施，有力支撑了国家网络强国和制造强国建设。

依托项目基础，中国信息通信研究院打造工业互联网平台创新与测试验证工信部重点实验室，着力开展信息物理系统、工业互联网平台、工业APP等领域研究，具备柔性制造、数字孪生、工业智能等技术试验与解决方案验证能力，目前已为国内100多个平台及制造企业提供服务。

二、项目概况

离散制造业信息物理系统关键共性技术测试验证能力提升项目由中国信息通信研究院牵头，产学研用五家联合体参与共同建设。本项目旨在构建一个完整的信息物理系统关键技术测试验证能力提升和行业试验床，包括：

（一）信息物理系统关键共性技术测试验证环境建设：基于信息物理系统的参考架构，构建一个涵盖离散行业关键生产工艺流程的生产模拟环境，集成各类测试工具，支撑信息物理系统关键共性技术测试验证。

（二）专项技术测试验证：围绕通信协议、数字化模型、工业软件、数据平台这四方面的技术验证需求，从可靠性、兼容性、标准符合性、安全性等方面对平台进行相应的扩展和定制，完善测试方法和测试工具，开展技术测试验证，建立模型库和测试用例库。

（三）技术集成测试验证：在通信协议、数字化模型、工业软件、数据平台四类专项测试环境基础上，进一步开展针对感知、通信、计算、控制等技术的综合集成测试，建立模型库和测试用例库。

(四）应用可行性验证环境定制和新模式验证：通过对零部件加工、电子产品检测、机械装备服务等三个行业典型应用场景，依托行业应用环境，开展数字双胞胎、边缘计算、全生命周期优化等三类信息物理系统应用的可行性验证，突破信息物理系统多源异构技术的兼容适配，建立和积累知识库和应用案例库。

(五)标准研制和应用推广：依据以上共性关键技术测试和应用可行性验证成果，按照功能规范、技术规范和行业应用标准的脉络形成标准规范体系，编制通用性信息物理系统标准草案。

(六）建设技术转移中心，开展企业测试验证服务：建设技术转移体验中心，对测试方法、应用案例进行展示宣传，加快相关技术成果的转化，并为企业开展测试验证服务。

三、项目完成情况

项目建设了信息物理系统关键共性技术测试验证平台，构建了离散制造信息物理系统测试验证平台制造单元，并以太阳能飞机模型的集成化制造为测试验证对象建设了柔性智能化生产线，实现了设备数据采集、生产资源调度、产线综合监控以及信息系统综合集成，支撑开展通信协议、数字化模型、工业软件、数据平台等信息物理系统关键共性技术的测试验证。

开展了涵盖通信协议、数字化模型、工业软件和数据平台的四个领域单项技术应用与测试验证工作，研发获得可靠性、兼容性、标准符合性、安全性等测试工具，实现了感知、通信、计算、控制等信息物理系统技术的综合集成，并形成了项目模型库和测试用例库。

基于已经搭建的信息物理系统测试验证平台，开展了数字双胞胎、边缘计算、全生命周期优化等创新技术应用验证，面向搭建的离散制造产线构建了产线数字孪生、产线导览/装配指导/设备远程维修服务等工业AR应用场景，开展了面向离散制造加工装配、锅炉远程运维、中央空调智能监控等行业领域的边缘计算应用验证，基于大数据技术开展了面向工程机械装备全生命周期的设计优化与远程运维服务等新模式应用验证。

围绕实现数据驱动、泛在连接、虚实映射和异构集成，面向通信协议、数字化模型、工业软件、数据平台等，开展可靠性、兼容性、标准符合性、安全性等测试，以及感知、通信、计算、控制等技术的综合集成测试；开展数字双胞胎、边缘计算、全生命周期优化等新技术、新模式的应用可行性验证，突破信息物理系统多源异构技术的兼容适配与集成应用，建设模型库、知识库、测试用例库、应用案例库等基础数据和工具，促进相关通用性标准的建立和应用推广，依托平台建设技术转移体验中心，加速信息物理系统的技术创新、成果转化与应用推广。

 

 

 图1 模拟产线数字孪生

 

图2 工业互联网平台测试系统

 

四、项目成效

离散制造业是我国传统工业行业的重要组成部分，通过“关键共性技术测试验证平台”搭建以及“共性技术测试验证”服务的推广，面向未来高端制造发展方向，建设了一条网络异构集成、数据深度融合、流程智能重构的离散场景模拟产线，支撑开展离散制造场景下的信息物理系统前沿应用验证和测试评价。有助于更好的满足行业快速发展和数字化转型的需求，深化行业两化融合水平，从而带动传统离散制造业产品质量和档次提升；通过关键技术的测试验证及应用，帮助离散制造业企业提高劳动生产率，实现减员增效，促进产业升级，进一步提升行业企业的国际竞争力，推动行业更好更快发展。对推动信息物理系统关键技术突破和应用推广，促进我国工业智能化发展水平，起到引领和示范作用。

依托项目基础，在工业互联网产业联盟申请了“信息物理系统共性技术测试床”，测试床重点围绕离散行业生产模拟环境，开展机床、机器人、检测设备、物流设备等数据采集、数字化建模、双胞胎构建等，实现生产制造过程的三维可视化监测，探索开展基于数字双胞胎、大数据等的优化。2019年12月，在中国信通院ICT深度观察大会工业互联网创新方案分论坛暨工业互联网测试床现场宣讲会中，对信息物理系统共性关键技术测试验证及应用推广平台进展情况进行了汇报，得到了现场评审专家的一致好评，并被评为“明星测试床”。