1、隨著信息工業(yè)時代的來臨，工業(yè)制造水平在不斷的提升，越來越多的新技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中得到普遍的應(yīng)用。工業(yè)在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，而且這些數(shù)據(jù)以指數(shù)的形式不斷地增長。在工業(yè)生產(chǎn)中，利用相關(guān)的技術(shù)從日益增長的工業(yè)數(shù)據(jù)中分析挖掘有利用價值的信息，從而控制產(chǎn)品生產(chǎn)的整個流程與減少生產(chǎn)成本等，這些都將成為企業(yè)未來發(fā)展的重要方針策略。工業(yè)4.0是德國政府提出的一個高科技戰(zhàn)略計劃，旨在提升制造業(yè)的智能化水平，建立具有適應(yīng)性、資源效率及人因工程學(xué)的智慧工

2、廠，在商業(yè)流程及價值流程中整合客戶及商業(yè)伙伴。在工業(yè)4.0中，信息物理系統(tǒng)（Cyber-Physical System）將生產(chǎn)中的供應(yīng)，制造，銷售信息數(shù)據(jù)化、智慧化，最后達(dá)到快速、有效、個人化的產(chǎn)品供應(yīng)。
　　信息物理系統(tǒng)（CPS，Cyber-Physical Systems，簡稱CPS）是一個復(fù)雜多維度的系統(tǒng)，其把計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和物理環(huán)境深度有機(jī)地結(jié)合在一起，實現(xiàn)了系統(tǒng)中物理對象狀態(tài)信息的實時感知監(jiān)測與實時控制。通過CPS信息物理融

3、合系統(tǒng)的架構(gòu)，我們可以實現(xiàn)計算、通信及物理系統(tǒng)的一體化架構(gòu)的設(shè)計，使整個系統(tǒng)變得更加可靠、高效與實時協(xié)同。
　　本文通過將大數(shù)據(jù)與CPS信息物理融合系統(tǒng)深度有機(jī)地結(jié)合在一起，提出了一種基于大數(shù)據(jù)驅(qū)動的工業(yè)機(jī)器人信息物理融合系統(tǒng)的分析與設(shè)計方法。本文內(nèi)容主要包括:首先介紹了大數(shù)據(jù)的基本概念，從大數(shù)據(jù)的基本概念出發(fā)，提出了工業(yè)大數(shù)據(jù)分析流程，分析了工業(yè)大數(shù)據(jù)處理所面臨的困難和挑戰(zhàn)，進(jìn)而分析大數(shù)據(jù)分析處理的相關(guān)技術(shù)與方案，得出適合工業(yè)大

4、數(shù)據(jù)處理的方案;通過研究分析大數(shù)據(jù)驅(qū)動的工業(yè)機(jī)器人信息物理融合系統(tǒng)的實現(xiàn)方案，得出智能工業(yè)生產(chǎn)需要實現(xiàn)的功能，提出了基于CPS的工業(yè)管理系統(tǒng)。利用云計算的優(yōu)點，結(jié)合CPS與云計算，提出了CPS云計算的工業(yè)管理系統(tǒng)的架構(gòu)（基于HBase分布式存儲架構(gòu)與基于Storm的分布式實時處理架構(gòu)）;在建模方面，結(jié)合使用結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計語言AADL與物理設(shè)備建模語言Modelica，分析AADL進(jìn)行CPS進(jìn)行建模的優(yōu)缺點，提出基于AADL并適用于的CP

5、S分析與設(shè)計方法，對建模語言Modelica進(jìn)行介紹，并對AADL模型與Modelica模型的轉(zhuǎn)換規(guī)則進(jìn)行了研究。同時在對系統(tǒng)的時空行為建模方面，研究了混成自動機(jī)，并結(jié)合時間自動機(jī)，提出了混成時間自動機(jī)，將其應(yīng)用到系統(tǒng)的時空行為建模中，同時給出了 AADL行為模型與UPPAAL的時間自動機(jī)之間的轉(zhuǎn)換規(guī)則，使用UPPAAL驗證工具驗證系統(tǒng)的行為模型;最后對所建立的AADL系統(tǒng)模型進(jìn)行分析與檢驗，驗證本文提出的基于AADL的信息物理融合系統(tǒng)