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如第1章所述，随着市场需求的提高和制造技术的进步，传统的大批量按库存生产的方式逐步被淘汰，取而代之的是更加个性化或定制化的生产，例如按订单生产或者大规模定制。这意味着，即便是最小批量的生产（批量大小为1），从经济的角度上来看也应该有利可图。为了实现这一目标，在工业3.0时代，其解决方案是建立在模块化的产品和标准化的工艺基础之上，通过互联网将供应链上的各个成员和物流环节连接起来，从而推动整个生产和供应链的精确运行，这也就是第1章提到的大规模定制1.0。
而工业4.0最大的创新在于，引入了的新技术——CPS，它可以大幅度提升大规模定制的个性化水平和经济性指标，即大规模定制2.0的水平。此外，CPS的应用不只限于大规模定制，它是整个工业4.0最重要的理论基础，可以被应用在其他许多场景中。本章主要介绍CPS理论和技术的背景、定义、研究进展，以及在实践中如何应用CPS，特别是在制造业中的应用——基于CPS的网络物理生产系统（CPPS）。最后，还扼要介绍了CPS技术在智能电网、智能交通和智能医疗等领域中的应用。